DE102019207042A1

DE102019207042A1 - Getriebeeinheit sowie Montage einer Getriebeeinheit mit Klemmenblock

Info

Publication number: DE102019207042A1
Application number: DE102019207042.6A
Authority: DE
Inventors: Nadine Bayari; Harald Ihben
Original assignee: Magna PT BV and Co KG
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2020-11-19
Also published as: CN113826311B; WO2020229228A1; EP3970263A1; CN113826311A

Abstract

Getriebeeinheit mit einer elektrischen Maschine und einem Inverter, wobei die elektrische Maschine im Innern des Getriebegehäuses (180) angebracht ist und Durchführungen für den elektrischen Anschluss (118) eines Inverters durch das Gehäuse (175) der elektrischen Maschine und des Getriebegehäuse (180) vorgesehen sind, wobei das Gehäuse (175) der elektrischen Maschinen gedichtete Durchführungen (6) für die elektrischen Anschlüsse (118) aufweist und ein Klemmenblock (110) vorgesehen ist, der sich mit einem Kragen (7) in das Innere des Getriebes erstreckt, wobei axiale Dichtungen sowie radiale Dichtungen am Klemmenblock (110) vorgesehen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit mit Klemmenblock für eine elektrische Verbindung einer elektrischen Maschine mit einem Inverter und ein Verfahren zur Montage der Getriebeeinheit.
Stand der Technik
In einem Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug sind unterschiedliche elektrische Bauteile wie ein elektrischer Motor, ein Wechselrichter, eine Hochspannungsbatterie usw. verbaut. Über wasserdichte, abgeschirmte Steckverbinder, der als ein elektrisches Verbindungsteil für die Einrichtungen dient, sind die Komponenten verbunden.
Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise aus der DE 10 2016 113 424 A1 in einer Ebene verschraubte Phasenverbindungen mit drei Phasen in einem Klemmenblock bekannt, wobei aber keine Dichtungen vorhanden sind.
Aus der DE 11 2013 006 946 T5 ist eine wasserdichte Steckverbindung bekannt.
Der wasserdichte, abgeschirmte Steckverbinder enthält Anschlussteile, die jeweils an den Endteilen der Hochspannungs-Elektrokabel vorgesehen sind, ein isolierendes Steckverbindergehäuse, das Anschlussaufnahmekammern zum Aufnehmen der Anschlussteile aufweist, eine leitende Abschirmungsschale, die an einer Außenseite des Steckverbindergehäuses vorgesehen ist, einen Abschirmungsring, der einen Anschluss des elektromagnetischen Abschirmungsglieds an einer vorbestimmten Position der Abschirmungsschale staucht und fixiert, und eine Flächendichtung, die für eine Wasserdichtung vorgesehen ist.
Die Flächendichtung wird auf ein Abschirmungsgehäuse gedrückt, wenn die Abschirmungsschale an einer Einrichtung fixiert wird. Auf diese Weise kann die Einrichtung abgedichtet werden. Die Flächendichtung ist ringförmig ausgebildet, so dass die Flächendichtung in eine ringförmige Nut des Steckverbindergehäuseanschlusses eingesteckt werden kann. Die Flächendichtung und die ringförmige Nut sind als Dichtungsaufbauteile vorgesehen, die das Eindringen von Feuchtigkeit oder ähnlichem verhindern.
Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Dichtung einer Getriebeeinheit mit Klemmenblock gegen Wasser und Öl vorzusehen, wobei die Anordnung auch einfach zu montieren ist.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Getriebeeinheit mit einer elektrischen Maschine in einem Getriebegehäuse und einem Inverter, wobei die elektrische Maschine im Innern des Getriebegehäuses angebracht ist und Durchführungen für den elektrischen Anschluss eines Inverters durch das Gehäuse der elektrischen Maschine und des Getriebegehäuse vorgesehen sind, wobei das Gehäuse der elektrischen Maschine gedichtete Durchführungen für die elektrischen Anschlüsse aufweist und ein Klemmenblock vorgesehen ist, der sich mit einem Kragen in das Innere des Getriebegehäuses erstreckt, wobei axiale Dichtungen, sowie radiale Dichtungen am Klemmenblock vorgesehen sind.
Durch den Aufbau mit axialen und radialen Dichtungen wird modular ein Dichtsystem angewendet, das zur optimalen Dichtung der Getriebeeinheit führt.
Optimal ist, dass die Durchführungen am Gehäuse der elektrischen Maschine mindestens mit jeweils einer Dichtlippe gedichtet sind.
Alternativ oder zusätzlich sind die Durchführungen am Gehäuse der elektrischen Maschine mit Vergussmaterial gedichtet.
Es ist von Vorteil, dass der Kragen des Klemmenblocks mit jeweils auf der Oberfläche des Kragens verlaufenden axialen Dichtungen gegen das Gehäuse der elektrischen Maschine und das Getriebegehäuses dichtet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass eine radiale Dichtung den Klemmblock gegen das Invertergehäuse dichtet.
Eine radiale Dichtung dichtet einen Sensorstecker gegen den Klemmenblock.
Es ist von Vorteil, dass eine radiale Dichtung einen Montagedeckel, der eine Öffnung des Invertergehäuses verschließt, dichtet.
Die Dichtungen sind über Dichtringe oder über Verkleben oder Vergießen ausführt.
Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst von einem Verfahren zum Montieren einer Getriebeeinheit mit den Schritten:

