DE102016215185A1

DE102016215185A1 - Verfahren beim Herstellen eines Getriebes

Info

Publication number: DE102016215185A1
Application number: DE102016215185.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Knörle-Philipp; Kim Führer; Hermann Thurn
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren beim Herstellen eines Getriebes, das folgende Schritte aufweist: Einbringen von Gussmaterial in einen durch zwei Formhälften begrenzten Hohlraum, Erstarrenlassen des Gussmaterials zur Bildung eines Druckgussdruckgussgetriebegehäuses, Bewegen einer Formhälfte in einer Entformrichtung, Entfernen des Druckgussdruckgussgetriebegehäuses aus der anderen Formhälfte, Einbringen einer Leistungselektronik in einen Hohlraum des Druckgussdruckgussgetriebegehäuses und Befestigen der Leistungselektronik mit dem Druckgussdruckgussgetriebegehäuse mittels wenigstens eines Befestigungsmittels. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsrichtung des Befestigungsmittels zum Befestigen der Leistungselektronik mit dem Druckgussdruckgussgetriebegehäuse entgegengesetzt zu der Entformrichtung der Formhälfte ist und/oder dass eine Einführrichtung der Leistungselektronik in den Hohlraum des Druckgussdruckgussgetriebegehäuses entgegengesetzt zu der Entformrichtung der Formhälfte ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren beim Herstellen eines Getriebes, das die, insbesondere in zeitlichem Ablauf aufeinanderfolgenden, Schritte Einbringen von Gussmaterial in einen durch zwei Formhälften begrenzten Hohlraum, Erstarrenlassen des Gussmaterials zur Bildung eines Druckgussgetriebegehäuses, Bewegen einer Formhälfte in einer Entformrichtung, Entfernen des Druckgussgetriebegehäuses aus der anderen Formhälfte, Einbringen einer Leistungselektronik in einen Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses und Befestigen der Leistungselektronik mit dem Druckgussgetriebegehäuse mittels wenigstens eines Befestigungsmittels aufweist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Getriebe, das nach dem Verfahren hergestellt ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen Hybridantrieb, das ein solches Getriebe aufweist, und ein Kraftfahrzeug mit dem Hybridantrieb oder dem Getriebe.
Aus dem Stand der Technik sind Getriebe bekannt, bei denen die Leistungselektronik in einem Hohlraum eines Getriebegehäuses angeordnet ist. Ein solches Getriebe ist aus der DE 10 2014 100 361 A1 bekannt. Zur Befestigung der Leistungselektronik innerhalb des Getriebes müssen im Getriebe Befestigungsabschnitte vorgesehen werden. Daneben muss bei der Herstellung des Getriebes darauf geachtet werden, dass das Getriebegehäuse derart ausgebildet wird, dass die in einem Hohlraum des Getriebegehäuses angeordnete Leistungselektronik mit einer elektrischen Maschine elektrisch leitend und mit einer Kühlmittelquelle fluidisch verbunden werden kann. Um dies realisieren zu können, ist eine zeitaufwendige Nachbearbeitung des mittels eines Druckgießverfahrens hergestellten Getriebegehäuses notwendig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren anzugeben, bei dem eine geringere Nachbearbeitung des Druckgussgetriebegehäuses notwendig ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Bewegungsrichtung des Befestigungsmittels zum Befestigen der Leistungselektronik mit dem Druckgussgetriebegehäuse entgegengesetzt zu der Entformrichtung der Formhälfte ist und/oder dass eine Einführrichtung der Leistungselektronik in den Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses entgegengesetzt zu der Entformrichtung der Formhälfte ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass wenigstens ein Befestigungsabschnitt des Druckgussgetriebegehäuses, der zum Befestigen der Leistungselektronik mit dem Druckgussgetriebegehäuse dient, und/oder wenigstens ein Gegenkühlmittelanschluss zum fluidischen Verbinden mit einem Kühlmittelanschluss der Leistungselektronik und/oder ein Anschlussabschnitt zum Aufnehmen des elektrischen Anschlusses der Leistungselektronik besonders gut vorgegossen werden können. Somit entfallen aufwendige Nachbearbeitungsschritte. Außerdem entsteht durch das Vorgießen des Befestigungsabschnitts, des Gegenkühlmittelanschlusses und/oder des Anschlussabschnitts ein porenarmes Druckgussgefüge, welches mit Dichtelementen nach außen sehr gut abgedichtet werden kann.
Die Anordnung der Leistungselektronik innerhalb des Hohlraums bietet außerdem den Vorteil, dass sich lange Verkabelungen zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine vermeiden lassen. Darüber hinaus wird außerhalb des Getriebes kein separater Bauraum für die Aufnahme der Leistungselektronik benötigt. Das in den Hohlraum eingebrachte Gussmaterial ist liegt in flüssiger oder teigiger Form vor. Das Gussmaterial kann aus einem Eisengusswerkstoffe oder einem Nichteisengusswerkstoffe bestehen. Die Bewegung der Formhälfte entlang der Entformrichtung entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung des Befestigungsmittels und/oder der Einführrichtung der Leistungsrichtung bedeutet, dass die Formhälfte um eine zur Bewegungsrichtung und/oder Einführrichtung um 180° gedrehten Richtung bewegt wird. Dabei ist die Entformrichtung parallel zur Bewegungsrichtung und/oder Einführrichtung.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Getriebe anzugeben, das ein Druckgussgetriebegehäuse aufweist, das eine geringe Nachbearbeitung benötigt.
Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe gelöst, das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist.
Im Sinne der Erfindung dient die Leistungselektronik dazu, einen Strom an eine elektrische Maschine zu steuern oder zu regeln. Insbesondere dient die Leistungselektronik dazu, den von einer Batterie bereitgestellten Gleichstrom in einen Wechselstrom umzuwandeln. Die Leistungselektronik weist eine Leistungselektronikplatine und Elektronikbauteile auf, welche zur Steuerung oder Regelung des Stroms eingerichtet sind. Bei den Elektronikbauteilen kann es sich beispielsweise um Leistungsschalter, wie beispielsweise Leistungstransistoren, handeln. Darüber hinaus kann die Leistungselektronik eine Steuerelektronik und/oder eine Sensorelektronik aufweisen. Außerdem kann die Leistungselektronik ein Leistungselektronikgehäuse aufweisen, wobei die zuvor genannten Bauteile innerhalb eines Hohlraums des Leistungselektronikgehäuses angeordnet sein können. Die Leistungselektronik kann modular ausgeführt sein, so dass sie als ganze Baueinheit in das Druckgussgetriebegehäuse eingebracht oder als ganze Baueinheit aus diesem ausgebracht werden kann. Insbesondere kann der Zusammenbau der Leistungselektronik vor einem Einbringen in den Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses erfolgen.
Die nicht zum Getriebe gehörende elektrische Maschine besteht zumindest aus einem Stator und einem drehbar gelagerten Rotor und ist in einem motorischen Betrieb eingerichtet, elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehzahl und Drehmoment zu wandeln, sowie in einem generatorischen Betrieb mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Strom und Spannung zu wandeln. Die Anordnung der elektrischen Maschine außerhalb des Druckgussgetriebegehäuses bedeutet, dass die elektrische Maschine nicht in dem Hohlraum des Getriebes, der durch das Druckgussgetriebegehäuse eingeschlossen wird, angeordnet ist. Jedoch kann die elektrische Maschine mit dem Druckgussgetriebegehäuse, insbesondere einer Außenseite des Druckgussgetriebegehäuses, verbunden und/oder an dem Druckgussgetriebegehäuse, insbesondere der Außenseite des Druckgussgetriebegehäuses, angebracht sein.
Das Druckgussgetriebegehäuse ist ein Gehäuse, das eine Getriebeeinheit wenigstens teilweise umhüllt, die Planetenradsätze und/oder Zahnräder aufweist, mittels denen unterschiedliche Gangstufen realisierbar sind. Zudem dient das Druckgussgetriebegehäuse dazu, die Getriebeeinheit abzustützen.
Der elektrische Anschluss der Leistungselektronik und/oder ein elektrischer Gegenanschluss der elektrischen Maschine können jeweils eine Signalleitung aufweisen, über die Signale, wie beispielsweise Steuersignale, übertragen werden können. Darüber hinaus können der elektrische Anschluss und der elektrische Gegenanschluss jeweils eine Stromleitung aufweisen, über die Strom übertragen wird.
Bei den Formhälften kann es sich um Dauerformteile handeln, die in dem Druckgießverfahren eingesetzt werden. Dabei sind die Formhälften derart ausgebildet, dass sie in einer Vielzahl von Druckgießvorgängen eingesetzt werden können. Die Formhälften sind in einer Gießmaschine eingebaut, wobei in der Druckgießmaschine eine Formhälfte beweglich und die andere Formhälfte ortsfest angeordnet ist. Die Formhälften können neben einer Basisform (Matrize), die das Negativ der Außenform des Druckgussgetriebegehäuses bildet, auch eine Vielzahl von Teilen, wie beispielsweise Kerne, aufweisen, die die Innenform des Druckgussgetriebegehäuses bilden.
Die Bewegungsrichtung des Befestigungsmittels entspricht einer Richtung entlang der das Befestigungsmittel bewegt wird, um die Leistungselektronik mit dem Druckgussgetriebegehäuse zu befestigen.
Das Druckgussgetriebegehäuse kann eine Anschlussaufnahme zur Aufnahme des elektrischen Anschlusses und/oder des elektrischen Gegenanschlusses der elektrischen Maschine aufweisen, die einen Durchbruch aufweist. Bei einer Anordnung der Leistungselektronik in dem Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses kann eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine durch den Durchbruch hindurch realisiert werden. Das Vorsehen des Druckgussgetriebegehäuses mit der Anschlussaufnahme bietet den Vorteil, dass sich die Gefahr einer Beschädigung der Leistungselektronik reduziert, da der elektrische Anschluss zum Verbinden mit dem Gegenanschluss in die Anschlussaufnahme eingebracht werden kann. Somit besteht nicht mehr die Gefahr, dass der elektrische Anschluss in einem Bereich des Getriebes angeordnet ist, bei dem er beim Zusammenbau des Getriebes beispielsweise durch einen an das Druckgussgetriebegehäuse angebrachten Deckel beschädigt werden kann.
