DE102010041415A1

DE102010041415A1 - In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit eines Getriebegehäuses

Info

Publication number: DE102010041415A1
Application number: DE102010041415A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Mair; Detlef Baasch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-03-29

Abstract

Bei einer in Verbundbauweise hergestellten Baueinheit eines Getriebegehäuses soll ein aus einer Aluminiumlegierung oder Stahl hergestelltes Bauelement (6) von einem aus einer Magnesiumlegierung bestehenden Gehäusebauteil (1) teilweise umgossen sein. Dabei sind das aus einer Magnesiumlegierung hergestellte Gehäusebauteil als Zentrierplatte (1) eines Kraftfahrzeuggetriebes und das Bauelement als Adapterplatte (6) zur Aufnahme einer Ölpumpe (10) ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine in Verbundbauweise hergestellte Baueinheit eines Getriebegehäuses für ein Kraftfahrzeuggetriebe, bei welcher ein aus einer Aluminiumlegierung und/oder Stahl hergestelltes Bauelement von einem aus einer Magnesiumlegierung bestehenden Gehäusebauteil sektionsweise umgossen ist.
Zur Reduzierung des Gewichts von Kraftfahrzeugen im Hinblick auf angestrebte Einsparungen beim Kraftstoffverbrauch werden vermehrt Kurbelgehäuse sowie Zylinderköpfe von Verbrennungsmotoren und Gehäuse von Kraftfahrzeuggetrieben aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen hergestellt.
Ein in Verbundbauweise hergestelltes Maschinengehäuse, das als Getriebegehäuse oder als Kurbelgehäuse für einen Verbrennungsmotor ausgebildet, geht aus der DE 103 41 972 A1 als bekannt hervor. Dabei soll ein Aluminium-Triebwerksblock mit einer Magnesiumlegierung umhüllt sein. In dem Dokument werden Maßnahmen beschrieben, durch die Korrosion an den außen liegenden Bereichen, die aus der Magnesiumlegierung hergestellt sind, vermieden werden sollen. Das Maschinengehäuse weist zu diesem Zweck eine Außenkontur auf, die ein Ansammeln von Flüssigkeiten und Verschmutzungen in Vertiefungen oder Mulden des Maschinengehäuses verhindert.
Weiterhin ist aus der DE 101 12 132 A1 ein Zylinderkurbelgehäuse einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine bekannt, das im Verbundguss hergestellt ist. Die Kräfte und Momente aufnehmenden Bauelemente, wie z. B. die Lagerstühle, die Zylinderlaufbuchsen mit den sie umgebenden Kühlwasserräumen usw. bestehen aus einer Aluminiumlegierung. Zur Erzielung eines leichtgewichtigen und trotzdem sehr steifen Zylinderkurbelgehäuses ist der Aluminium-Triebwerkblock in ein aus einer Magnesium-Legierung gefertigten Gehäuse, das dabei insbesondere den Kurbelraum begrenzende Gehäusewandabschnitte bildet, eingegossen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in Getrieben für Kraftfahrzeuge Möglichkeiten zu schaffen, die zu einer weiteren Gewichtsreduzierung führen, wobei der hierfür erforderliche Fertigungsaufwand gering sein soll.
Diese Aufgabe wird bei einem in Verbundwerkstoff hergestellten Baueinheit eines Getriebegehäuses nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen von dessen kennzeichnendem Teil gelöst.
Danach sollen das aus einer Magnesiumlegierung hergestellte Gehäusebauteil als Zentrierplatte des Kraftfahrzeuggetriebes und das Bauelement als Adapterplatte zur Aufnahme einer Ölpumpe ausgebildet sein. In Kraftfahrzeuggetrieben werden zumeist Ölpumpen verwendet, die mit der Drehzahl des das Getriebe antreibenden Verbrennungsmotors angetrieben werden. Die entsprechende Ölpumpe ist innerhalb des Getriebegehäuses in einer Zentrierplatte angeordnet, wobei diese Zentrierplatte im Übrigen zumindest eine Lagerstelle für eine der Antriebswellen sowie eine Vielzahl von Ölkanälen aufweist. Einer dieser Ölkanäle ist als Ansaugkanal ausgebildet, über welchen die Ölpumpe mit einem im Getriebegehäuse vorgesehenen Ölsumpf in Verbindung steht.
Zur Gewichtsoptimierung des Kraftfahrzeuggetriebes soll die Zentrierplatte insgesamt aus einer Magnesiumlegierung hergestellt sein. Da die Magnesiumlegierung aber eine geringe Verschleißfestigkeit aufweist, die bewegten Teile der Ölpumpe nach deren Anordnung in der Zentrierplatte aber an der Oberfläche der Zentrierplatte anliegen und an dieser gleiten, tritt ein erheblicher Verschleiß an der Zentrierplatte auf. Gemäß der vorliegenden. Erfindung wird dieser Verschleiß dadurch vermieden, dass mit geringem Fertigungsaufwand eine zur Aufnahme der Ölpumpe und zur axialen Anlage von deren rotierenden Teilen dienende Adapterplatte, die aus einer verschleißfesteren Aluminiumlegierung besteht, hergestellt wird. Diese Adapterplatte ist dabei in das Material der Zentrierplatte als Einlegeteil eingegossen. Dabei ist weiterhin vorgesehen, dass an der Adapterplatte eine plane axiale Anlagefläche für die bewegten Teile der Ölpumpe ausgebildet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll die Adapterplatte mit einer von der Kreisform abweichenden Außenkontur mit vorspringenden und zurückgesetzten Randabschnitten versehen sein. Dabei ist die als Einlegeteil ausgebildete Adapterplatte an ihrem Rand und an ihrer von der Ölpumpe abgewandten Stirnfläche vom Gehäusebauteil umschlossen. Dadurch ist die Adapterplatte in der Zentrierplatte ausreichend fixiert und kann gegenüber der Zentrierplatte keine Relativbewegungen, insbesondere in Umfangsrichtung, ausführen.