DE102008004906A1 - Vorrichtung zur Befestigung einer Leistungselektronik in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zur Befestigung einer Leistungselektronik in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung einer Leistungselektronik in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges. Um die Vorrichtung kostengünstig zu gestalten, weist die Vorrichtung zur Befestigung einer Leistungselektronik in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges einen Trägerrahmen auf, der derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass sich die Leistungselektronik nach einer Befestigung am Trägerrahmen in der Position befindet, in der sonst ein konventioneller Starter angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung einer Leistungselektronik in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges.
  • Aus der US 2004/0211613 A1 ist es bekannt, eine Leistungselektronik an einem Verbrennungsmotor eines Hybridfahrzeuges zu befestigen. Hierbei ergeben sich Probleme bezüglich der thermischen Entkopplung und Abschirmung der Leistungselektronik und der mechanischen Schwingungsbelastungen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Vorrichtung zur Befestigung einer Leistungselektronik in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges vorzuschlagen, die die genannten Probleme möglichst reduziert.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demgemäß weist die Vorrichtung zur Befestigung einer Leistungselektronik in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges einen Trägerrahmen auf, der derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass sich die Leistungselektronik nach einer Befestigung am Trägerrahmen in der Position befindet, in der sonst ein konventioneller Starter angeordnet ist.
  • Unter „Leistungselektronik" werden Elemente wie Wechselrichter, Gleichstromsteller, Leistungsverteilungseinheit, etc. sowie das sie umgebende Gehäuse verstanden. Unter einer Befestigung der Leistungselektronik ist also die Befestigung des Leistungselektronikgehäuses zu verstehen.
  • Hierdurch wird der durch den Wegfall des konventionellen Starters zur Verfügung stehende Bauraum für die Leistungselektronik genutzt.
  • Ebenso können durch die Verwendung eines Trägerrahmens Leistungselektronikgehäuse verschiedener Größe ohne notwendige Änderungen am Motorblock, Motorträger oder Spacer befestigt werden.
  • Durch eine einheitliche Auslegung des Leistungselektronikdesigns (Standardgehäuse) können die notwendigen Abstände zwischen der temperatursensitiven Leistungselektronik und Wärmequellen wie beispielsweise einem Abgaskrümmer minimiert werden und somit der zur Verfügung stehende Bauraum optimal ausgenutzt werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist dem Trägerrahmen ein zwischen dem Trägerrahmen und einem Abgaskrümmer angeordnetes Hitzeschutzblech zugeordnet. Somit reduziert sich die Wärmebelastung der Leistungselektronik infolge von Wärmequellen wie dem Abgaskrümmer, Abgasrohre, Katalysatoren, Diesel-Partikelfilter oder sonstigen Bauteilen des Abgasstrangs.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weisen Befestigungsösen der Leistungselektronik, die zur Befestigung der Leistungselektronik an dem Trägerrahmen dienen, Dämpfungselemente zur Schwingungsdämpfung auf. Hierdurch können die Lebensdauer der Leistungselektronik erhöht und Kosten durch einen verminderten Aufwand innerhalb der Leistungselektronik bezüglich der Schwingungsfestigkeit reduziert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weisen die Leistungselektronik und/oder der Trägerrahmen Montagehaken auf. Durch die Montagehaken kann die Befestigung der Leistungselektronik an dem Trägerrahmen dadurch erleichtert werden, dass die Leistungselektronik am Montagehaken zunächst eingehängt und dann verschraubt wird. Die Montagehaken können hierbei nahezu rechtwinklig oder als U-förmige Befestigungslasche ausgeformt sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können sowohl Stromschienen zur Kontaktierung der Leistungselektronik mit der elektrischen Maschine als auch Leitungen zur Übermittlung von Sensorsignalen wie bezüglich der Rotorlageposition und der Temperatur, beispielsweise der Statorwicklungen, in den Rahmen integriert werden. Hierdurch ist eine äußerst kompakte, Bauraum sparende, sehr robuste, elektrisch sehr gut abgeschirmte Kontaktierung zwischen Leistungselektronik und elektrischer Maschine innerhalb des Motor-/Getriebegehäuses möglich.
  • Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • 2 einen Querschnitt durch einen Spacer des Ausführungsbeispiels nach 1 in Fahrtrichtung.
  • In 1 ist in Fahrtrichtung ein Getriebegehäuse G, ein hybridspezifischer Spacer S, in dem eine Elektromaschine angeordnet ist, und ein Motorblock MB eines Verbrennungsmotors dargestellt. Der Motorblock MB wird durch einen Motorträger MT gehalten. Das Getriebegehäuse G, der Spacer S und der Motorblock MB sind durch Befestigungsschrauben BS verbunden. Eine Leistungselektronik L, die innerhalb eines U-förmigen Trägerrahmens T angeordnet ist, ist durch Befestigungsschrauben BSP3 und BSP4 am Motorblock MB beziehungsweise an Befestigungspunkten P3 und P4 eines Anlasserauges A des Motorblocks MB befestigt. Hierdurch sind bezüglich der Befestigung keine Änderungen am Getriebegehäuse G und Motorblock MB eines konventionellen Antriebs (ohne Elektromaschine) notwendig.