Die Anschlussaufnahme ist ein Abschnitt des Druckgussgetriebegehäuses, insbesondere ein mit dem restlichen Druckgussgetriebegehäuse einstückig ausgebildeter Abschnitt. Der Durchbruch ist derart ausgebildet, dass er den Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses mit einem Bereich außerhalb des Getriebes, insbesondere des Druckgussgetriebegehäuses, fluidisch verbindet. Eine fluidische Verbindung liegt vor, wenn ein Kühlmittel aus einem Bereich, hier dem Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses, in einen anderen Bereich, hier den Bereich außerhalb des Getriebes, strömen kann.
Die Anschlussaufnahme kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass sie eine Bewegung des elektrischen Anschlusses quer zu einer Bewegungsrichtung des elektrischen Anschlusses verhindert. Die Bewegungsrichtung kann gleich und/oder parallel zu der Einführrichtung der Leistungselektronik sein. Der elektrische Anschluss kann zum elektrischen Verbinden mit dem Gegenanschluss entlang der Bewegungsrichtung bewegt werden. Darüber hinaus kann die Anschlussaufnahme eine Bewegung des elektrischen Gegenanschlusses quer zu einer Einbringrichtung des elektrischen Gegenanschlusses in die Anschlussaufnahme verhindern. Außerdem kann die Anschlussaufnahme derart angeordnet und ausgebildet sein, dass sie den elektrischen Anschluss und/oder den elektrischen Gegenanschluss abstützt.
Bei einer besonderen Ausführung kann der elektrische Anschluss der Leistungselektronik Bestandteil einer Steckverbindung sein. Dabei kann der elektrische Anschluss der Leistungselektronik als Stecker, insbesondere als männlicher Teil der Steckverbindung mit nach außen weisenden Kontaktstiften, ausgeführt sein und der elektrische Gegenanschluss der elektrischen Maschine kann als Gegenstecker, insbesondere als weiblicher Teil der Steckverbindung mit nach innen weisenden Kontaktöffnungen, ausgeführt sein. Alternativ kann der Stecker der Leistungselektronik als weiblicher Teil der Steckverbindung ausgeführt sein und der Gegenstecker kann als männlicher Teil der Steckverbindung ausgeführt sein.
Das Ausführen des elektrischen Anschlusses als Stecker und des elektrischen Gegenanschlusses als Gegenstecker bietet den Vorteil, dass eine elektrische Verbindung mit dem elektrischen Gegenanschluss der elektrischen Maschine auf einfache Weise realisiert werden kann. Insbesondere kann die Steckverbindung zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine allein durch Einführen der Leistungselektronik in den Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses realisiert werden, so dass keine weiteren Arbeitsschritte erforderlich sind, um die elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und der Leistungselektronik zu realisieren. Insbesondere ist eine Blindmontage der Leistungselektronik möglich, bei der eine Verbindung der Anschlüsse mit den Gegenanschlüssen in einem für den Monteur nicht sichtbaren Bereich erfolgt. Natürlich kann die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Anschluss der Leistungselektronik und dem elektrischen Gegenanschluss der elektrischen Maschine auch durch andere Verbindungsarten realisiert werden.
Der elektrische Anschluss und/oder der elektrische Gegenanschluss können wenigstens teilweise in den Durchbruch eindringen. Alternativ ist es möglich, dass sich der elektrische Anschluss oder der elektrische Gegenanschluss vollständig durch den Durchbruch und somit die Anschlussaufnahme hindurch erstreckt und somit von dem Druckgussgetriebegehäuse vorsteht.
Ganz besonders vorteilhaft ist eine Ausführung, bei der die Leistungselektronik in dem Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses angeordnet ist und sich der elektrische Anschluss durch das Anschlusselement hindurch erstreckt und aus dem Druckgussgetriebegehäuse herausragt. Bei einer Ausführung der elektrischen Verbindung als Steckverbindung ragt somit ein Stecker der Leistungselektronik aus dem Druckgussgetriebegehäuse heraus. Dies bietet den Vorteil, dass die elektrische Verbindung auf ganz einfache Weise realisiert werden kann, indem der an der elektrischen Maschine vorgesehene Gegenstecker mit dem Stecker der Leistungselektronik verbunden wird. Die Verbindung der beiden Stecker kann dabei auf einfache Weise außerhalb des Druckgussgetriebegehäuses erfolgen.
Alternativ kann sich der elektrische Gegenanschluss durch die Anschlussaufnahme hindurch erstrecken und in den Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses hineinragen. Bei einer Ausführung der elektrischen Verbindung als Steckverbindung ragt somit der Gegenstecker der elektrischen Maschine in den Hohlraum hinein. Eine Steckverbindung wird realisiert, wenn die Leistungselektronik in den Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses eingeführt wird und somit der Stecker der Leistungselektronik mit dem Gegenstecker der elektrischen Maschine verbunden wird. Die Steckverbindung erfolgt in diesem Fall innerhalb des Hohlraums.
Die Leistungselektronik kann wenigstens einen, insbesondere genau zwei, Kühlmittelanschluss und das Druckgussgetriebegehäuse kann wenigstens einen, insbesondere genau zwei, Gegenkühlmittelanschluss aufweisen. Dabei können eine Mittelachse des elektrischen Anschlusses und eine Mittelachse des Gegenkühlmittelanschlusses parallel zu der Einführrichtung verlaufen. Zudem können eine Mittelachse der Anschlussaufnahme und eine Mittelachse des Gegenkühlmittelanschlusses parallel zu der Einführrichtung sein.
Der Kühlmittelanschluss kann zum fluidischen Verbinden mit dem Gegenkühlmittelanschluss entlang einer Koppelrichtung bewegt werden. Die Koppelrichtung kann gleich und/oder parallel zu der Einführrichtung der Leistungselektronik sein. Der Gegenkühlmittelanschluss kann derart angeordnet und ausgebildet sein, dass bei einer Anordnung der Leistungselektronik in dem Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses der Kühlmittelanschluss mit dem Gegenkühlmittelanschluss fluidisch verbunden ist. Dabei kann die Leistungselektronik genau zwei Kühlmittelanschlüsse, nämlich einen Einlassanschluss, über den Kühlmittel in die Leistungselektronik zugeführt wird und einen Auslassanschluss, über den Kühlmittel aus der Leistungselektronik herausgeführt wird, aufweisen. Gleichermaßen kann das Druckgussgetriebegehäuse zwei Gegenkühlmittelanschlüsse, nämlich einen Gegenauslassanschluss, über den Kühlmittel aus dem Druckgussgetriebegehäuse abgeführt wird, und einen Gegeneinlassanschluss aufweisen, über den Kühlmittel in das Druckgussgetriebegehäuse eingeführt wird. Die Kopplung des Kühlmittelanschlusses mit dem Gegenkühlmittelanschluss kann durch eine Steckverbindung oder eine andere Verbindungsart realisiert werden.
Die Leistungselektronik kann entlang der Einführrichtung in den Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses eingeführt werden. Dabei kann die Einführrichtung quer, insbesondere radial, zu einer Getriebemittelachse sein.
Der elektrische Anschluss kann durch Bewegen der Leistungselektronik entlang der Einführrichtung, die gleich zu der Bewegungsrichtung des elektrischen Anschlusses ist, in die Anschlussaufnahmeeingebracht werden. Insbesondere kann der elektrische Anschluss derart in die Anschlussaufnahme eingebracht werden, dass der elektrische Anschluss von dem Druckgussgetriebegehäuse vorsteht. Dies bietet den Vorteil, dass bei einem Einführen der Leistungselektronik in den Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses automatisch auch der elektrische Anschluss in die Anschlussaufnahme eingebracht wird. Somit sind nach Einführung der Leistungselektronik in den Hohlraum keine weiteren Montageschritte zum Einbringen des elektrischen Anschlusses in die Anschlussaufnahme mehr notwendig. Die Bewegungsrichtung ist zu der Einführrichtung gleich, wenn die Bewegungsrichtung in die gleiche Richtung wie die Einführrichtung weist.
Der Kühlmittelanschluss kann durch Bewegen der Leistungselektronik entlang der Einführrichtung, die gleich zu der Koppelrichtung des Kühlmittelanschlusses ist, mit dem Gegenkühlmittelanschluss fluidisch verbunden werden. Dies bietet den Vorteil, dass bei einem Einführen der Leistungselektronik in den Hohlraum des Getriebegehäuses der Kühlmittelanschluss automatisch mit dem Gegenkühlmittelanschluss fluidisch verbunden wird, ohne dass weitere Montageschritte zum Herstellen der Verbindung notwendig sind. Die Koppelrichtung ist zu der Einführrichtung gleich, wenn die Koppelrichtung in die gleiche Richtung wie die Einführrichtung weist. Außerdem kann auch die Koppelrichtung des Kühlmittelanschlusses gleich zu der Bewegungsrichtung des elektrischen Anschlusses sein.
Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn das Einbringen des elektrischen Anschlusses in die Anschlussaufnahme und das Verbinden des Kühlmittelanschlusses mit dem Gegenkühlmittelanschluss gleichzeitig erfolgt. In diesem Fall kann die Montage der Leistungselektronik in dem Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses sehr schnell und auf einfache Weise erfolgen.
Bei einer besonderen Ausführung kann der elektrische Anschluss an einer Leiterplatine der Leistungselektronik befestigt sein. Insbesondere kann der elektrische Anschluss mit der Leiterplatine der Leistungselektronik kabellos elektrisch verbunden sein. Dies bedeutet, dass kein Kabel vorhanden ist, das die Leiterplatine mit dem elektrischen Anschluss verbindet. Die Verbindung zwischen dem elektrischen Anschluss und der Leiterplatine kann unmittelbar erfolgen. Im Ergebnis wird der Aufbau der Leistungselektronik kompakter und es besteht keine Gefahr mehr, dass beim Einbau der Leistungselektronik in den Hohlraum des Druckgussgetriebegehäuses ein Kabel abreißt.
Bei einer besonderen Ausführung kann die Leistungselektronik mittels des wenigstens einen, insbesondere mehreren, Befestigungsmittels mit dem Druckgussgetriebegehäuse lösbar befestigbar sein. So kann die Befestigung mittels einer Schraubverbindung realisiert werden. Im Ergebnis kann die Leistungselektronik auf einfache Weise mit dem Druckgussgetriebegehäuse verbunden werden. Die Bewegungsrichtung des Befestigungsmittels zum Befestigen der Leistungselektronik mit dem Druckgussgetriebegehäuse kann gleich zu der Einführrichtung der Leistungselektronik sein. Dies bietet den Vorteil, dass die Befestigung auf einfache Weise möglich ist, da die Befestigungsmittel für den Monteur über die Öffnung im Druckgussgetriebegehäuse, über die die Leistungselektronik in den Hohlraum eingeführt wird, leicht zugänglich sind.
Bei einer besonderen Ausführung kann das Druckgussgetriebegehäuse einen Zentralabschnitt und einen mit dem Zentralabschnitt verbundenen Ölwannenabschnitt aufweisen. Dabei kann der Ölwannenabschnitt den Hohlraum, in den die Leistungselektronik eingebracht wird, begrenzen. Zusätzlich kann der Zentralabschnitt den Hohlraum begrenzen. Bei dem Zentralabschnitt handelt es sich um den Abschnitt des Druckgussgetriebegehäuses, innerhalb dessen die Getriebeeinheit angeordnet ist. Der Ölwannenabschnitt kann sich bezogen auf die Getriebemittelachse in radialer Richtung von dem Zentralabschnitt, insbesondere in Richtung zu einem Fahrbahngrund, erstrecken. Im Ergebnis kann die Leistungselektronik in einem leicht zugänglichen Bereich des Getriebes, nämlich dem Ölwannenabschnitt, angeordnet sein.
Zudem kann der Ölwannenabschnitt eine Innenwand aufweisen, die den Hohlraum von einem Nassraum der Ölwanne trennt. Darüber hinaus kann der Hohlraum durch eine andere Innenwand des Zentralabschnitts begrenzt werden. Als Nassraum wird ein Raum in der Ölwanne bezeichnet, in dem das Öl vorhanden ist. Im Ergebnis kann auf einfache Weise ein Trockenraum realisiert werden, in dem die Leistungselektronik angeordnet werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass sie in Kontakt mit Öl gelangt.
Von ganz besonderem Vorteil ist ein Hybridantrieb mit einer elektrischen Maschine und dem Getriebe, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. In dem Hybridantrieb ist der elektrische Gegenanschluss der elektrischen Maschine mit dem elektrischen Anschluss der Leistungselektronik elektrisch leitend verbunden. Das Getriebe kann ein automatisiertes Getriebe sein. Darüber hinaus ist ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeug-Antriebseinheit, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, und dem Getriebe oder dem Hybridantrieb vorgesehen, wobei die Kraftfahrzeug-Antriebseinheit mit dem Getriebe oder dem Hybridantrieb wirkverbunden ist.
In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt:
1: eine Unteransicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes,
2: eine schematische Darstellung der Leistungselektronik,
3: eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes,
4: eine Formhälfte, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Getriebes eingesetzt wird.
Das in 1 gezeigte Getriebe weist ein Druckgussgetriebegehäuse 1 auf, das eine Anschlussaufnahme 18 zur Aufnahme eines elektrischen Anschlusses 3 der in 2 gezeigten Leistungselektronik 2 und/oder eines in den Figuren nicht gezeigten elektrischen Gegenanschlusses einer elektrischen Maschine aufweist. Das Druckgussgetriebegehäuse 1 weist einen Hohlraum 5 auf, in den die in 2 gezeigte Leistungselektronik 2 eingebracht wird. Die Anschlussaufnahme 18 weist einen Durchbruch 4 auf, über den der Hohlraum 5 mit einem Bereich außerhalb des Getriebes fluidisch verbunden ist. Dabei entspricht die Anschlussaufnahme 18 einem Abschnitt des Druckgussgetriebegehäuses, der vom restlichen Druckgussgetriebegehäuse vorsteht und mit dem restlichen Druckgussgetriebegehäuse 1 einstückig verbunden ist. Bei einer Anordnung der Leistungselektronik 2 in dem Hohlraum 5 des Druckgussgetriebegehäuses 1 ist eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungselektronik 2 und der elektrischen Maschine durch den Durchbruch 4 hindurch realisierbar.
Der Hohlraum 5 befindet sich in einem Ölwannenabschnitt 7 des Druckgussgetriebegehäuses 1. Der Ölwannenabschnitt 7 erstreckt sich in radialer Richtung R von einem Zentralabschnitt 16 des Druckgussgetriebegehäuses 1. Der Ölwannenabschnitt 7 weist eine Innenwand 8 auf, die zusammen mit einer Außenwand 9 und zwei die Innenwand 8 mit der Außenwand 9 verbindenden Seitenwänden 21 und eine andere Innenwand des Zentralabschnitts 16 den Hohlraum 5 begrenzt. Darüber hinaus dient die Innenwand 8 dazu, den Hohlraum 5 von einem Nassraum 10 des Ölwannenabschnitts 7 zu trennen. Der Nassraum 10 ist der Bereich des Ölwannenabschnitts 7, in dem Öl vorhanden ist. In 1 ist eine Ölwannenplatte nicht dargestellt, die mit dem Druckgussgetriebegehäuse 1 lösbar verbunden ist und den Hohlraum 5 und den Nassraum 10 verschließt.