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausbildung der Adapterplatte, bei der diese mit Durchtrittsöffnungen versehen ist, die mit einem Ansaugkanal und mit Druckkanälen, die innerhalb der Zentrierplatte verlaufen, verbunden sind. Die Adapterplatte dient somit nicht nur als Basis zur Befestigung der Ölpumpe sondern sie übernimmt auch eine Ölverteilfunktion innerhalb des Getriebes. Ferner kann die Adapterplatte auch mit einer zentrischen Bohrung zur Aufnahme einer zum Antrieb der Ölpumpe dienenden Antriebswelle versehen sein. Diese zentrische Bohrung kann aber auch zur Zentrierung der Ölpumpe mittels eines in axialer Richtung vorstehenden Wellenzapfen an der Adapterplatte dienen. Es können auch weitere Ausfräsungen in der Adapterplatte vorgesehen sein, in denen Teile der Ölpumpe unmittelbar geführt sind. Die Ölpumpe ist dabei in vorteilhafter Weise mit der Adapterplatte verschraubt, wofür in der Adapterplatte entsprechende Gewindebohrungen zur Aufnahme von Maschinenschrauben vorgesehen sind. Dabei kann ein Außengehäuse oder ein Deckel der Ölpumpe aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, diese Teile aus Stahl herzustellen.
Schließlich kann das Kraftfahrzeuggetriebe, bei dem eine entsprechend ausgebildete Zentrierplatte im Getriebegehäuse vorgesehen ist, als Automatikgetriebe mit einer Umlaufräderanordnung oder als unter Last schaltbares Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und diese verbessernde Maßnahmen werden nachfolgend in Verbindung mit der Beschreibung der Zeichnung angegeben und erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Zentrierplatte mit darin angeordneter Adapterplatte und
2 einen Schnitt durch die Zentrierplatte mit auf der Adapterplatte angeordneter Ölpumpe.
In den 1 und 2 ist mit 1 eine Zentrierplatte bezeichnet, die mit einem nicht näher dargestellten Getriebegehäuse verschraubt oder mit diesem einteilig ausgebildet ist. Diese Zentrierplatte 1 besteht aus einer Magnesiumlegierung und weist in ihrem Inneren Ölkanäle auf, die in der Darstellung ebenfalls nicht gezeigt sind. Außerdem ist an der Zentrierplatte eine Nabe 2 ausgebildet, durch die eine Antriebswelle hindurchgeführt werden kann, wobei ein zur Lagerung dieser Antriebswelle in der Zentrierplatte 1 dienendes Radialnadellager 3 der 2 entnommen werden kann. Die Nabe 2 ist weiterhin an einer Innenmantelfläche 4 mit Öffnungen 5 versehen, zwischen denen und der nicht dargestellten Antriebswelle ein Übertritt des unter Druck stehenden Getriebeöls erfolgt.
Wie insbesondere der 1 entnommen werden kann, ist in die Zentrierplatte 1 eine Adapterplatte 6 eingesetzt, wobei diese Adapterplatte 6 eine plane Anlagefläche 6a aufweist und in ihrem Randbereich über einen wesentlichen Teil ihres Umfangs von dem Material der Zentrierplatte 1 eingefasst ist. Diese Adapterplatte 6 besteht aus einer Aluminiumlegierung und ist daher geeignet, im Vergleich zur Zentrierplatte 1 höhere Kräfte und Momente aufzunehmen, und sie ist außerdem mit einer größeren Verschleißfestigkeit ausgebildet. Wie aus der 2 hervorgeht, ist die Adapterplatte 6 nicht nur in ihrem Randbereich von dem Material, also der Magnesiumlegierung der Zentrierplatte 1 umschlossen, das Material erstreckt sich auch auf der Rückseite der Adapterplatte 6.
Die Adapterplatte 6 ist mit Durchtrittsöffnungen 7 und 8 versehen, die beispielsweise mit einem in der Zentrierplatte 1 verlaufenden Ansaugkanal und mit Druckkanälen verbunden sind. In der Mitte der Adapterplatte 6 befindet sich eine Bohrung 9, durch die beispielsweise eine Welle zum Antrieb der in 2 dargestellten Ölpumpe 10 verlaufen kann. In der in 2 dargestellten Anordnung der Ölpumpe 10 dient diese Bohrung 9 zur Lagerung eines Zentralrades 11 der Ölpumpe 10. Dadurch ist die gesamte Ölpumpe 10 auch auf der Adapterplatte 6 zentriert. Weiterhin verfügt die Adapterplatte 6 über mehrere umfangsverteilte Durchgangsbohrungen 12, die zum Durchtritt von Befestigungsmitteln, wie Schrauben, für die Befestigung der Ölpumpe zur Fixierung der Ölpumpe 10 an der Adapterplatte 6 bzw. im Getriebegehäuse dienen. Die Schrauben greifen dabei in Gewindebohrungen im Getriebegehäuse ein. In der 2 ist eine der Maschinenschrauben 13 gezeigt, die zu diesem Zweck in die Durchgangsbohrung eingreift. Schließlich ist erkennbar, dass rotativ angetriebene Teile der Ölpumpe 10 axial unmittelbar gleitend an der Adapterplatte geführt sind und die Ölpumpe 10 an ihrer von der Adapterplatte 6 abgewandten Stirnseite von einem Deckel 14 verschlossen ist.
Aus den 1 und 2 ergibt sich folglich eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei der zum einen durch die aus einer Magnesiumlegierung hergestellte Zentrierplatte 1 insgesamt eine Gewichtsreduzierung erzielt werden kann. Die als Einlegeteil in der Zentrierplatte eingegossene Adapterplatte 6 nimmt als Bauteil mit besseren Verschleißeigenschaften die Ölpumpe 10 auf. Die gesamte Baueinheit lässt sich mit geringem Fertigungsaufwand herstellen.
Bezugszeichenliste