  • Die Leistungselektronik L ist an Befestigungsösen LEP1 bis LEP5 am Trägerrahmen T befestigt. Wobei beispielsweise auch auf die Befestigungsöse LEP5 verzichtet werden kann.
  • Die elektrische Masseanbindung der Leistungselektronik L erfolgt an das Getriebegehäuse G, den Spacer S und den Motorblock MB.
  • Bei dem Gehäuse der Leistungselektronik L handelt es sich um ein Standardgehäuse für verschiedene Leistungselektroniken. Somit ergeben sich Vorteile bei der Montage beziehungsweise Befestigung. Sollte eine Montage der Leistungselektronik L am bereits befestigten Trägerrahmen T nicht möglich sein, so kann die Leistungselektronik L auch zunächst am Trägerrahmen T befestigt werden und dann erst am Motorblock MB.
  • Der Trägerrahmen T ist an Befestigungspunkten P1 und P2 am Spacer S und an Befestigungspunkten P5 und P6 am Motorträger MT befestigt. Zur Einsparung der Befestigungspunkte P5 und P6 könnte der Trägerrahmen T am Motorträger MT auch ganzflächig untergeklemmt sein.
  • Der U-förmige Trägerrahmen T ist vorzugsweise aus Aluminium.
  • Eine Querstrebe QS, vorzugsweise aus Blech, ist in den U-förmigen Trägerrahmen T eingespannt und mit diesem an Befestigungspunkten QS1 und QS2 verschraubt. Die Querstrebe QS ist vorzugsweise zwischen dem Anlasserauge A und der Leistungselektronik L angeordnet.
  • Kann eine Kollision des Trägerrahmens T mit Kühlwasserablassschrauben des Motorblocks MB nicht vermieden werden, wird im Trägerrahmen T, wie in 1 dargestellt, eine Aussparung Kü für eine Kühlwasserablassschraube vorgesehen. Hierbei erfolgt eine zusätzliche Fixierung des Trägerrahmens T durch eine Hohlschraube. Diese wird über eine Verschlussschraube verschlossen und ist somit leicht zugänglich.
  • Die Leistungselektronik L (beziehungsweise ihr Gehäuse) taucht somit in den Trägerrahmen T ein.
  • Der Trägerrahmen T kann auch rechteckig ausgeführt sein.
  • Die Befestigungsösen LEP1 bis LEP5 weisen leitfähige Dämpfungselemente zur Schwingungsdämpfung auf.
  • 1 zeigt ein dem Trägerrahmen T zugeordnetes Hitzeschutzblech HS, das zwischen dem Trägerrahmen T und einem Abgaskrümmer AK angeordnet ist. Eine Befestigung des Hitzeschutzblechs HS erfolgt an den Befestigungspunkten P1 und P5 sowie über Klipse KKD an der Abgaskrümmerdichtung KD.
  • Das Hitzeschutzblech HS ist vorzugsweise mehrlagig ausgeführt, beispielsweise vorteilhaft aus Aluminium, Mineralwolle und Blech.
  • Um die Wärmebelastung der Leistungselektronik L weiter zu reduzieren, kann das Hitzeschutzblech HS der Form der Leistungselektronik L angepasst werden und diese weiter umschließen.
  • 2 zeigt einen Querschnitt durch den Spacer S des Ausführungsbeispiels nach 1 in Fahrtrichtung. Gestrichelt innerhalb des Spacers S ist die Kontur der Elektromaschine angedeutet, die über die Phasen U, V, W elektrisch mit der Leistungselektronik L verbunden ist.
  • Des Weiteren ist das Anlasserauge A mit den Befestigungspunkten P3 und P4, das sich in Fahrtrichtung zum Spacer S befindet, angedeutet.
  • Die Leistungselektronik L ist an den Befestigungspunkten LEP1 und LEP2 an dem Trägerrahmen T befestigt.
  • Das mehrlagige Hitzeschutzblech HS ist auf die Abgaskrümmerdichtung KD aufgeklipst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 2004/0211613 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur Befestigung einer Leistungselektronik in einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges gekennzeichnet durch einen Trägerrahmen (T), der derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass sich die Leistungselektronik (L) nach einer Befestigung am Trägerrahmen (T) in der Position befindet, in der sonst ein konventioneller Starter angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerrahmen (T) die an ihm befestigte Leistungselektronik (L) zumindest größtenteils umgibt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerrahmen (T) im wesentlich U-förmig ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerrahmen (T) eine Querstrebe (QS) befestigt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerrahmen (T) an einem Motorträger (MT) befestigt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerrahmen (T) an einem Spacer (S) befestigt ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (L) an einem Anlasserauge (A) eines Motorblocks (MB) befestigt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (L) einen Montagehaken zur einfacheren Befestigung an dem Trägerrahmen (T) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (L) an mindestens einer zur Befestigung an dem Trägerrahmen (T) dienenden Befestigungsöse (LEP1 bis LEP5) ein Dämpfungselement zur Schwingungsdämpfung aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerrahmen (T) einen Montagehaken zur einfacheren Befestigung der Leistungselektronik (L) an dem Trägerrahmen (T) aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerrahmen (T) eine Aussparung (Kü) für eine Kühlwasserablassschraube aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Trägerrahmen (T) ein Hitzeschutzblech (HS) zugeordnet ist, das zwischen dem Trägerrahmen (T) und einem Abgaskrümmer (AK) angeordnet ist.
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