Das Druckgussgetriebegehäuse 1 weist mehrere, insbesondere genau drei, Befestigungsabschnitte 12 auf. Die Befestigungsabschnitte 12 dienen zum Befestigen der Leistungselektronik 2 mit dem Druckgussgetriebegehäuse 1. Die Befestigung kann dabei durch eine Schraubverbindung realisiert werden.
Darüber hinaus weist das Druckgussgetriebegehäuse 1 zwei Gegenkühlmittelanschlüsse, nämlich einen Gegenauslassanschluss 13a und einen Gegeneinlassanschluss 13b, auf. Das Kühlmittel strömt von dem Druckgussgetriebegehäuse 1 über den Gegenauslassanschluss 13a in die Leistungselektronik 2 ein. Darüber hinaus strömt das Kühlmittel von der Leistungselektronik 2 über den Gegeneinlassanschluss 13b in das Druckgussgetriebegehäuse 1 ein. Die beiden Gegenkühlmittelanschlüsse sind derart ausgeführt, dass ihre Mittelachsen parallel zueinander verlaufen. Zudem sind die beiden Gegenkühlmittelanschlüsse derart ausgeführt, dass ihre Mittelachsen parallel zu einer Mittelachse der Anschlussaufnahme 18 verlaufen.
Die Leistungselektronik 2 kann entlang einer Einführrichtung E in den Hohlraum 5 eingeführt werden. Die Einführrichtung E ist in 1 in die Zeichenebene hineingerichtet, was durch das mit dem Kreis umschlossene X symbolisiert ist. Die Einführrichtung E entspricht einer Normalen auf eine Hohlraumebene, die sich bezogen auf eine Getriebemittelachse M in axialer Richtung B und in tangentialer Richtung T erstreckt.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Leistungselektronik 2. Die Leistungselektronik 2 weist ein Leistungselektronikgehäuse 15 auf, innerhalb dessen eine nicht dargestellte Leiterplatine und Elektronikbauteile angeordnet sind. Darüber hinaus weist die Leistungselektronik 2 den elektrischen Anschluss 3 und zwei Kühlmittelanschlüsse, nämlich einen Einlassanschluss 14a und einen Auslassanschluss 14b auf.
Das Kühlmittel strömt vom Druckgussgetriebegehäuse 1 über den Gegenauslassanschluss 13a und den Einlassanschluss 14a in die Leistungselektronik 2 hinein. Das Kühlmittel strömt dann zum Kühlen der Leiterplatine und/oder der Elektronikbauteile in einer in der Leistungselektronik 2 vorhandenen, nicht dargestellten Kühlmittelleitung. Anschließend strömt das Kühlmittel über den Auslassanschluss 14b aus der Leistungselektronik 2 heraus und über den Gegeneinlassanschluss 13b in das Druckgussgetriebegehäuse 1 ein.
Die beiden Kühlmittelanschlüsse der Leistungselektronik 2 sind in die gleiche Richtung orientiert. So stehen sie vom Leistungselektronikgehäuse 15 in die gleiche Richtung vor. Insbesondere stehen die beiden Kühlmittelanschlüsse von derselben Seite 19 des Leistungselektronikgehäuses 15 vor. Zudem sind die beiden Kühlmittelanschlüsse derart ausgeführt, dass ihre Mittelachsen M2 parallel zueinander verlaufen.
Der elektrische Anschluss 3 steht von dem Leistungselektronikgehäuse 15 in die gleiche Richtung vor wie die beiden Kühlmittelanschlüsse. Darüber hinaus steht der elektrische Anschluss 3 von derselben Seite 19 des Leistungselektronikgehäuses 15 vor wie die beiden Kühlmittelanschlüsse. Dabei verläuft eine Mittelachse M1 des elektrischen Anschlusses 3 parallel zu den Mittelachsen M2 der Kühlmittelanschlüsse. Der elektrische Anschluss 3 und die Kühlmittelanschlüsse sind am Leistungselektronikgehäuse 15 derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Koppelrichtung K der beiden Kühlmittelanschlüsse zur Kopplung der Kühlmittelanschlüsse mit den Gegenkühlmittelanschlüssen gleich zu der Bewegungsrichtung A des elektrischen Anschlusses 3 zum Verbinden des elektrischen Anschlusses 3 mit dem Gegenanschluss ist.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Getriebes. Das Druckgussgetriebegehäuse 1 weist den Zentralabschnitt 16 auf, der im Normalquerschnitt zur Getriebemittelachse M im Wesentlichen kreisförmig ausgeführt ist. Innerhalb des Zentralabschnitts 16 ist eine Getriebeeinheit, die beispielsweise Planetenradsätze oder Zahnräder aufweist, angeordnet. Darüber hinaus weist das Druckgussgetriebegehäuse 1 den Ölwannenabschnitt 7 auf, der sich bezogen auf die Getriebemittelachse M von dem Zentralabschnitt 16 in radialer Richtung nach unten, also in Richtung zu einem Fahrbahngrund erstreckt. Der Ölwannenabschnitt 7 ist an seiner von dem Zentralabschnitt 16 abgewandten Unterseite mit der nicht dargestellten Ölwannenplatte abgedichtet.
Wie aus 3 ersichtlich ist, ragt die Anschlussaufnahme 18 von einer Außenseite des restlichen Druckgussgetriebegehäuses hervor. Darüber hinaus ragen zwei weitere Gegenkühlmittelanschlüsse 20 von der Außenseite des restlichen Druckgussgetriebegehäuses vor. Dabei erstrecken sich die weiteren Gegenkühlmittelanschlüsse 20 derart von dem restlichen Druckgussgetriebegehäuse, dass deren Mittelachsen senkrecht zu der Mittelachse des elektrischen Anschlusses 3 stehen. Dabei ist jeder der beiden weiteren Gegenkühlmittelanschlüsse 20 mit dem jeweils zugeordneten Gegenkühlmittelanschluss fluidisch verbunden. Dabei stehen die Mittelachsen der weiteren Gegenkühlmittelanschlüsse 20 senkrecht zu den Mittelachsen der Gegenkühlmittelanschlüsse. Das Kühlmittel wird beim Strömen innerhalb des Druckgussgetriebegehäuses zwischen dem Gegenkühlmittelanschluss und dem weiteren Gegenkühlmittelanschluss 20 um 90 Grad umgelenkt. Die weiteren Gegenkühlmittelanschlüsse 20 werden mit in den Figuren nicht dargestellten Anschlüssen einer Kühlmittelquelle fluidisch verbunden.
Beim Zusammenbau des Getriebes wird die Leistungselektronik 2 entlang der Einführrichtung E in den Hohlraum 5 des Druckgussgetriebegehäuses eingebracht. Der elektrische Anschluss 3 gelangt beim Einführen der Leistungselektronik 2 entlang der Einführrichtung E in die Anschlussaufnahme 18 und steht nach dem Einbringen der Leistungselektronik 2 in den Hohlraum von dem Druckgussgetriebegehäuse 1 vor. Darüber hinaus werden die beiden Kühlmittelanschlüsse beim Einführen der Leistungselektronik 2 entlang der Einführrichtung E mit den Gegenkühlmittelanschlüssen fluidisch verbunden. Dabei kann jeder der beiden Kühlmittelanschlüsse in den jeweils zugeordneten Gegenkühlmittelanschluss eindringen oder diesen umschließen. Im Ergebnis ist eine wirksame fluidische Verbindung realisiert, sobald die Leistungselektronik 2 in den Hohlraum 5 eingebracht ist.
4 zeigt eine Formhälfte 6, die in einem Druckgießverfahren in einer nicht dargestellten Druckgießmaschine bei der Herstellung des Druckgussgetriebegehäuses 1 verwendet wird. Die Druckgießmaschine weist zudem eine andere, ortsfeste Formhälfte auf, die in den Figuren nicht dargestellt ist. Die Formhälfte 6 bildet das Negativ des im Wesentlichen unteren Teils der Außenform des Druckgussgetriebehäuses 1. Als unterer Teil wird der Teil des Druckgussgetriebegehäuses 1 angesehen, der in radialer Richtung R im Wesentlichen unterhalb der Getriebemittelachse M angeordnet ist. Die Formhälfte 6 weist einen Bestandteil 16 auf, mittels dem die Anschlussaufnahme 18 mit dem Durchbruch 4 realisiert werden kann. Zudem weist die Formhälfte 6 zwei Kerne 17 auf, mittels denen die Gegenkühlmittelanschlüsse im Druckgussgetriebegehäuse 1 realisiert werden können.
Bei der Herstellung des Getriebes werden unter anderem die nachfolgend genannten Verfahrensschritte in folgender Reihenfolge durchgeführt. Ein heißes, flüssiges oder teigiges Gussmaterial wird in einen Hohlraum eingebracht, der durch die Formhälfte 6 und die andere Formhälfte begrenzt ist. Das eingebrachte Gussmaterial bildet nach dessen Erstarren das Druckgussgetriebegehäuse 1. Die Formhälfte 6 wird in Entformrichtung F bewegt und das Druckgussgetriebegehäuse 1 wird aus der anderen Formhälfte entfernt. Anschließend wir die Leistungselektronik 2 mit dem Druckgussgetriebegehäuse 1 mittels wenigstens eines Befestigungsmittels befestigt.
Die Entformrichtung F ist parallel zu einer Mittelachse des Bestandteils 16 und/oder der Kerne 17. Zudem ist die Entformrichtung F parallel zu der Mittelachse des Gegenkühlmittelanschlusses und/oder der Anschlussaufnahme 18 und steht zur oben genannten Hohlraumebene senkrecht.
Eine Bewegungsrichtung des Befestigungsmittels zum Befestigen der Leistungselektronik Z mit dem Druckgussgetriebegehäuse 1 ist entgegengesetzt zu der Entformrichtung E der Formhälfte 6. Darüber hinaus ist die Einführrichtung E der Leistungselektronik 2 entgegengesetzt zu der Entformrichtung F.
Bezugszeichenliste

1: Druckgussdruckgussgetriebegehäuse
2: Leistungselektronik
3: elektrischer Anschluss
4: Durchbruch
5: Hohlraum
6: Formhälfte
7: Ölwannenabschnitt
8: Innenwand
9: Außenwand
10: Nassraum
12: Befestigungsabschnitt
13a: Gegenauslassanschluss
13b: Gegeneinlassanschluss
14a: Einlassanschluss
14b: Auslassanschluss
15: Leistungselektronikgehäuse
16: Formabschnitt
17: Kern
18: Anschlussaufnahme
19: Seite
20: weiterer Gegenkühlmittelanschluss
21: Seitenwand
A: Bewegungsrichtung des elektrischen Anschlusses
B: axiale Richtung
E: Einführrichtung der Leistungselektronik
F: Entformrichtung
K: Koppelrichtung des Kühlmittelanschlusses
M: Getriebemittelachse
M1: Mittelachse des elektrischen Anschlusses
M2: Mittelachse des Kühlmittelanschlusses
T: tangentiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014100361 A1 [0003]

Claims

Verfahren beim Herstellen eines Getriebes, das folgende Schritte aufweist: – Einbringen von Gussmaterial in einen durch zwei Formhälften begrenzten Hohlraum, – Erstarrenlassen des Gussmaterials zur Bildung eines Druckgussgetriebegehäuses (1), – Bewegen einer Formhälfte (6) in einer Entformrichtung, – Entfernen des Druckgussgetriebegehäuses (1) aus der anderen Formhälfte, – Einbringen einer Leistungselektronik (2) in einen Hohlraum (5) des Druckgussgetriebegehäuses (1) und – Befestigen der Leistungselektronik (2) mit dem Druckgussgetriebegehäuse (1) mittels wenigstens eines Befestigungsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass a. eine Bewegungsrichtung des Befestigungsmittels zum Befestigen der Leistungselektronik (2) mit dem Druckgussgetriebegehäuse (1) entgegengesetzt zu der Entformrichtung (F) der Formhälfte (7) ist und/oder dass b. eine Einführrichtung (E) der Leistungselektronik (2) in den Hohlraum (5) des Druckgussgetriebegehäuses (1) entgegengesetzt zu der Entformrichtung (F) der Formhälfte (6) ist.
Getriebe für ein Kraftfahrzeug, das nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe das Druckgussdruckgussgetriebegehäuse (1) und die Leistungselektronik (2) aufweist, die einen elektrischen Anschluss (3) zum elektrischen Verbinden mit einem elektrischen Gegenanschluss einer außerhalb des Druckgussgetriebegehäuses angeordneten elektrischen Maschine aufweist, wobei das Druckgussgetriebegehäuse (1) eine Anschlussaufnahme (18) zur Aufnahme des elektrischen Anschlusses (3) und/oder des elektrischen Gegenanschlusses aufweist, die einen Durchbruch (4) aufweist, wobei bei einer Anordnung der Leistungselektronik (2) in dem Hohlraum (5) des Druckgussgetriebegehäuses (1) eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungselektronik (2) und der elektrischen Maschine durch den Durchbruch (4) hindurch realisierbar ist.
Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussaufnahme (18) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie den elektrischen Anschluss (3) abstützt.
Getriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einer Anordnung der Leistungselektronik (2) in dem Hohlraum (5) des Druckgussgetriebegehäuses (1) der elektrische Anschluss (3) durch die Anschlussaufnahme (18) hindurch erstreckt und aus dem Druckgussgetriebegehäuse (1) herausragt.
Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (2) wenigstens einen Kühlmittelanschluss und das Druckgussgetriebegehäuse (1) wenigstens einen Gegenkühlmittelanschluss aufweist, der derart angeordnet und ausgebildet ist, dass bei einer Anordnung der Leistungselektronik (2) in dem Hohlraum (6) des Druckgussgetriebegehäuses (1) der Kühlmittelanschluss mit dem Gegenkühlmittelanschluss fluidisch verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelachse der Anschlussaufnahme (18) und eine Mittelachse des Gegenkühlmittelanschlusses parallel zur Entformrichtung (F) verlaufen.
Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. der elektrische Anschluss (3) durch Bewegen der Leistungselektronik (2) entlang der Einführrichtung (E) in die Anschlussaufnahme (18) einbringbar ist und/oder dass b. der Kühlmittelanschluss durch Bewegen der Leistungselektronik (2) entlang der Einführrichtung (E) mit dem Gegenkühlmittelanschluss fluidisch verbindbar ist
Getriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des elektrischen Anschlusses (3) in die Anschlussaufnahme (18) und das Koppeln des Kühlmittelanschlusses mit dem Gegenkühlmittelanschluss gleichzeitig erfolgt.
Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass a. der elektrische Anschluss (3) an einer Leiterplatine der Leitungselektronik (2) befestigt ist und/oder dass b. der elektrische Anschluss (3) mit einer Leiterplatine der Leitungselektronik (2) kabellos elektrisch verbunden ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss (3) der Leistungselektronik (2) Bestandteil einer Steckverbindung ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgussgetriebegehäuse einen Zentralabschnitt (16) und einen mit dem Zentralabschnitt (16) verbundenen Ölwannenabschnitt (7) aufweist, wobei der Ölwannenabschnitt (7) den Hohlraum (5) begrenzt.
Hybridantrieb mit einer elektrischen Maschine und einem Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei der elektrische Gegenanschluss der elektrischen Maschine mit dem elektrischen Anschluss (3) der Leistungselektronik (2) elektrisch leitend verbunden ist.
Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeug-Antriebseinheit und einem Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 12 oder dem Hybridantrieb nach Anspruch 13, wobei die Kraftfahrzeug-Antriebseinheit mit dem Getriebe oder dem Hybridantrieb wirkverbunden ist.