1: Zentrierplatte
2: Nabe
3: Radialnadellager
4: Innenmantelfläche
5: Öffnungen
6: Adapterplatte
6a: plane Anlagefläche
7: Durchtrittsöffnung
8: Durchtrittsöffnung
9: Bohrung
10: Ölpumpe
11: Zentralrad
12: Gewindebohrungen
13: Maschinenschrauben
14: Deckel

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

DE 10341972 A1 [0003]
DE 10112132 A1 [0004]

Claims

In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit eines Getriebegehäuses, bei welcher ein aus einer Aluminiumlegierung oder Stahl hergestelltes Bauelement (6) von einem aus einer Magnesiumlegierung bestehenden Gehäusebauteil (1) teilweise umgossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einer Magnesiumlegierung hergestellte Gehäusebauteil als Zentrierplatte (1) eines Kraftfahrzeuggetriebes und das Bauelement als Adapterplatte (6) zur Aufnahme einer Ölpumpe (10) ausgebildet sind.
In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Adapterplatte (6) eine plane Anlagefläche (6a) für die Ölpumpe (10) ausgebildet ist.
In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterplatte (6) mit einer von der Kreisform abweichenden Außenkontur mit vorspringenden und zurückgesetzten Randabschnitten versehen ist.
In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Einlegeteil ausgebildete Adapterplatte (6) an ihrem Rand und an ihrer von der Ölpumpe (10) abgewandten Stirnfläche von der Zentrierplatte (1) umschlossen ist.
In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterplatte (6) mit Durchtrittsöffnungen (7 und 8) versehen ist, die mit innerhalb der Zentrierplatte (1) verlaufenden Ansaug- und Druckkanälen verbunden sind.
In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterplatte (6) mit einer zentrischen Bohrung (9) zur Aufnahme einer zum Antrieb der Ölpumpe dienenden Antriebswelle oder zur Lagerung eines Zentralrades (11) der Ölpumpe (10) versehen ist.
In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterplatte (6) Durchgangs- oder Gewindebohrungen (12) zur Fixierung der Ölpumpe (10) aufweist.
In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Ölpumpe (10) aus einer Aluminiumlegierung oder Stahl hergestellt ist.
In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeuggetriebe als Automatikgetriebe in Umlaufräderbauweise ausgebildet ist.
In Verbundbauweise hergestellte Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeuggetriebe als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist.