-
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Baueinheit eines Fahrzeugantriebsstranges mit zwei zueinander ausgerichteten Gehäuseteilen sowie ein Getriebe mit einem solchen Gehäuse und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses.
-
Es sind Baueinheiten für Fahrzeugantriebsstränge bekannt. Bei einer solchen Baueinheit kann es sich beispielsweise um ein Getriebe oder Antriebsmotor handeln. Solche Baueinheiten verfügen in der Regel über ein Gehäuse, um Bauelemente der Baueinheit gegenüber einer Umwelt abzuschirmen und um die Bauelemente zu tragen. Oft bestehen solche Gehäuse aus mehreren einzelnen Gehäuseteilen, die im Rahmen der Montage der Baueinheit zusammengefügt werden. Hierbei ist es meist wichtig, dass die Gehäuseteile exakt zueinander ausgerichtet sind. Übliche Mittel zur Ausrichtung zweier solcher Gehäuseteile sind Zylinderstifte (Passstifte) und/oder ein Zentrierbund.
-
Es sind auch Gehäuse für Baueinheiten mit zwei Gehäuseteilen bekannt, bei denen eine Welle zwischen den Gehäuseteilen angeordnet ist, sodass das eine Wellenende in dem einen Gehäuseteil abgestützt ist und das andere Wellenende in dem anderen Gehäuseteil. Dies ist häufig bei Getrieben der Fall. Hierbei werden die Gehäusehälften jedoch nicht mittels der Welle zueinander ausgerichtet, sondern es wird stattdessen die Position der Welle anhand der Gehäuseteile ausgerichtet. Somit müssen auch hier Zylinderstifte oder andere Mittel zur richtigen Ausrichtung der Gehäuseteile eingesetzt werden.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Stand der Technik weiterzubilden.
-
Diese Aufgabe wird durch das mit Anspruch 1 vorgeschlagene Gehäuse sowie das mit Anspruch 9 vorgeschlagene Getriebe sowie das mit Anspruch 10 vorgeschlagene Herstellungsverfahren für das Gehäuse gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen hiervon sind den Unteransprüchen entnehmbar.
-
Demgemäß wird ein Gehäuse für eine Baueinheit eines Fahrzeugantriebsstranges vorgeschlagen. Das Gehäuse weist ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil auf. Das erste und zweite Gehäuseteil sind zueinander ausgerichtet und miteinander gekoppelt. Insbesondere sind die Gehäuseteile dichtend miteinander gekoppelt, sodass ein im Gehäuseinneren befindliches Schmiermittel nicht über die Koppelstelle der Gehäuseteile austreten kann. Das Gehäuse weist außerdem eine Welle zum Tragen eines innerhalb des Gehäuses angeordneten Bauelements der Baueinheit auf. Die Welle verläuft somit zumindest abschnittsweise durch das Gehäuseinnere, wo das Bauelement angeordnet ist und wo die Welle das Bauelement trägt. Die Welle ist in dem ersten und zweiten Gehäuseteil jeweils abgestützt. Hierzu ist insbesondere ein Wellenende in dem einen Gehäuseteil abgestützt, und das andere Wellenende ist dann in dem anderen Gehäuseteil abgestützt.
-
Bei dem vorgeschlagenen Gehäuse ist nun vorgesehen, dass eben diese Welle die Ausrichtung des ersten und zweiten Gehäuseteils zueinander bewirkt. Somit erfüllt die Welle eine Doppelfunktion: Zum einen trägt die Welle das Bauelement im Inneren des Gehäuses und wird daher ohnehin benötigt, und zum anderen sorgt die Welle für die korrekte Ausrichtung der Gehäuseteile zueinander. Somit kann insbesondere auf Zylinderstifte oder andere Mittel zur Ausrichtung der beiden Gehäuseteile verzichtet werden.
-
Vorzugsweise sind keine vergleichbaren weiteren Wellen zur Ausrichtung der beiden Gehäuseteile vorgesehen, d.h. es ist keine zweite analoge Welle für die beiden Gehäuseteile vorhanden. Falls drei Gehäuseteile und mehr vorhanden sind und diese exakt zueinander ausgerichtet werden müssen, können allerdings je zwei der Gehäuseteile mittels jeweils einer solchen Welle ausgerichtet werden.
-
Die Welle und die beiden Gehäuseteile sind in ihren Kontaktbereichen, wo sie unmittelbar miteinander in Kontakt kommen, also so zueinander bemessen, dass sich die Gehäuseteile beim Montieren und im späteren bestimmungsgemäßen Betrieb der Baueinheit hinreichend gute zueinander ausrichten und ausgerichtet bleiben. Dazu werden entsprechend genaue Passungen in diesen Kontaktbereichen vorgesehen. Beispielsweise sind dort Übergangspassungen vorgesehen.
-
Vorzugsweise ist die Welle im bestimmungsgemäßen Betrieb der Baueinheit drehmomentfrei. Die Welle dient dann also nicht zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments. Die Welle kann ortsfest in dem Gehäuse angeordnet sein. Dann ist sie im darin eingebauten Zustand weder drehbar, noch in axialer Richtung verschiebbar. Vorzugsweise handelt es sich bei der Welle um einen so genannten Sperrenbolzen. Der Sperrenbolzen dient zum Tragen einer auf oder zusammen mit dem Sperrenbolzen schwenk- oder rotierbare Sperrenklinke. Mittels einer solchen Sperrenklinke ist eine Antriebswelle der Baueinheit im Gehäuse wahlweise festsetzbar, wodurch die Antriebswelle rotationsfest fixiert ist, und freigebbar ist, wodurch die Antriebswelle rotierbar ist. Je nach Position greift die Sperrklinke dazu in eine mit der Antriebswelle drehfeste Verzahnung ein oder ist davon gelöst. Bei der Sperrklinke handelt es sich bevorzugt um eine Parksperrenklinke, also um die Sperrklinke für eine Parksperre. Solche Parksperren werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um diese im abgestellten Zustand gegen ein ungewolltes Wegrollen zu sichern. In diesem Fall ist die Parksperrenklinke bevorzugt auf der zur Ausrichtung genutzten Welle, die bei dieser Anwendung auch als Parksperrenbolzen bezeichnet wird, dreh- oder schwenkbar angeordnet. Die Welle kann dann abtriebsseitig in dem Gehäuse angeordnet sein, also auf der Seite einer als Ausgangswelle genutzten Antriebswelle der Baueinheit.
-
Bei der Baueinheit kann es sich um eine Motor-Getriebe-Baueinheit handeln. Hierbei umfasst die Baueinheit einen Antriebsmotor und ein Getriebe. Bei dem Antriebsmotor handelt es sich dann insbesondere um eine E-Maschine. Die E-Maschine kann motorisch oder generatorisch betreibbar sein. Bei der Baueinheit kann es sich auch um ein separates Getriebe handeln. Das Getriebe kann über eine feste Übersetzung oder über mehrere unterschiedliche, schaltbare Übersetzungsstufen verfügen. Bei dem Gehäuse handelt es sich dementsprechend dann insbesondere um ein Getriebegehäuse.
-
Der Fahrzeugantriebsstrang kann neben der Baueinheit auch über Antriebswellen verfügen, um eine Antriebsleistung von der Baueinheit zu Vortriebsmitteln des Fahrzeugs zu übertragen. Solche Vortriebsmittel können je nach Einsatzzweck des Fahrzeugs beispielsweise ein oder mehrere Räder, Gleisketten, Propeller oder Schrauben sein. Bei dem Fahrzeugantriebsstrang handelt es sich bevorzugt um einen solchen eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise eines Personenkraftwagens oder eines Lastkraftwagens oder eines Kraftomnibusses.
-
Vorzugsweise weist eines der Gehäuseteile einen Zentrierbund auf. Der Zentrierbund ist insbesondere kreisrund ausgebildet. Das andere der Gehäuseteile weist dann eine mit dem Zentrierbund korrespondierende Schulter auf. Zentrierbund und Schulter sind insbesondere komplementär ausgebildet. Zentrierbund und Schulter dienen ebenfalls zur Ausrichtung der beiden Gehäuseteile zueinander. Hierbei dient die Welle zur Ausrichtung der Gehäuseteile in Umfangsrichtung des Zentrierbundes. Somit wird mittels der Welle zumindest eine rotationsrichtige, also polare, Ausrichtung der Gehäuseteile bewirkt. Der Zentrierbund und die Schulter dienen dann zur Ausrichtung radial zum Zentrierbund. Die Welle kann radial außerhalb des Zentrierbundes angeordnet sein. Somit ist eine besonders genaue rotationsrichtige Ausrichtung der Gehäuseteile möglich. Die Welle kann stattdessen auch radial innerhalb des Zentrierbundes angeordnet sein. Somit ist eine besonders kompakte Bauweise des Gehäuses möglich.
-
Vorzugsweise weist die Welle eine größere axiale Erstreckung auf, als der Zentrierbund. Alternativ oder zusätzlich dazu kann sich die Welle auch über den Zentrierbund (axial) hinweg erstrecken. Dadurch kann bewirkt werden, dass bei einer Montage des Gehäuses zuerst die Gehäuseteile über die Welle einerseits rotationsrichtig und andererseits grob in radialer Richtung zueinander ausgerichtet werden und dann erst über den Zentrierbund und die Schulter final zueinander ausgerichtet werden.
-
Vorzugsweise sind der Zentrierbund und die Schulter an einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Gehäuseteile angeordnet. Im montierten Zustand des Gehäuses liegen diese Stirnseiten also aneinander an. An diesen Stirnseiten ist nun jeweils eine Öffnung oder Vertiefung für die Welle vorgesehen. In diese Öffnung oder Vertiefung ist je eine der beiden Wellenenden der Welle eingefügt. Durch dieses beiderseitige Einfügen der Welle wird die Ausrichtung der Gehäuseteile mittels der Welle bewirkt.
-
Vorzugsweise verfügt zumindest eines der Gehäuseteile über eine Gehäuseöffnung. Diese Gehäuseöffnung dient zur Führung einer Antriebswelle der Baueinheit durch dieses Gehäuseteil. Die Antriebswelle kann somit in die Baueinheit hineingeführt werden, also im Sinne einer Eingangswelle. Die Antriebswelle kann somit jedoch auch aus der Baueinheit hinausgeführt werden, also im Sinne einer Ausgangswelle. Hierbei ist die zur Ausrichtung der beiden Gehäuseteile genutzte Welle radial beabstandet zu dieser Öffnung und damit zu der Antriebswelle angeordnet. Mit anderen Worten verfügt die Baueinheit also radial neben der besagten Welle zur Ausrichtung der Gehäuseteile über die Antriebswelle, die durch die Gehäuseöffnung aus oder in das Gehäuseinnere geführt wird. Diese Antriebswelle kann zum Aus- oder Einleiten einer Antriebsleistung in oder aus der Baueinheit dienen. Die Antriebswelle ist also insbesondere zur Drehmomentübertragung ausgebildet und in dem Gehäuse drehbar gelagert.
-
Der Zentrierbund kann kreisrund sein und koaxial zur Gehäuseöffnung, also auch koaxial zur Antriebswelle, angeordnet sein. Ohne die zur Ausrichtung genutzte Welle wären dann die Gehäuseteile gegeneinander verdrehbar. Üblicherweise werden dann Zylinderstifte zum rotationsrichtigen Montage der Gehäuseteile eingesetzt. Diese können durch die Verwendung der Welle zur Ausrichtung entfallen.
-
Vorzugsweise ist eines der Gehäuseteile ein Gehäusedeckel. Dieser Gehäusedeckel schließt das Gehäuse endseitig ab, also in axialer Richtung des Gehäuses. Damit kann das Gehäuseinnere gegen ein Äußeres dicht abgeschlossen sein. Insbesondere verfügt der Gehäusedeckel über die Öffnung zur Durchführung der Antriebswelle. Die axiale Richtung des Gehäuses entspricht dabei insbesondere der Längsrichtung dieser Antriebswelle.
-
Das ebenfalls vorgeschlagene Getriebe dient für einen Fahrzeugantriebsstrang. Das Getriebe weist zumindest einer Übersetzungsstufe und ein Gehäuse zur Aufnahme von Bauelementen der Übersetzungsstufe in einem Gehäuseinneren auf. Hierbei ist vorgesehen, dass als Gehäuse das vorgeschlagene Gehäuse eingesetzt wird. Die zur Ausrichtung der beiden Gehäuseteile genutzte Welle kann eines der Bauelemente der Übersetzungsstufe bilden. Andere Bauelement der Übersetzungsstufe können Zahnräder sein. Vorzugsweise handelt es sich bei der Welle jedoch um den Parksperrenbolzen. Das Getriebe kann Teil der besagten Motor-Getriebe-Baueinheit sein. Das Getriebe kann stattdessen auch separat sein.
-
Das ebenfalls vorgeschlagene Verfahren dient zur Herstellung des vorgeschlagenen Gehäuses bzw. der Baueinheit bzw. des Getriebes. Bei dem Verfahren werden die folgenden Schritte in dieser Reihenfolge durchgeführt:
- a) Bereitstellen des ersten Gehäuseteils und der Welle.
- b) Einfügen des einen Wellenendes der Welle in die zugehörige Öffnung oder Vertiefung an der Stirnseite des ersten Gehäuseteils, sodass das andere Wellenende der Welle über die Stirnseite hinausragt.
- c) Bereitstellen des zweiten Gehäuseteils.
- d) Annähern der beiden Gehäuseteile, sodass das andere Wellende der Welle in die zugehörige Öffnung oder Vertiefung an der Stirnseite des zweiten Gehäuseteils eingefügt wird, und sodass eine erste Ausrichtung der Gehäuseteile zueinander erfolgt. Hierbei werden die Gehäuseteile insbesondere rotationsrichtig zueinander ausgerichtet. Ebenfalls erfolgt dadurch insbesondere eine Ausrichtung der Gehäuseteile in radialer Richtung zur Welle.
- c) Weiteres Annähern der Gehäuseteile, sodass der Zentrierbund an einer der Stirnseiten mit der damit korrespondierenden Schulter an der anderen Stirnseite zusammengefügt wird, sodass eine weitere Ausrichtung der Gehäuseteile zueinander erfolgt. Dadurch erfolgt insbesondere eine finale Ausrichtung der der Gehäuseteile.
-
In einem letzten Schritt können die Gehäuseteile dann fest miteinander gekoppelt werden, beispielsweise durch geeignete Befestigungsmittel.
-
Eine eventuell vorhandene Antriebswelle der Baueinheit kann ebenfalls zwischen den Gehäuseteilen verlaufen, also in beiden abgestützt sein. Eine solche Antriebswelle dient dann nicht zur Ausrichtung der Gehäuseteile. Sie wird stattdessen selbst durch die Gehäuseteile ausgerichtet.
-
Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung entnehmbar sind. Die Figuren zeigen hierbei in schematischer Darstellung:
- 1 einen Fahrzeugantriebsstrang mit einer Baueinheit,
- 2 ein Gehäuse einer Baueinheit in einer dreidimensionalen und teilgeschnittenen Explosionsdarstellung,
- 3 ein Gehäuseteil einer Baueinheit in einer dreidimensionalen Darstellung.
-
In den Figuren sind gleiche oder zumindest funktional gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Bei der Baueinheit aus 1 handelt es sich exemplarisch um eine Motor-Getriebe-Baueinheit. Die Baueinheit verfügt über ein Gehäuse 1 mit den Gehäuseteilen 1A und 1B. Die Baueinheit verfügt auch über einen Antriebsmotor 2, insbesondere eine E-Maschine, und ein Getriebe 3. Das Gehäuseteil 1B bildet einen Gehäusedeckel, der das Gehäuse 1 endseitig abschließt.
-
In 1 ist beispielhaft ein Fahrzeugrad 8 gezeigt, das durch die Baueinheit antreibbar ist.
-
Im ersten Gehäuseteil 1A erstreckt sich eine vom Antriebsmotor 2 kommende Antriebswelle 4. Diese Antriebswelle 4 kann auch als Eingangswelle bezeichnet werden. Eine weitere Antriebswelle 5 wird durch eine Gehäuseöffnung des Gehäuses 1 aus dem Gehäuseinneren nach außen geführt. Diese Antriebswelle 5 kann auch als Ausgangswelle bezeichnet werden. Die Antriebswellen 4, 5 können koaxial zueinander angeordnet sein. Sie sind durch Bauelemente der Baueinheit miteinander antriebstechnisch gekoppelt. Diese Bauelemente bilden insbesondere eine Übersetzungsstufe des Getriebes. Dementsprechend müssen die Antriebswelle 4, 5 exakt zueinander ausgerichtet sein. Da die Antriebswelle 4, 5 wiederum vom Gehäuse 1 drehbar getragen werden, müssen die Gehäuseteile 1A, 1B entsprechend exakt zueinander ausgerichtet sein.
-
Zur Ausrichtung der Gehäuseteile 1A, 1 B verfügt eines der Gehäuseteile (hier beispielhaft das Gehäuseteil 1B) über einen Zentrierbund 1C an einer Stirnseite. Der Zentrierbund 1C wirkt mit einer korrespondierenden Schulter an der gegenüberliegenden Stirnseite des anderen Gehäuseteils (hier beispielhaft das Gehäuseteil 1A) zusammen. Der Zentrierbund 1C ist kreisrund ausgebildet. Der Zentrierbund 1C ist koaxial zur Antriebswelle 4 ausgebildet.
-
Zudem ist zur Ausrichtung der Gehäuseteile 1A, 1B eine Welle 6 vorgesehen. Die Welle 6 dient primär zum Tragen eines Bauelements 7 der Baueinheit. Bei dem Bauelement 7 handelt es sich vorliegend beispielhaft um eine Parksperrenklinke. Diese ist dazu ausgebildet, in eine mit der Antriebswelle 5 drehfesten Verzahnung einzugreifen, um die Antriebswelle 5 bei Bedarf drehfest zu fixieren. Dadurch wird der Fahrzeugantriebsstrang blockiert und ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug formschlüssig gegen ungewolltes Wegrollen gesichert. Die Welle 6 ist also als Parksperrenbolzen ausgebildet.
-
Zur Ausrichtung der Gehäuseteile 1A, 1 B mittels der Welle 6 ist ein Wellenende der Welle 6 in einer Vertiefung oder Öffnung des ersten Gehäuseteils 1A angeordnet, also dort abgestützt. Zwischen diesem Wellenende und dieser Vertiefung oder Öffnung ist eine dementsprechende genaue Passung vorgesehen. Außerdem ist zur Ausrichtung der Gehäuseteile 1A, 1B das andere Wellenende der Welle 6 in einer Vertiefung oder Öffnung des zweiten Gehäuseteils 1B angeordnet, also dort abgestützt. Zwischen diesem Wellenende und dieser Vertiefung oder Öffnung ist ebenfalls eine dementsprechende genaue Passung vorgesehen.
-
Die Welle 6 ist radial beabstandet zur Antriebswelle 5 und 6 und radial außerhalb der Schulter 1C angeordnet. Die Welle 6 bewirkt durch diesen radialen Abstand neben einer radialen Ausrichtung der Gehäuseteile 1A, 1B auch eine polare, also rotationsrichtige Ausrichtung der Gehäuseteile 1A, 1B. Somit kann auf Zylinderstifte oder weitere Mittel zur Ausrichtung verzichtet werden.
-
Die Welle 6 ragt über den Zentrierbund 1C hinaus. Sie weist auch eine größere axiale Erstreckung als der Zentrierbund 1C auf. Somit wird bei einer Montage des Gehäuses 1 und der Baueinheit zunächst die Welle 6 mit einer ihrer Wellenenden in die entsprechende Öffnung oder Vertiefung des einen Gehäuseteils 1A, 1B eingefügt. Anschließend werden die Gehäuseteile 1A, 1B mit ihren korrespondierenden Stirnseite aneinander angenähert, sodass das andere Wellenende der Welle 6 in die entsprechende Öffnung oder Vertiefung des anderen Gehäuseteils 1A, 1B eingefügt wird. Somit ergibt sich eine erste Ausrichtung der Gehäuseteile 1A, 1B. Bei einem weiteren Annähern kommt schließlich der Zentrierbund 1C mit der korrespondierenden Schulter in Kontakt, wodurch die endgültige Ausrichtung der Gehäuseteile 1A, 1B zueinander bewirkt wird. Die Gehäuseteile 1A, 1B können anschließend fest miteinander gekoppelt werden.
-
2 zeigt eine konkrete Ausführung eines Gehäuses 1 für eine Baueinheit, insbesondere für die Motor-Getriebe-Baueinheit aus 1. Die Gehäuseteile 1A, 1B sind in 2 zur besseren Übersicht getrennt voneinander dargestellt. Das Gehäuseteil 1B bildet einen Gehäusedeckel zum axialen Abschluss des Gehäuses 1. Zwischen den Gehäuseteilen 1A, 1B ist die Welle 6 angeordnet. Diese dient primäre zum Tragen einer Parksperrenklinke. Zudem dient sie zur Ausrichtung der Gehäuseteile 1A, 1B. Die Welle 6 wird, wie zur 1 bereits erläutert, mit ihren Wellenenden in die jeweils zugehörige Vertiefungen 1D der Gehäuseteile 1A, 1B eingefügt. Zur Bewirkung der richtigen Ausrichtung sind entsprechend genaue Passungen für die Wellenenden der Welle 6 und die Vertiefungen 1D vorgesehen.
-
Eine weitere Ausrichtung wird durch den Zentrierbund 1C an der Stirnseite des Gehäuseteils 1B bewirkt. Dieser gerät dazu beim Zusammenbau der Gehäuseteile 1A, 1B mit einer korrespondierenden Schulter 1E an der gegenüberliegenden Stirnseite des anderen Gehäuseteils 1A in Kontakt. Zentrierbund 1C und Schulter 1E sind komplementär ausgebildet.
-
3 zeigt das Gehäuseteil 1B aus 2 in einer anderen Perspektive. In 3 ist dadurch besonders gut der Zentrierbund 1C erkennbar sowie die diesbezüglich radial außen liegende Vertiefung 1D zum Einfügen der Welle 6. Darüber hinaus ist eine Öffnung 1F in dem Gehäuseteil 1B zum Hindurchführen einer Antriebswelle sichtbar. Hierbei kann es sich um die in 1 sichtbare Antriebswelle 5 handeln. Der Zentrierbund 1C ist kreisrund ausgeführt und koaxial zu dieser Öffnung 1F angeordnet. Die Vertiefung 1D und damit auch die Welle 6 sind radial zu dieser Öffnung 1F beabstandet.
-
Benachbart zur Vertiefung 1D weist der Zentrierbund 1C eine Aussparung auf, durch die die auf der Welle 6 angeordnete Parksperrenklinke in den Raum radial innerhalb des Zentrierbunds 1C greifen kann. Dort befindet sich ein zu der Klinke korrespondierende Verzahnung. Dieses kann drehfest auf der Antriebswelle angeordnet sein, die durch die Gehäuseöffnung 17 geführt wird, insbesondere auf einem Parksperrenrad.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gehäuse
- 1A
- Gehäuseteil
- 1B
- Gehäuseteil
- 1C
- Zentrierbund
- 1D
- Vertiefung
- 1E
- Schulter
- 1F
- Gehäuseöffnung
- 2
- Antriebsmotor
- 3
- Getriebe
- 4
- Antriebswelle, Eingangswelle
- 5
- Antriebswelle, Ausgangswelle
- 6
- Welle, Parksperrenbolzen
- 7
- Bauelement
- 8
- Fahrzeugrad
