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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 16. Januar 2020 eingereichten vorläufigen Anmeldung Nr. 62/961,961 und der am 12. Juni 2019 eingereichten vorläufigen Anmeldung Nr. 62/860,610. Auf die Offenbarung der obigen Anmeldung wird hiermit Bezug genommen.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Kühlmittelströmungssteuermodul, das einige verschiedene einzelne Ventilmodule enthält, die in einer oder mehreren Auslegungen zur Erzeugung mehrerer Strömungspfade verbaut sind, wobei jedes der Ventilmodule durch einen oder mehrere Aktuatoren gesteuert wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ventile mit mehreren Anschlüssen zum Leiten von Fluid durch verschiedene Leitungen hindurch sind allseits bekannt. Einige der geläufigeren Ventilarten sind ein Ventil mit drei Anschlüssen und ein Ventil mit vier Anschlüssen, wobei ein einziges Ventilglied zum Leiten von Fluid von einem Einlassanschluss zu einem der verschiedenen Auslassanschlüsse verwendet wird. Mit dem Fortschreiten der Technologie bei Elektrofahrzeugen besteht jedoch zu nehmender Bedarf an Kühlung verschiedener elektronischer Komponenten, zu der viele derzeitige Ventile nicht in der Lage sind. Verschiedene derzeitige Ventilkonstruktionen haben begrenzte Auslegungen und Leistungsfähigkeiten für die Bereitstellung einer ausreichenden Kühlung dieser elektronischen Komponenten. Derzeitige Ventilkonstruktionen sind auch teuer, komplex und kostenintensiv in der Herstellung.
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Dementsprechend besteht ein Bedarf an einer Ventilanordnung, die mehrere Auslegungen aufweist, eine einfache Konstruktion aufweist und durch einen oder mehrere Aktuatoren gesteuert werden kann, und einen Strom von mehreren Einlassanschlüssen zu mehreren Auslassanschlüssen leiten kann und weniger komplex ist und weniger kostenintensiv in der Herstellung ist.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Bei einer Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Kühlmittelströmungssteuermodul mit mehreren Ventilmodulen, das ein erstes äußeres Gehäuse, einen ersten Rotor, der in dem ersten äußeren Gehäuse positioniert ist, ein zweites äußeres Gehäuse, das neben dem ersten äußeren Gehäuse positioniert ist, und einen zweiten Rotor, der an dem zweiten äußeren Gehäuse angeordnet ist, enthält. Der zweite Rotor steht im Eingriff mit dem ersten Rotor, so dass sich der erste Rotor und der zweite Rotor im Einklang drehen und in eine mehrerer Auslegungen versetzt werden können. Das Kühlmittelströmungssteuermodul enthält des Weiteren einen Aktuator, der mit dem ersten Rotor verbunden ist, mehrere erste Anschlüsse, die als Teil des ersten äußeren Gehäuses integral ausgebildet sind, und mehrere zweite Anschlüsse, die als Teil des zweiten äußeren Gehäuses integral ausgebildet sind. Der Aktuator dreht den ersten Rotor und den zweiten Rotor in mindestens einer der mehreren Auslegungen, so das Fluid in einen oder mehrere der mehreren ersten Anschlüsse durch den ersten Rotor einströmen oder daraus ausströmen kann und Fluid in einen oder mehrere der mehreren zweiten Anschlüsse durch den zweiten Rotor einströmen oder daraus ausströmen kann.
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Bei einer Ausführungsform enthält der erste Rotor einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal. Der erste Kanal des ersten Rotors ist von dem zweiten Kanal des ersten Rotors strömungstechnisch isoliert, und der zweite Kanal des ersten Rotors steht mit zwei der mehreren ersten Anschlüsse in Strömungsverbindung, wenn der erste Rotor in mindestens eine der mehreren Auslegungen versetzt ist. Der erste Kanal steht mit dem zweiten Rotor in stetiger Strömungsverbindung, und der erste Kanal steht mit einem der mehreren ersten Anschlüsse in Strömungsverbindung, wenn der erste Rotor in mindestens eine der mehreren Auslegungen versetzt ist.
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Bei einer Ausführungsform enthält der erste Kanal des ersten Rotors einen sich verjüngenden Abschnitt, der zur Verteilung von Fluid zu zwei der mehreren ersten Anschlüsse oder zur Aufnahme von Fluid von diesen, wenn der erste Rotor und der zweite Rotor in mindestens eine der mehreren Auslegungen versetzt sind, in der Lage ist.
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Bei einer Ausführungsform enthält der zweite Rotor einen ersten Kanal, der als Teil des zweiten Rotors integral ausgebildet ist, und ein zweiter Kanal ist als Teil des zweiten Rotors integral ausgebildet, so dass der erste Kanal des zweiten Rotors fluidtechnisch von dem zweiten Kanal des zweiten Rotors isoliert ist. Der zweite Kanal des zweiten Rotors steht mit zwei der mehreren zweiten Anschlüsse in Strömungsverbindung, wenn der zweite Rotor in mindestens eine der mehreren Auslegungen versetzt ist.
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Der erste Kanal des ersten Rotors steht durchweg mit dem ersten Kanal des zweiten Rotors in Strömungsverbindung, so dass einer der mehreren ersten Anschlüsse mit einem der mehreren zweiten Anschlüsse in Strömungsverbindung steht, wenn der erste Rotor und der zweite Rotor in mindestens eine der mehreren Auslegungen versetzt sind.
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Bei einer Ausführungsform ist eine untere zylindrische Wand als Teil des ersten Rotors ausgebildet, und eine untere Kerbe ist integral als Teil der unteren zylindrischen Wand des ersten Rotors ausgebildet. Eine untere zylindrische Wand ist als Teil des zweiten Rotors ausgebildet, und eine äußere Nase ist integral als Teil der inneren zylindrischen Wand des zweiten Rotors ausgebildet. Die untere zylindrische Wand, die als Teil des ersten Rotors ausgebildet ist, ist mit der inneren zylindrischen Wand, die als Teil des zweiten Rotors ausgebildet ist, in Kontakt, und die äußere Nase steht mit der unteren Kerbe in Eingriff, so dass sich der erste Rotor und der zweite Rotor im Einklang drehen.
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Bei einer Ausführungsform ist die zylindrische Wand des zweiten Rotors Teil des ersten Kanals des zweiten Rotors und ein Abschnitt der zylindrischen Wand des Rotors erstreckt sich in den ersten Kanal des ersten Rotors, so dass der erste Rotor mit dem zweiten Rotor in Strömungsverbindung steht.
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Bei einer Ausführungsform verbindet eine erste Kupplung selektiv den ersten Rotor und den zweiten Rotor, und der Aktuator ändert die Position des ersten Rotors bezüglich des zweiten Rotors, wenn die Kupplung den ersten Rotor und den zweiten Rotor trennt und der erste Rotor gedreht wird.
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Bei einer Ausführungsform ist ein drittes äußeres Gehäuse neben dem zweiten äußeren Gehäuse positioniert, und mehrere dritte Anschlüsse sind integral als Teil des dritten äußeren Gehäuses ausgebildet, ein dritter Rotor ist in dem dritten äußeren Gehäuse positioniert und steht mit dem zweiten Rotor in Eingriff, und mindestens ein Kanal ist integral als Teil des dritten Rotors ausgebildet. Ein seitliches Gehäuse, das mit dem dritten äußeren Gehäuse verbunden ist, und ein äußerer Anschluss, der als Teil des seitlichen Gehäuses ausgebildet ist. Der Kanal des dritten Rotors steht durchweg mit dem äußeren Anschluss in Strömungsverbindung, so dass mindestens einer der mehreren dritten Anschlüsse mit dem äußeren Anschluss in Strömungsverbindung steht, wenn der erste Rotor, der zweite Rotor und der dritte Rotor in mindestens eine der mehreren Auslegungen versetzt sind.
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Bei einer Ausführungsform enthält der Kanal des dritten Rotors einen sich verjüngenden Abschnitt, der zur Verteilung von Fluid zu zwei der mehreren dritten Anschlüsse oder zur Aufnahme von Fluid von diesen, wenn der erste Rotor, der zweite Rotor und der dritte Rotor in mindestens eine der mehreren Auslegungen versetzt sind, in der Lage ist.
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Bei einer Ausführungsform ist eine zylindrische Wand integral als Teil des zweiten Rotors ausgebildet, und eine Außennase ist integral als Teil der zylindrischen Wand des zweiten Rotors ausgebildet. Eine obere zylindrische Wand ist als Teil des dritten Rotors ausgebildet, und eine obere Nase ist integral als Teil der oberen zylindrischen Wand des dritten Rotors ausgebildet. Die zylindrische Wand, die als Teil des zweiten Rotors ausgebildet ist, ist mit der oberen zylindrischen Wand, die als Teil des dritten Rotors ausgebildet ist, in Kontakt, und die Außennase steht mit der oberen Kerbe in Eingriff, so dass sich der zweite Rotor und der dritte Rotor im Einklang drehen.
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Bei einer Ausführungsform verbindet eine zweite Kupplung selektiv den zweiten Rotor mit dem dritten Rotor, und der Aktuator ändert die Position des zweiten Rotors bezüglich des dritten Rotors, wenn die Kupplung den zweitem Rotor und den dritten Rotor trennt und der zweite Rotor gedreht wird.
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Bei einer Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung eine Ventilanordnung mit mehreren Ventilmodulen. Bei einer Ausführungsform enthält die Ventilanordnung mehrere Ventilmodule, mehrere Wellen, wobei jeder der mehreren Wellen Teil eines entsprechenden der mehreren Ventilmodule ist, und einen Aktuator, der mit einer der mehreren Wellen verbunden ist. Es sind auch mehrere Kupplungen enthalten, wobei jede der mehreren Kupplungen zum selektiven Koppeln von zwei der mehreren Wellen betreibbar ist. Der Aktuator dreht eine erste der mehreren Wellen dahingehend, ein erstes der Ventilmodule zur Bereitstellung eines oder mehrerer Strömungspfade auszulegen, und wenn eine oder mehrere der mehreren Kupplungen zwei oder mehr der Wellen verbinden, sind eines oder mehrere der mehreren Ventilmodule zu Bereitstellung mehrerer Strömungspfade ausgelegt.
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Bei einer Ausführungsform enthält jedes der Ventilmodule ein Gehäuse, mehrere Anschlüsse, wobei jeder der Anschlüsse als Teil des Gehäuses ausgebildet ist, und einen Rotor, der in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Rotor selektiv mit den mehreren Anschlüssen in Strömungsverbindung steht. Mindestens zwei Strömungspfade werden durch die Ausrichtung des Rotors bezüglich des Gehäuses und der Anschlüsse gebildet, und der Rotor wird in eine von mehreren Auslegungen bezüglich der Anschlüsse und des Gehäuses versetzt, so dass jede der Auslegungen mindestens zwei Strömungspfade enthält.
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Bei einer Ausführungsform enthält jeder Rotor einen ersten Kanal, der als Teil des Rotors integral ausgebildet ist, und einen zweiten Kanal, der als Teil des Rotors integral ausgebildet ist, wobei der zweite Kanal fluidtechnisch von dem ersten Kanal isoliert ist. Eine Achse erstreckt sich durch den Rotor, und der Rotor ist um die Achse drehbar. Mindestens ein Abschnitt des ersten Kanals oder des zweiten Kanals erstreckt sich entlang der Achse.
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Bei einer Ausführungsform enthält jedes Ventilmodul eine Schnecke, die mit einer der mehreren Wellen verbunden ist, und ein Schneckenrad, das mit dem Rotor verbunden ist. Das Schneckenrad kämmt mit der Schnecke, so dass das Schneckenrad und der Rotor gedreht werden, wenn die Schnecke von einer der mehreren Wellen gedreht wird. Bei einer Ausführungsform umschreibt das Schneckenrad den ersten Kanal oder den zweiten Kanal.
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Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung hervor. Es versteht sich, dass, obgleich die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, sie lediglich Darstellungszwecken dienen sollen und nicht den Schutzumfang der Erfindung beschränken sollen.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird durch die detaillierte Beschreibung und die anhängigen Zeichnungen besser verständlich; in den Zeichnungen zeigen:
- 1A eine perspektivische Ansicht eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
- 1 B eine zweite perspektivische Ansicht eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
- 2A eine erste auseinandergezogene Teilansicht einiger Komponenten, die Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
- 2B eine zweite auseinandergezogene Teilansicht einiger Komponenten, die Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
- 3 eine Schnittansicht eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
- 4 eine dritte auseinandergezogene Teilansicht einiger Komponenten, die Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
- 5 eine vierte auseinandergezogene Teilansicht einiger Komponenten, die Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
- 6 eine fünfte auseinandergezogene Teilansicht einiger Komponenten, die Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
- 7 eine Ansicht eines ersten äußeren Gehäuses, das Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist, von unten;
- 8 eine Schnittansicht entlang Linien 8-8 in 1A;
- 9A eine perspektivische Ansicht eines ersten Rotors, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
- 9B eine Schnittansicht entlang Linien 9B-9B in 9A;
- 10 eine perspektivische Ansicht eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei das erste äußere Gehäuse, das zweite äußere Gehäuse und das dritte äußere Gehäuse entfernt wurden;
- 11 eine sechste auseinandergezogene Teilansicht einiger Komponenten, die Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
- 12 eine siebte auseinandergezogene Teilansicht einiger Komponenten, die Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
- 13A eine perspektivische Ansicht eines zweiten Rotors, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
- 13B eine Schnittansicht entlang Linien 13B-13B in 13A;
- 14 eine Schnittansicht entlang Linien 14-14 in 1A;
- 15A eine achte auseinandergezogene Teilansicht einiger Komponenten, die Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
- 15B eine neunte auseinandergezogene Teilansicht einiger Komponenten, die Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind;
- 16A eine erste perspektivische Ansicht eines dritten Rotors, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
- 16B eine zweite perspektivische Ansicht eines dritten Rotors, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
- 17 eine Schnittansicht entlang Linien 17-17 in 1A;
- 18 ein Diagramm eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit mehreren Ventilmodulen gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 19A eine Draufsicht eines Rotors, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit mehreren Ventilmodulen gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
- 19B eine perspektivische Ansicht eines Rotors, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit mehreren Ventilmodulen gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
- 20A eine erste perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels für einen Rotor, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit mehreren Ventilmodulen gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
- 20B eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels für einen Rotor, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit mehreren Ventilmodulen gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, von unten;
- 20C eine zweite perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels für einen Rotor, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit mehreren Ventilmodulen gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
- 20D eine dritte perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels für einen Rotor, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit mehreren Ventilmodulen gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
- 21A eine erste perspektivische Ansicht noch eines weiteren Beispiels für einen Rotor, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit mehreren Ventilmodulen gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
- 21B eine zweite perspektivische Ansicht noch eines weiteren Beispiels für einen Rotor, der als Teil eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit mehreren Ventilmodulen gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist lediglich beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen in keiner Weise beschränken.
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In 1A und 1B wird ein Kühlmittelströmungssteuerungsmodul allgemein bei 10 gezeigt. Das Modul 10 enthält ein erstes äußeres Gehäuse 12a, ein zweites äußeres Gehäuse 12b und ein drittes äußeres Gehäuse 12c. Mit dem ersten äußeren Gehäuse 12a sind mehrere erste Anschlüsse 14a, 14b, 14c, 14d integral ausgebildet. Mit dem zweiten äußeren Gehäuse 12b sind mehrere zweite Anschlüsse 16a, 16b, 16c, 16d integral ausgebildet. Mit dem dritten äußeren Gehäuse 12c sind mehrere dritte Anschlüsse 18a, 18b, 18c, 18d integral ausgebildet.
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Mit dem ersten äußeren Gehäuse 12a ist eine Aktuatoranordnung, die allgemein bei 20 gezeigt wird, verbunden. Die Aktuatoranordnung 20 enthält ein Aktuatorgehäuse mit zwei Teilen 22a, 22b. Wenn sie zusammengebaut sind, bilden die zwei Teile 22a, 22b einen Hohlraum, der in 3 allgemein bei 24 gezeigt wird. In dem Hohlraum 24 ist ein Aktuator angeordnet, der bei dieser Ausführungsform ein Elektromotor 26 ist, der ein Zahnritzel 28a aufweist, das Teil eines Zahnradsatzes, der allgemein bei 30 gezeigt wird, ist, der zur Übertragung von Leistung von dem Elektromotor 26 auf einen ersten Rotor, der in 2A, 3-6 und 8 bis 9B allgemein bei 44a gezeigt wird, verwendet wird. Unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 3 kämmt das Zahnritzel 28a mit einem ersten Antriebszahnrad 28b, und das erste Antriebszahnrad 28b ist integral mit einem zweiten Zahnritzel 28c ausgebildet. Das zweite Zahnritzel 28c kämmt mit einem zweiten Antriebszahnrad 28d, und das zweite Antriebszahnrad 28d ist integral mit einem dritten Zahnritzel 28e ausgebildet.
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Das dritte Zahnritzel 28e kämmt mit einem dritten Antriebszahnrad 28f, und das dritte Antriebszahnrad 28f ist integral mit einem vierten Zahnritzel 28g ausgebildet. Das vierte Zahnritzel 28d kämmt mit einem Zahnsegment 28h. Das Zahnsegment 28h enthält einen Hohlraum 34 mit einem Innenverzahnungsabschnitt 34a, wobei der Innenverzahnungsabschnitt 34a mit einem Außenverzahnungsabschnitt 34b, der als Teil einer Welle 36 des ersten Rotors 44a ausgebildet ist, in Eingriff steht, so dass sich das Zahnsegment 28h und der erste Rotor 44a im Einklang drehen.
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Der zweite Teil 22b des Aktuatorgehäuse ist enthält einen Flanschabschnitt 22c, der mit einem Flanschabschnitt 38a, der als Teil des ersten äußeren Gehäuses 12a ausgebildet ist, durch irgendeine Art von Verbindung, wie z. B. Schweißen oder genauer Ultraschallschweißen, verbunden ist. Es gibt auch zwei Wellendichtungen 40a, 40b; eine Dichtung 40a ist neben dem zweiten Teil 22b des Aktuatorgehäuses angeordnet und die andere Dichtung 40b ist in dem ersten äußeren Gehäuse 12a angeordnet. Beide Wellendichtungen 40a, 40b verhindern, dass Fluid aus dem ersten äußeren Gehäuse 12a in das Aktuatorgehäuse strömt.
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Das erste äußere Gehäuse 12a enthält einen Hohlraum, der allgemein bei 42a gezeigt wird. Der erste Rotor 44a ist in dem Hohlraum 42a angeordnet, und die Welle 36 des ersten Rotors 44a erstreckt sich aus dem ersten Gehäuse 12a heraus und in das Aktuatorgehäuse hinein. Die Welle 36 ist mit einem Körperabschnitt 46a des ersten Rotors 44a integral ausgebildet. Der erste Rotor 44a weist mehrere Kanäle auf, die mehrere Strömungspfade durch den Rotor 44a bereitstellen. Bei dieser Ausführungsform enthält der erste Rotor 44a einen ersten Kanal 48a und einen zweiten Kanal 48b. Der erste Kanal 48a ist in einem Winkel von 90° geformt, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass der erste Kanal 48a auch in anderen Winkeln ausgebildet sein kann. Der erste Kanal 48a erstreckt sich von dem Boden des ersten Rotors 44a zu der Seite des ersten Rotors 44a. Der erste Kanal 48a enthält des Weiteren einen sich verjüngenden Abschnitt 50, so dass Fluid aus dem sich verjüngenden Abschnitt 50 des ersten Rotors 44a zu mehreren Anschlüssen verteilt werden kann. Umgekehrt kann Fluid auch aus mehreren Anschlüssen in den ersten Rotor 44a durch den sich verjüngenden Abschnitt 50 strömen. Der sich verjüngende Abschnitt 50 ist so ausgebildet, dass er einen Winkel 52 aufweist, genauer gibt es Seitenwände 54a, 54b, die in dem Winkel 52 zueinander positioniert sind, wie in 9A und 9B gezeigt wird. Der Winkel 52 der Seitenwände 54a, 54b kann bei verschiedenen Ausführungsformen verschieden sein, um den Fluidstrom zu oder von den Anschlüssen 14a, 14b, 14c, 14d zu ändern.
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In dem Hohlraum 42a des ersten äußeren Gehäuses 12a sind auch mehrere erste Dichtungen 56a, 56b, 56c, 56d angeordnet, die in Gleitkontakt mit der Außenfläche des ersten Rotors 44a sind. Mehrere halbkreisförmige Vertiefungen 58a, 58b, 58c, 58d sind als Teil des ersten äußeren Gehäuses 12a integral ausgebildet. Jede der Dichtungen 56a, 56b, 56c, 56d ist zum Teil in einer entsprechenden der halbkreisförmigen Vertiefungen 58a, 58b, 58c, 58d in dem Hohlraum 42a des ersten äußeren Gehäuses 12a angeordnet und wird durch diese gestützt, wie in 3, 5 und 7 gezeigt wird.
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Ein erstes inneres Zwischengehäuse, das in 3-4 und 10 allgemein bei 72 gezeigt wird, ist zum Teil in dem Hohlraum 42a des ersten äußeren Gehäuses 12a angeordnet. Das erste innere Zwischengehäuse 72 weist einen äußeren Lippenabschnitt 74a auf, der an einem Wandabschnitt 76a angebracht ist. Eine Umfangswand 78a mit mehreren ersten halbkreisförmigen Vertiefungen 80a, 80b, 80c, 80d ist mit dem Wandabschnitt 76a integral ausgebildet, wobei die Umfangswand 78a in dem Hohlraum 42a positioniert ist, wenn das Kühlmittelströmungssteuerungsmodul 10 zusammengebaut ist. Jede der Dichtungen 56a, 56b, 56c, 56d ist zum Teil in einer entsprechenden der halbkreisförmigen Vertiefungen 80a, 80b, 80c, 80d der Umfangswand 78a angeordnet und wird durch diese gestützt. Die Dichtungen 56a, 56b, 56c, 56d werden also durch die halbkreisförmigen Vertiefungen 58a, 58b, 58c, 58d des ersten äußeren Gehäuses 12a und die halbkreisförmigen Vertiefungen 80a, 80b, 80c, 80d der Umfangswand 78a gestützt. Die Umfangswand 78a weist des Weiteren vier Keilnuten 82a, 82b, 82c, 82d auf, die mit vier entsprechend geformten Vorsprüngen 84a, 84b, 84c, 84d, die als Teil des ersten äußeren Gehäuses 12a ausgebildet sind, in Eingriff stehen, was die Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Ausrichtung zwischen dem ersten äußeren Gehäuse 12a und dem ersten inneren Zwischengehäuse 72 während des Zusammenbauens unterstützt. Jede der Dichtungen 56a, 56b, 56c, 56d ist eine dreistückige Dichtung und enthält eine Nut 86a, 86b, 86c, 86d. Es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass die Dichtungen 56a, 56b, 56c, 56d einstückig konstruiert sein können und in unterschiedlichen Formen ausgebildet sein können, während sie weiterhin die gewünschte Funktionsfähigkeit bereitstellen.
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Wenn das erste innere Zwischengehäuse 72 mit dem ersten äußeren Gehäuse 12a verbunden ist, umschreibt ein Teil des äußeren Lippenabschnitts 74a einen Teil einer Seitenwand 92a des ersten äußeren Gehäuses 12a, und die Seitenwand 92a berührt den Wandabschnitt 76a, wodurch eine Abdichtung zwischen dem ersten inneren Zwischengehäuse 72 und dem ersten äußeren Gehäuse 12a bereitgestellt wird. Bei einer Ausführungsform ist die Seitenwand 92a mit dem Wandabschnitt 76a verschweißt, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass andere Verbindungsarten eingesetzt werden können, wie z. B. ein Haftmittel oder andere Schweißarten. Bei einer Ausführungsform kann ein O-Ring oder eine andere Art von Dichtung zwischen der Seitenwand 92a und dem Wandabschnitt 76a angeordnet sein.
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Das erste innere Zwischengehäuse 72 ist auch zum Teil in einem Hohlraum, der allgemein bei 42b gezeigt wird, des zweiten äußeren Gehäuses 12b angeordnet. Das zweite äußere Gehäuse 12b weist auch eine Seitenwand 92b auf. Wenn das erste Zwischengehäuse 72 mit dem zweiten äußeren Gehäuse 12b verbunden ist, umschreibt ein Teil des äußeren Lippenabschnitts 74a einen Teil der Seitenwand 92b des zweiten äußeren Gehäuses 12b, und die Seitenwand 92b berührt den Wandabschnitt 76a auf der Seite des Wandabschnitts 76a, die der der Seitenwand 92a gegenüberliegt. Die Seitenwand 92b berührt den Wandabschnitt 76a, wodurch eine Abdichtung zwischen dem ersten Zwischengehäuse 72 und dem zweiten äußeren Gehäuse 12a bereitgestellt wird. Bei einer Ausführungsform ist die Seitenwand 92b mit dem Wandabschnitt 76a verschweißt, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass andere Verbindungsarten eingesetzt werden können, wie z. B. ein Haftmittel oder andere Schweißarten. Bei einer Ausführungsform kann ein O-Ring oder eine andere Art von Dichtung zwischen der Seitenwand 92b und dem Wandabschnitt 76a angeordnet sein.
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Das erste Zwischengehäuse 72 enthält des Weiteren eine weitere Umfangswand 78b mit mehreren zweiten halbkreisförmigen Vertiefungen 80e,80f,80g,80h, wobei die Umfangswand 78b in dem Hohlraum 42b positioniert ist, wenn das Kühlmittelströmungssteuerungsmodul 10 zusammengebaut ist. Mehrere zweite Dichtungen 94a, 94b, 94c, 94d sind auch in dem Hohlraum 42b des zweiten äußeren Gehäuses 12b positioniert, und jede der Dichtungen 94a, 94b, 94c, 94d ist zum Teil in einer entsprechenden der halbkreisförmigen Vertiefungen 80e, 80f, 80g, 80h der Umfangswand 78b angeordnet und wird durch dieses gestützt. Beide Umfangswände 78a, 78b sind ähnlich geformt. Die Umfangswand 78b weist des Weiteren vier Keilnuten 82e, 82f, 82g, 82h auf, die mit vier entsprechend geformten Vorsprüngen 96a, 96b, 96c, 96d, die als Teil des zweiten äußeren Gehäuses 12b ausgebildet sind, in Eingriff stehen, was die Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Ausrichtung zwischen dem zweiten äußeren Gehäuse 12b und dem ersten inneren Zwischengehäuse 72 während des Zusammenbauens unterstützt. Jede der Dichtungen 94a, 94b, 94c, 94d enthält eine Nut und ist ähnlich den Dichtungen 56a, 56b, 56c, 56d geformt und weist eine ähnliche Konstruktion auf.
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Unter Bezugnahme auf 3 und 10-14 ist ein zweites inneres Zwischengehäuse 104 auch zum Teil in dem Hohlraum 42b des zweiten äußeren Gehäuses 12b angeordnet. Das zweite innere Zwischengehäuse 104 weist dieselbe Form und Konstruktion wie das erste innere Zwischengehäuse 72 auf. Das zweite innere Zwischengehäuse 104 enthält einen äußeren Lippenabschnitt 74b, der an einem Wandabschnitt 76b angebracht ist. Eine Umfangswand 78c mit mehreren ersten halbkreisförmigen Vertiefungen 106a, 106b, 106c, 106d ist mit dem Wandabschnitt 76b integral ausgebildet, wobei die Umfangswand 78c in dem Hohlraum 42b positioniert ist, wenn das Kühlmittelströmungssteuerungsmodul 10 zusammengebaut ist. Jede der Dichtungen 94a, 94b, 94c, 94d ist zum Teil in einer entsprechenden der halbkreisförmigen Vertiefungen 106a, 106b, 106c, 106d der Umfangswand 78c angeordnet und wird durch diese gestützt. Die Dichtungen 94a, 94b, 94c, 94d werden also durch die halbkreisförmigen Vertiefungen 80e, 80f, 80g, 80h der Umfangswand 78b und die halbkreisförmigen Vertiefungen 106a, 106b, 106c, 106d der Umfangswand 78c gestützt. Die Umfangswand 78c weist des Weiteren vier Keilnuten 108a, 108b, 108c, 108d auf, die mit vier entsprechend geformten Vorsprüngen 96a, 96b, 96c, 96d, die als Teil des zweiten äußeren Gehäuses 12b ausgebildet sind, in Eingriff stehen, was die Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Ausrichtung zwischen dem zweiten äußeren Gehäuse 12b und dem ersten inneren Zwischengehäuse 104 während des Zusammenbauens unterstützt.
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Wenn das zweite innere Zwischengehäuse 104 mit dem zweiten äußeren Gehäuse 12b verbunden ist, umschreibt ein Teil des äußeren Lippenabschnitts 74b einen Teil einer Seitenwand 92b des zweiten äußeren Gehäuses 12b, und die Seitenwand 92b berührt den Wandabschnitt 76b, wodurch eine Abdichtung zwischen dem zweiten inneren Zwischengehäuse 104 und dem zweiten äußeren Gehäuse 12b bereitgestellt wird. Bei einer Ausführungsform ist die Seitenwand 92b mit dem Wandabschnitt 76b verschweißt, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass andere Verbindungsarten eingesetzt werden können, wie z. B. ein Haftmittel oder andere Schweißarten. Bei einer Ausführungsform kann ein O-Ring oder eine andere Art von Dichtung zwischen der Seitenwand 92b und dem Wandabschnitt 76b angeordnet sein.
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Ein zweiter Rotor 44b ist in dem Hohlraum 42b des zweiten äußeren Gehäuses 12b angeordnet. Der zweite Rotor 44b enthält des Weiteren einen Körperabschnitt 46b, und der zweite Rotor 44b ist in Gleitkontakt mit den Dichtungen 94a,94b,94c,94d. Der zweite Rotor 44b enthält einen ersten Kanal 118a und einen zweiten Kanal 118b, die fluidtechnisch voneinander isoliert sind. Der erste Kanal 118a ist T-förmig, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass der erste Kanal 118a auch in anderen Winkeln ausgebildet sein kann. Ein erster Abschnitt 170 des ersten Kanals 118a erstreckt sich entlang einer Achse 60, wobei sich die Achse 60 durch das gesamte Kühlmittelströmungssteuerungsmodul 10 hindurch erstreckt und sich die Rotoren 44a, 44b um die Achse 60 drehen. Ein Abschnitt des ersten Kanals 118a erstreckt sich durch eine zylindrische Innenwand 120, die als Teil des zweiten Rotors 44b ausgebildet ist. Ein Abschnitt der zylindrischen Innenwand 120 erstreckt sich in den ersten Kanal 48a des ersten Rotors 44a, so dass der erste Kanal 118a des zweiten Rotors 44b mit dem ersten Kanal 48a des ersten Rotors 44a in stetiger Strömungsverbindung steht. Es gibt auch eine äußere Nase 120a, die als Teil der zylindrischen Innenwand 120 integral ausgebildet ist und die mit einer unteren Kerbe 122a, die als Teil einer unteren zylindrischen Wand 122 integral ausgebildet ist, in Eingriff steht, wobei die untere zylindrische Wand 122 als Teil des ersten Rotors 44a integral ausgebildet ist. Gemäß der Darstellung in 3 ist die untere zylindrische Wand 122 des ersten Rotors 44a mit der zylindrischen Innenwand 120 des zweiten Rotors 44b in Kontakt. Es gibt auch eine zylindrische Außenwand 124, die als Teil des zweiten Rotors 44b integral ausgebildet ist, wobei sich die zylindrische Außenwand 124 durch eine Öffnung 72a, die als Teil des ersten inneren Zwischengehäuses 72 ausgebildet ist, hindurch erstreckt und mit dieser in Kontakt ist und auch die untere zylindrische Wand 122 berührt.
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Das zweite innere Zwischengehäuse 104 ist auch zum Teil in einem Hohlraum, der allgemein bei 42c gezeigt wird, des dritten äußeren Gehäuses 12c angeordnet. Das dritte äußere Gehäuse 12c weist auch eine Seitenwand 92c auf. Wenn das zweite Zwischengehäuse 104 mit dem dritten äußeren Gehäuse 12c verbunden ist, umschreibt ein Teil des äußeren Lippenabschnitts 74b einen Teil der Seitenwand 92c des dritten äußeren Gehäuses 12c, und die Seitenwand 92c berührt den Wandabschnitt 76b auf der Seite des Wandabschnitts 76b, die der der Seitenwand 92b gegenüberliegt. Die Seitenwand 92c berührt den Wandabschnitt 76b, wodurch eine Abdichtung zwischen dem zweiten Zwischengehäuse 104 und dem dritten äußeren Gehäuse 12c bereitgestellt wird. Bei einer Ausführungsform ist die Seitenwand 92c mit dem Wandabschnitt 76b verschweißt, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass andere Verbindungsarten eingesetzt werden können, wie z. B. ein Haftmittel oder andere Schweißarten. Bei einer Ausführungsform kann ein O-Ring oder eine andere Art von Dichtung zwischen der Seitenwand 92c und dem Wandabschnitt 76b angeordnet sein.
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Das zweite innere Zwischengehäuse 104 enthält des Weiteren eine weitere Umfangswand 78d mit mehreren zweiten halbkreisförmigen Vertiefungen 106e,106f, 106g, 106h, wobei die Umfangswand 78d in dem Hohlraum 42c positioniert ist, wenn das Kühlmittelströmungssteuerungsmodul 10 zusammengebaut ist. Mehrere dritte Dichtungen 110a, 110b, 110c, 110d sind auch in dem Hohlraum 42c des dritten äußeren Gehäuses 12c positioniert, und jede der Dichtungen 110a, 110b, 110c, 110d ist zum Teil in einer entsprechenden der halbkreisförmigen Vertiefungen 106e, 106f, 106g, 106h der Umfangswand 78d angeordnet und wird durch dieses gestützt. Beide Umfangswände 78c, 78d sind ähnlich geformt. Die Umfangswand 78d weist des Weiteren vier Keilnuten 108e, 108f, 108g, 108f auf, die mit vier entsprechend geformten Vorsprüngen 112a, 112b, 112c, 112d, die als Teil des dritten äußeren Gehäuses 12c ausgebildet sind, in Eingriff stehen, was die Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Ausrichtung zwischen dem dritten äußeren Gehäuse 12c und dem zweiten inneren Zwischengehäuse 104 während des Zusammenbauens unterstützt. Jede der Dichtungen 110a, 110b, 110c, 110d enthält eine Nut und ist ähnlich den Dichtungen 56a,56b,56c,56d geformt und weist eine ähnliche Konstruktion auf.
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Unter Bezugnahme auf 3, 11-13B, 15-16B erstreckt sich der erste Abschnitt 170 des ersten Kanals 118a auch durch eine Öffnung 104a des zweiten inneren Zwischengehäuses 104. Es gibt eine zylindrische Wand 126 mit einer Außennase 126a, die mit einer oberen Kerbe 128a, die als Teil einer oberen zylindrischen Wand 128 ausgebildet ist, in Eingriff steht, wobei die obere zylindrische Wand 128 als Teil des dritten Rotors 44c integral ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform sind die zylindrische Wand 126 und die innere zylindrische Wand 120 integral miteinander ausgebildet, und beide sind Teil des ersten Kanals 118a, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass die zylindrische Wand 126 von der inneren zylindrischen Wand 120 separat ausgebildet sein kann. Ein Abschnitt der zylindrischen Wand 126 wird auch zum Teil von der oberen zylindrischen Wand 128 umgeben, wenn das Kühlmittelströmungssteuerungsmodul 10 zusammengebaut ist. Die obere zylindrische Band 128 erstreckt sich auch durch die Öffnung 104a des zweiten inneren Zwischengehäuses 104 und ist damit in Kontakt.
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Der zweite Kanal 118b des zweiten Rotors 44b ist allgemein gerade und erstreckt sich durch den zweiten Rotor 44b und weist auch einen allgemein kreisförmigen Querschnitt auf, jedoch liegt es innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass der zweite Kanal 118b auch andere Formen aufweisen kann.
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Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 1A-1B, 3, 10-12 und 15A-17 ist ein seitliches Gehäuse, das allgemein bei 116 gezeigt wird, mit dem dritten äußeren Gehäuse 12c verbunden. Das seitliche Gehäuse 116 enthält einen äußeren Lippenabschnitt 130, der an einem Wandabschnitt 132 angebracht ist. Eine Umfangswand 134 mit mehreren ersten halbkreisförmigen Vertiefungen 136a,136b,136c,136d ist mit dem Wandabschnitt 132 integral ausgebildet, wobei die Umfangswand 134 in dem Hohlraum 42c positioniert ist, wenn das Kühlmittelströmungssteuerungsmodul 10 zusammengebaut ist. Jede der Dichtungen 110a, 110b, 110c, 110d ist zum Teil in einer entsprechenden der halbkreisförmigen Vertiefungen 136a, 136b, 136c, 136d der Umfangswand 134 angeordnet und wird durch diese gestützt. Die Dichtungen 110a, 110b, 110c, 110d werden also durch die halbkreisförmigen Vertiefungen 106e, 106f, 106g, 106h der Umfangswand 78d und die halbkreisförmigen Vertiefungen 136a,136b,136c,136d der Umfangswand 134 gestützt. Die Umfangswand 134 weist des Weiteren vier Keilnuten 138a,138b,138c,138d auf, die mit den vier entsprechend geformten Vorsprüngen 112a, 112b, 112c, 112d, die als Teil des dritten äußeren Gehäuses 12c ausgebildet sind, in Eingriff stehen, was die Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Ausrichtung zwischen dem dritten äußeren Gehäuse 12c und dem seitlichen Gehäuse 116 während des Zusammenbauens unterstützt.
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Der dritte Rotor 44c ist in dem Hohlraum 42c des dritten äußeren Gehäuses 12c positioniert und steht in Gleitkontakt mit den Dichtungen 110a, 110b, 110c, 110d und dreht sich auch um die Achse 60. Der dritte Rotor 44c weist einen Körperabschnitt 46c auf, und als Teil des Körperabschnitts 46c ist ein Kanal, der allgemein bei 144 gezeigt wird, integral ausgebildet. Der Kanal 144 liegt in einem Winkel von im Wesentlichen 90° vor, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass der erste Kanal 144 auch in anderen Winkeln ausgebildet sein kann. Der Kanal 144 enthält des Weiteren einen sich verjüngenden Abschnitt 146, so dass Fluid aus dem sich verjüngenden Abschnitt 146 des ersten Rotors 44c zu mehreren Anschlüssen verteilt werden kann. Umgekehrt kann Fluid auch aus mehreren Anschlüssen in den dritten Rotor 44c durch den sich verjüngenden Abschnitt 146 strömen. Unter Bezugnahme auf 17 ist der sich verjüngende Abschnitt 146 so ausgebildet, dass er einen Winkel 148 aufweist, genauer gibt es Seitenwände 150a, 150b, die in dem Winkel 148 zueinander positioniert sind. Der Winkel 148 der Seitenwände 150a, 150b kann bei verschiedenen Ausführungsformen dahingehend unterschiedlich sein, den Fluidstrom zwischen den Anschlüssen 18a,18b,18c,18d und einem äußeren Anschluss 152, der als Teil des dritten äußeren Gehäuses 12c ausgebildet ist, zu ändern und zu ermöglichen.
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Wenn das seitliche Gehäuse 116 mit dem dritten äußeren Gehäuse 12c verbunden ist, umschreibt ein Teil des äußeren Lippenabschnitts 130 einen Teil der Seitenwand 92c des dritten äußeren Gehäuses 12c, und die Seitenwand 92c berührt den Wandabschnitt 132, wodurch eine Abdichtung zwischen dem seitlichen Gehäuse 116 und dem dritten äußeren Gehäuse 12c bereitgestellt wird. Bei einer Ausführungsform ist die Seitenwand 92c mit dem Wandabschnitt 132 verschweißt, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass andere Verbindungsarten eingesetzt werden können, wie z. B. ein Haftmittel oder andere Schweißarten. Bei einer Ausführungsform kann ein O-Ring oder eine andere Art von Dichtung zwischen der Seitenwand 92c und dem Wandabschnitt 132 angeordnet sein.
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Unter Bezugnahme auf 16A und 16B sind eine erste Umfangswand 154a und eine zweite Umfangswand 154b auch als Teil des dritten Rotors 44c ausgebildet, und zwischen den Wänden 154a, 154b ist eine Nut 154c angeordnet. Wenn der dritte Rotor 44c in dem dritten äußeren Gehäuse 12c positioniert ist und das zeitliche Gehäuse 116 mit dem dritten äußeren Gehäuse 12c verbunden ist, ist ein kreisförmiger Flanschabschnitt 156 in der Nut 154c angeordnet, wodurch für eine ordnungsgemäße Ausrichtung des dritten Rotors 44c gesorgt wird.
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Jeder der Anschlüsse 14a, 14b, 14c, 14d, 16a, 16b, 16c, 16d, 18a, 18b, 18c, 18d, 152 kann mit verschiedenen Leitungen mit unterschiedlichen Formen, die auch in verschiedenen Winkeln ausgelegt sein können, verbunden sein. In 1A und 1B gibt es zwei Leitungen, eine erste Leitung 158a ist mit dem Anschluss 14a verbunden, und eine zweite Leitung 158b ist mit dem Anschluss 14c verbunden. Die Leitungen 158a, 158b bei der gezeigten Ausführungsform sind so ausgebildet, dass sie einen Winkel von 90° aufweisen, jedoch liegt es innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass die Leitungen 158a, 158b gerade oder in verschiedenen Winkeln ausgebildet sein können, um verschiedene Packaginganforderungen zu erfüllen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Leitungen 158a, 158b mit den Anschlüssen 14a, 14c verschweißt, es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass die Leitungen 158a, 158b unter Verwendung anderer Verbindungen, wie z. B. einer Schnappverbindung mit einer Dichtung, einer Gewindeverbindung oder einer anderen geeigneten fluiddichten Verbindung, mit den Anschlüssen 14a, 14c verbunden sein können.
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Das erste äußere Gehäuse 12a umfasst mehrere Befestigungsflansche 160a, 160b, 160c, 160d, und jeder der Flansche 160a, 160b, 160c, 160d umfasst eine Öffnung 162a, 162b, 162c, 162d. Eine Halterung 164 ist mit drei der Flansche 160a, 160b, 160c verbunden. Insbesondere enthält die Halterung 164 drei Öffnungen (nicht gezeigt), und entsprechende Befestigungsmittel 166a, 166b, 166c erstrecken sich durch die Öffnungen der Halterung 164 und drei Öffnungen 162a, 162b, 162c der Flansche 160a, 160b, 160c. Das zweite äußere Gehäuse 12b und das dritte äußere Gehäuse 12c enthalten des Weiteren Flansche 166a, 166b, 166c, 166d bzw. Flansche 168a, 168b, 168c, 168d. Die Flansche 166a, 166b, 166c, 166d und die Flansche 168a, 168b, 168c, 168d weisen alle entsprechende Öffnungen auf, die zur Verbindung eines oder mehrerer der äußeren Gehäuse 12b, 12c mit verschiedenen Halterungen oder anderen Komponenten, verwendet werden können, so dass das Kühlungsmodul 10 in eine beliebige Anzahl von Auslegungen zur Erfüllung verschiedener Packaginganforderungen positioniert werden kann.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren allgemein dreht im Betrieb der Elektromotor 26 die Zahnräder 28a, 28b, 28c, 28d, 28e, 28f, 28g, 28h des Zahnradsatzes 30, der wiederum die Rotoren 44a, 44b ,44c im Einklang dreht. In einem Beispiel werden die Rotoren 44a, 44b, 44c in eine erste Auslegung gedreht, wobei der Kanal 48a mit dem Anschluss 14a in Strömungsverbindung steht und der Kanal 48b von den Kanälen 14a, 14b, 14c, 14d abgesperrt ist. Bei der ersten Auslegung steht der Kanal 118a mit dem Anschluss 16a in Strömungsverbindung und der Kanal 118b ist auch von den Kanälen 16a, 16b, 16c,16d abgesperrt. Der Kanal 144 des dritten Rotors 44c steht bei der ersten Auslegung auch in Strömungsverbindung mit dem Anschluss 18a. Somit stehen, wenn die Rotoren 44a, 44b, 44c in die erste Auslegung gedreht werden, der Anschluss 14a und der Anschluss 16a miteinander in Strömungsverbindung, und der Anschluss 18a steht mit dem Anschluss 152 in Strömungsverbindung.
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Die Rotoren 44a, 44b, 44c können in eine zweite Auslegung gedreht werden, wobei der Kanal 48a mit beiden Anschlüssen 14a, 14b in Strömungsverbindung steht und der Kanal 48b mit den Anschlüssen 14c, 14d in Strömungsverbindung steht. Bei der zweiten Auslegung ist der Kanal 118a von den Anschlüssen 16a, 16b, 16c, 16d abgesperrt, und der Kanal 118b steht mit beiden Anschlüssen 16c, 16d in Strömungsverbindung. Der Kanal 144 steht bei der zweiten Auslegung auch in Strömungsverbindung mit den Anschlüssen 18a, 18b. Somit stehen, wenn die Rotoren 44a, 44b, 44c in die zweite Auslegung gedreht werden, der Anschluss 14a und der Anschluss 14b miteinander in Strömungsverbindung, und der Anschluss 14c und der Anschluss 14d stehen miteinander in Strömungsverbindung. Bei der zweiten Auslegung stehen der Anschluss 16c und der Anschluss 16d in Strömungsverbindung miteinander, und der Anschluss 152 steht mit dem Anschluss 18a und dem Anschluss 18b in Strömungsverbindung.
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Die Rotoren 44a, 44b, 44c können in eine dritte Auslegung gedreht werden, wobei der Kanal 48a mit dem Anschluss 14b in Strömungsverbindung steht und der Kanal 48b von den Kanälen 14a, 14b, 14c, 14d abgesperrt ist, wie in 3 gezeigt wird. Bei der dritten Auslegung steht der Kanal 118a mit dem Anschluss 16b in Strömungsverbindung und der Kanal 118b ist auch von den Kanälen 16a, 16b, 16c, 16d abgesperrt, wie auch in 3 gezeigt wird. Der Kanal 144 des dritten Rotors 44c steht bei der dritten Auslegung auch in Strömungsverbindung mit dem Anschluss 18b. Somit stehen, wenn die Rotoren 44a, 44b, 44c in die dritte Auslegung gedreht werden, der Anschluss 14b und der Anschluss 16b miteinander in Strömungsverbindung, und der Anschluss 18b steht mit dem Anschluss 152 in Strömungsverbindung.
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Die Rotoren 44a, 44b, 44c können in eine vierte Auslegung gedreht werden, wobei der Kanal 48a mit beiden Anschlüssen 14b, 14c in Strömungsverbindung steht und der Kanal 48b mit den Anschlüssen 14a, 14d in Strömungsverbindung steht. Bei der vierten Auslegung ist der Kanal 118a von den Anschlüssen 16a, 16b, 16c, 16d abgesperrt, und der Kanal 118b steht mit beiden Anschlüssen 16a, 16d in Strömungsverbindung. Der Kanal 144 steht bei der vierten Auslegung auch in Strömungsverbindung mit den Anschlüssen 18b, 18c. Somit stehen, wenn die Rotoren 44a, 44b, 44c in die vierte Auslegung gedreht werden, der Anschluss 14b und der Anschluss 14c miteinander in Strömungsverbindung, und der Anschluss 14a und der Anschluss 14d stehen miteinander in Strömungsverbindung. Bei der vierten Auslegung stehen der Anschluss 16a und der Anschluss 16d in Strömungsverbindung miteinander, und der Anschluss 152 steht mit dem Anschluss 18b und dem Anschluss 18c in Strömungsverbindung.
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Die Rotoren 44a,44b,44c können in eine fünfte Auslegung gedreht werden, wobei der Kanal 48a mit dem Anschluss 14c in Strömungsverbindung steht und der Kanal 48b von den Kanälen 14a,14b,14c,14d abgesperrt ist. Bei der fünften Auslegung steht der Kanal 118a mit dem Anschluss 16c in Strömungsverbindung und der Kanal 118b ist auch von den Kanälen 16a, 16b, 16c, 16d abgesperrt. Der Kanal 144 des dritten Rotors 44c steht bei der fünften Auslegung auch in Strömungsverbindung mit dem Anschluss 18c, wie in 17 gezeigt wird. Somit stehen, wenn die Rotoren 44a, 44b, 44c in die fünfte Auslegung gedreht werden, der Anschluss 14c und der Anschluss 16c miteinander in Strömungsverbindung, und der Anschluss 18c steht mit dem Anschluss 152 in Strömungsverbindung.
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Die Rotoren 44a, 44b, 44c können in eine sechste Auslegung gedreht werden, wobei der Kanal 48a mit beiden Anschlüssen 14c, 14d in Strömungsverbindung steht und der Kanal 48b mit den Anschlüssen 14a, 14b in Strömungsverbindung steht. Bei der sechsten Auslegung ist der Kanal 118a von den Anschlüssen 16a,16b,16c,16d abgesperrt, und der Kanal 118b steht mit beiden Anschlüssen 16a, 16b in Strömungsverbindung. Der Kanal 144 steht bei der sechsten Auslegung auch in Strömungsverbindung mit den Anschlüssen 18c, 18d. Somit stehen, wenn die Rotoren 44a, 44b, 44c in die sechste Auslegung gedreht werden, der Anschluss 14c und der Anschluss 14d miteinander in Strömungsverbindung, und der Anschluss 14a und der Anschluss 14b stehen miteinander in Strömungsverbindung. Bei der sechsten Auslegung stehen der Anschluss 16a und der Anschluss 16b in Strömungsverbindung miteinander, und der Anschluss 152 steht mit dem Anschluss 18c und dem Anschluss 18d in Strömungsverbindung.
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Die Rotoren 44a, 44b, 44c können in eine siebte Auslegung gedreht werden, wobei der Kanal 48a mit dem Anschluss 14d in Strömungsverbindung steht und der Kanal 48b von den Kanälen 14a, 14b, 14c, 14d abgesperrt ist. Bei der siebten Auslegung steht der Kanal 118a mit dem Anschluss 16d in Strömungsverbindung und der Kanal 118b ist auch von den Kanälen 16a,16b,16c,16d abgesperrt. Der Kanal 144 des dritten Rotors 44c steht bei der siebten Auslegung auch in Strömungsverbindung mit dem Anschluss 18d. Somit stehen, wenn die Rotoren 44a, 44b, 44c in die siebte Auslegung gedreht werden, der Anschluss 14d und der Anschluss 16d miteinander in Strömungsverbindung, und der Anschluss 18d steht mit dem Anschluss 152 in Strömungsverbindung.
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Die Rotoren 44a, 44b, 44c können in eine achte Auslegung gedreht werden, wobei der Kanal 48a mit beiden Anschlüssen 14a, 14d in Strömungsverbindung steht und der Kanal 48b mit den Anschlüssen 14b, 14c in Strömungsverbindung steht. Bei der achten Auslegung ist der Kanal 118a von den Anschlüssen 16a,16b,16c,16d abgesperrt, und der Kanal 118b steht mit beiden Anschlüssen 16b, 16c in Strömungsverbindung. Der Kanal 144 steht bei der achten Auslegung auch in Strömungsverbindung mit den Anschlüssen 18a, 18d. Somit stehen, wenn die Rotoren 44a, 44b, 44c in die achte Auslegung gedreht werden, der Anschluss 14a und der Anschluss 14d miteinander in Strömungsverbindung, und der Anschluss 14b und der Anschluss 14c stehen miteinander in Strömungsverbindung. Bei der achten Auslegung stehen der Anschluss 16b und der Anschluss 16c in Strömungsverbindung miteinander, und der Anschluss 152 steht mit dem Anschluss 18a und dem Anschluss 18d in Strömungsverbindung.
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Jeder der Anschlüsse 14a, 14b, 14c, 14d, 16a, 16b, 16c, 16d, 18a, 18b, 18c, 18d, 152 kann als ein Einlass oder ein Auslass verwendet werden, und es gibt zahlreiche mögliche Strömungspfade und Strömungsauslegungen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann, wenn die Rotoren 44a, 44b, 44c in die dritte Auslegung versetzt sind, wie in 8 und 14 gezeigt wird, Fluid aus dem Anschluss 14b, durch den ersten Kanal 48b des ersten Rotors 44a, durch den ersten Kanal 118a des zweiten Rotors 44b und aus dem Auslass 46b heraus strömen. Umgekehrt kann Fluid aus dem Auslass 16b, durch den ersten Kanal 118a des zweiten Rotors 44b, durch den ersten Kanal 48b des ersten Rotors 44a und durch den Anschluss 14b strömen. Des Weiteren kann, wenn die Rotoren 44a,44b,44c in die dritte Auslegung versetzt sind, Fluid in den Auslass 18b, durch den Kanal 144 des dritten Rotors 44c und durch den Auslass 152 strömen. Umgekehrt kann Fluid aus dem Auslass 152, durch den Kanal 144 des dritten Rotors 44c und durch den Auslass 18b strömen. Variierende Strömungspfade und Richtungen können auch bei einer beliebigen der anderen Auslegungen verwendet werden.
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Die Rotoren 44a, 44b, 44c können auch bezüglich einander unterschiedlich ausgelegt sein. Die untere Kerbe 122a des ersten Rotors 44a kann sich an einer anderen Stelle an der unteren zylindrischen Wand 122 befinden, die obere Kerbe 128a des zweiten Rotors 44b kann sich an einer anderen Stelle an der oberen zylindrischen Band 128 befinden, und die Nasen 120a, 126a des zweiten Rotors 44b können sich an anderen Stellen an den entsprechenden zylindrischen Wänden 120, 126 befinden, so dass die Kanäle 48a, 48b, 118a, 118b, 144 bezüglich einander unterschiedlich ausgerichtet sind, wodurch unterschiedliche Strömungspfade und Auslegungen ermöglicht werden.
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Die Konstruktion der äußeren Gehäuse 12a,12b,12c ist allgemein ähnlich. Die Konstruktion der inneren Zwischengehäuse 72, 104 ist allgemein ähnlich. Dies gestattet, dass zusätzliche Zwischengehäuse oder äußere Gehäuse als Teil des Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls 10 aufgenommen werden, so dass auch zusätzliche Rotoren verwendet werden können und zahlreiche zusätzliche Strömungspfade und Auslegungen erzielt werden. Des Weiteren kann das Kühlmittelströmungssteuerungsmodul 10 auch ohne das zweite innere Zwischengehäuse 72, das dritte äußere Gehäuse 120, zusammengebaut werden und kann auch ohne das zweite äußere Gehäuse 12b zusammengebaut werden, so dass eine reduzierte Anzahl an Rotoren zur Erzeugung einer reduzierten Anzahl an Strömungspfaden verwendet werden kann, so dass das Kühlmittelströmungssteuerungsmodul 10 für eine beliebige Anzahl an Anwendungen, die unterschiedliche Anzahlen an Strömungspfaden erfordern, verwendet werden kann.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform drehen sich alle drei Rotoren 44a, 44b, 44c im Einklang. Bei anderen Ausführungsformen kann eine Bewegung der Rotoren 44a, 44b, 44c ein „Leerhub“-Merkmal enthalten, wobei die untere Kerbe 122a und/oder die obere Kerbe 128a unterschiedliche Breiten aufweisen können. Bei diesen Ausführungsformen kann sich der erste Rotor 44a bezüglich des zweiten Rotors 44b und des dritten Rotors 44c drehen. Darüber hinaus können sich der erste Rotor 44a und der zweite Rotor 44b bezüglich des dritten Rotors 44c drehen. Beispielsweise kann die Breite der unteren Kerbe 122a derart sein, dass der erste Rotor 44a um 45° bezüglich des zweiten Rotors 44b und des dritten Rotors 44c gedreht werden kann. Der erste Rotor 44a kann in Abhängigkeit von der Breite der unteren Kerbe 122a mehr oder weniger bezüglich des zweiten Rotors 44b und des dritten Rotors 44c gedreht werden. Gleichermaßen kann in einem Beispiel die Breite der oberen Kerbe 128a derart sein, dass der erste Rotor 44a und der zweite Rotor 44b um 45° bezüglich des dritten Rotors 44c gedreht werden können. Der erste Rotor 44a und der zweite Rotor 44b können in Abhängigkeit von der Breite der oberen Kerbe 122a mehr oder weniger bezüglich des dritten Rotors 44c gedreht werden. Das Leerhubmerkmal gestattet eine Relativbewegung zwischen den Rotoren 44a, 44b, 44c, die wiederum zusätzliche Strömungsauslegungen bereitstellt.
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Es wird auch angemerkt, dass der Winkel 52 der Seitenwände 54a, 54b des ersten Rotors 44a und der Winkel 148 der Seitenwände 150a, 150b des dritten Rotors 44c zwischen parallel zueinander und 180° variiert werden können, so dass ein weiter Strömungssteuerungsbereich erzielt werden kann, wodurch unterschiedliche Strömungsraten zwischen den Anschlüssen 14a, 14b, 14c, 14d des ersten äußeren Gehäuses 12a und zwischen den Anschlüssen 18a, 18b, 18c, 18d des dritten äußeren Gehäuses 12c und dem äußeren Anschluss 152 des seitlichen Gehäuses 116 gestattet werden.
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Eine alternative Ausführungsform eines Kühlmittelströmungssteuerungsmoduls mit einer Ventilanordnung, die mehrerer Ventilmodule enthält, wird in 18, allgemein bei 200, gezeigt. Bei der in 18 gezeigten Ausführungsform gibt es ein erstes Ventilmodul 202a, ein zweites Ventilmodul 202b ist mit dem ersten Ventilmodul 202a verbunden, und ein drittes Ventilmodul 202c ist mit dem zweiten Ventilmodul 202b verbunden. Auch ist ein viertes Ventilmodul 202d mit dem ersten Ventilmodul 202a verbunden. Jedes der Ventilmodule 202a, 202b, 202c, 202d enthält ein entsprechendes Gehäuse 204a, 204b, 204c, 204d und einen entsprechenden Rotor 206a, 206b, 206c, 206d. Jeder Rotor 206a, 206b, 206c, 206d kann dahingehend gedreht werden, Fluid durch jedes der entsprechenden Gehäuse 204a, 204b, 204c, 204d zu leiten.
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Drei der Ventilmodule 202a, 202b, 202c enthalten auch ein Zahnradglied, wobei es sich bei dieser Ausführungsform um ein Schneckenrad 208a, 208b, 208c handelt, und jedes Schneckenrad 208a, 208b, 208c kämmt mit einer entsprechenden Schnecke 210a, 210b, 210c. Jedes Schneckenrad 208a,208b,208c ist integral als Teil eines entsprechenden Rotors 206a, 206b, 206c ausgebildet. Jede Schnecke 210a, 210b, 210c ist an einer entsprechenden Welle 212a, 212b, 212c befestigt, und jede Welle 212a, 212b, 212c ist an einem der entsprechenden Gehäuse 204a, 204b, 204c befestigt.
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Die erste Welle 212a ist mit einem Aktuator 214 verbunden, der die erste Welle 212a in einer ersten Richtung (im Uhrzeigersinn) oder einer zweiten Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) drehen kann. Die erste Welle 212a wird durch eine erste Kupplung 216a selektiv mit der zweiten Welle 212b verbunden, und die zweite Welle 212b wird durch eine zweite Kupplung 216b selektiv mit der dritten Welle 212c verbunden.
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Es gibt auch einige Anschlüsse, die das Strömen von Fluid durch die verschiedenen Gehäuse 204a, 204b, 204c, 204d ermöglichen. Insbesondere gibt es einen ersten Anschluss 218a, der als Teil des ersten Gehäuses 204a integral ausgebildet ist. Es gibt einen zweiten Anschluss 218b und einen dritten Anschluss 210c, die als Teil des zweiten Gehäuses 204b integral ausgebildet sind. Es gibt auch einen vierten Anschluss 218d, der als Teil des dritten Gehäuses 204c integral ausgebildet sind. Darüber hinaus gibt es einen fünften Anschluss 218e und einen sechsten Anschluss 218f, die als Teil des vierten Gehäuses 204d integral ausgebildet sind. Jeder der Anschlüsse 218a, 218b, 218c, 218e, 218f kann in Abhängigkeit von der Auslegung jedes der Rotoren 206a, 206b, 206c, 206d als ein Einlassanschluss oder ein Auslassanschluss wirken.
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Bei dieser Ausführungsform gibt es auch Anschlüsse 220a, 220b, die als Teil des ersten Gehäuses 204a und des zweiten Gehäuses 204b integral ausgebildet sind, die in 18 in Strichlinien gezeigt werden und eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Gehäuse 204a und dem zweiten Gehäuse 204b bereitstellen. Es liegt auch im Schutzumfang der Erfindung, dass Anschlüsse als Teil des zweiten Gehäuses 204b und des dritten Gehäuses 204c ausgebildet sein können, so das es eine Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Gehäuse 204b und dem dritten Gehäuse 204c gibt.
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Der vierte Rotor 206d ist mit dem ersten Rotor 206a verbunden, so dass sich beide Rotoren 206a, 206d im Einklang drehen. Der vierte Rotor 206d kann durch die Verwendung eines beliebigen geeigneten Verbindungsstücks oder einer beliebigen geeigneten Verbindungsvorrichtung mit dem ersten Rotor 206a verbunden sein. Ein nicht einschränkendes Beispiel dafür, wie die Rotoren 206a, 206d verbunden sein können, ist eine Welle 222, wie in 18 gezeigt wird, jedoch liegt es innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass die Rotoren 206a, 206d durch die Verwendung anderer Verbindungvorrichtungen, wie z. B. unter anderem ein oder mehrere Zahnräder, einen Verriegelungsmechanismus oder dergleichen, verbunden sein können.
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Im Betrieb dreht der Aktuator 214, wenn die Kupplungen 216a, 216b deaktiviert sind, die Welle 212a in die erste Richtung oder die zweite Richtung, wodurch wiederum die Schnecke 210a gedreht wird und somit auch das Schneckenrad 208a und die Rotoren 206a, 206d gedreht werden. Fluid wird dann in Abhängigkeit von den Positionen der Rotoren 206a, 206d durch die verschiedenen Anschlüsse 218a, 218e, 218f, 220a, 220b geleitet.
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Die Kupplungen 216a, 216b können dahingehend betätigt werden, die erste Welle 212a mit der zweiten Welle 212b zu koppeln und die zweite Welle 212b mit der dritten Welle 212c zu koppeln, so dass sich die Wellen 212b, 212c auch drehen, wenn die erste Welle 212a von dem Aktuator 214 gedreht wird. Wie bei dem ersten Modul 202a wird durch eine Drehung der Welle 212b die Schnecke 210b gedreht und werden somit auch das Schneckenrad 208b und der Rotor 206b gedreht. Des Weiteren wird durch eine Drehung der Welle 212c die Schnecke 210c gedreht und werden somit auch das Schneckenrad 208c und der Rotor 206c gedreht. Eine Drehung der Rotoren 206b, 206c ermöglicht oder verhindert das Strömen von Fluid durch die Anschlüsse 218b, 218c.
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Ein Beispiel für einen Rotor 206b, der in einem oder mehreren der Module 202a, 202b, 202c, 202d verwendet wird, wird in 19A-19B gezeigt. In dem gezeigten Beispiel enthält der Rotor 206b einen ersten Kanal 224, der das Strömen zwischen einer ersten Öffnung 224a und einer zweiten Öffnung 224b ermöglicht. Der Rotor 206b enthält auch einen zweiten Kanal 226, der das Strömen zwischen einer dritten Öffnung 226a und einer vierten Öffnung 226b ermöglicht. Der erste Kanal 224 und der zweite Kanal 226 sind strömungstechnisch voneinander isoliert, so dass der erste Kanal 224 und der zweite Kanal 226 nicht in Strömungsverbindung miteinander stehen.
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Wie in 19A und 19B gezeigt wird, ist das Schneckenrad 208a mit dem Rotor 206b verbunden, so dass sich ein Abschnitt des ersten Kanals 224 durch das erste Schneckenrad 208a erstreckt. Des Weiteren dreht sich der Rotor 206b um eine Achse 228, und ein Abschnitt des ersten Kanals 224 ist derart positioniert, dass es eine Strömung entlang der Achse 228 gibt. Ein Abschnitt des zweiten Kanals 226 ist auch derart positioniert, dass es eine Strömung entlang der Achse 228 gibt.
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Andere Beispiele für Rotoren werden in 20A-21B gezeigt, die verschiedene mögliche Kanäle mit unterschiedlichen Strömungspfaden durch den Rotor darstellen.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhaft, und somit sollen Variationen, die von dem Wesen der Erfindung nicht abweichen, in den Schutzumfang der Erfindung fallen. Solche Variationen sind nicht als Abweichung von dem Gedanken und Schutzumfang der Erfindung anzusehen.