- Montieren der Dichtlippen an den elektrischen Anschlüssen in den Durchbrüchen des Gehäuses der elektrischen Maschine,
- Abbringen eines Kabelschuhs auf die Anschlüsse,
- Montage des Klemmenblocks am Gehäuse der elektrischen Maschine mit axialer Dichtung,
- Montage der elektrischen Maschine mit Klemmenblock am Getriebegehäuse mit axialer Dichtung,
- Montage des Inverters mit radialer Dichtung am Klemmenblock,
- Verschraubung der elektrischen Verbindungen,
- Verschließen der Montageöffnung mit dem Montagedeckel mit einer radialen Dichtung.

Figurenliste
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren beispielhaft dargestellt und werden in der Beschreibung der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel im Stand der Technik,
2 Perspektivische Darstellung eines Klemmenblocks;
3 Perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels eines Klemmenblocks;
4 Schnittbild eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
5 Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels.

In den 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispieleines Klemmenblocks 110 für eine elektrische Verbindung eines ersten Elements 112 mit einem zweiten Element 114 dargestellt, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Der Klemmenblock 110 für eine elektrische Verbindung des ersten Elements, einer elektrischen Maschine, mit einem zweiten Element, einem Inverter, weist mehrere erste Aufnahmeeinrichtungen 116 zur Aufnahme von elektrischen Anschlüssen des ersten Elements 118 und mehrere zweite Aufnahmeeinrichtungen 120 zur Aufnahme von elektrischen Anschlüssen des zweiten Elements 122 auf. Zumindest eine der ersten Aufnahmeeinrichtungen 116 ist in einer ersten Ebene 124 und zumindest zwei der ersten Aufnahmeeinrichtungen 116 sind in einer zweiten Ebene 126 angeordnet. Die erste Ebene 124 ist parallel zu der zweiten Ebene 126 angeordnet. Zumindest eine der in der ersten Ebene 124 angeordneten ersten Aufnahmeeinrichtungen 116 ist sowohl teilweise überlappend in einer Projektion auf die zweite Ebene 126 als auch versetzt zu mindestens einer der in der zweiten Ebene 126 angeordneten ersten Aufnahmeeinrichtungen 120 angeordnet.
Der Klemmenblock 110 weist dabei sechs erste Aufnahmeeinrichtungen 116 zur Aufnahme von elektrischen Anschlüssen des ersten Elements 118 und sechs zweite Aufnahmeeinrichtungen 120 zur Aufnahme von elektrischen Anschlüssen des zweiten Elements 122 auf.
Der Klemmenblock 110 zeigt drei erste Aufnahmeeinrichtungen 116 zur Aufnahme von elektrischen Anschlüssen des ersten Elements 118 in der ersten Ebene 124 und drei erste Aufnahmeeinrichtungen 116 zur Aufnahme von elektrischen Anschlüssen des ersten Elements 118 in der zweiten Ebene 126 und drei zweite Aufnahmeeinrichtungen 120 zur Aufnahme von elektrischen Anschlüssen des zweiten Elements 122 in der dritten Ebene 128 und drei zweite Aufnahmeeinrichtungen 120 zur Aufnahme von elektrischen Anschlüssen des zweiten Elements 122 in der vierten Ebene 130.
Der Klemmenblock 110 weist sechs Befestigungsvorrichtungen 132 auf.
Die Befestigungsvorrichtungen 132 bestehe aus einer Bohrung 136, in die eine Schraube 138 aufgenommen ist. Die Befestigungsvorrichtung 132 ist so ausgestaltet, dass ein elektrischer Anschluss des ersten Elements 118 mit mindestens einem elektrischen Anschluss des zweiten Elements 122 elektrisch zu verbinden ist.
Der Klemmenblock 110 ist in einem Isoliergehäuse 140 verbaut.
Die elektrischen Anschlüsse des ersten Elements 118 und die elektrischen Anschlüsse des zweiten Elements 122 sind zungenförmig ausgebildet.
Das in den 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist exemplarisch, die Elemente 122 und 118 können auch verkrimpt sein und in Kabelschuhen 20 stecken.
Die erfindungsgemäße Ausführung nach 4 betrifft eine elektrische Maschine, die in einem Getriebe verbaut ist, und die über die Wand des Getriebegehäuses 180 mit ihrem Inverter verbunden ist, wobei der Inverter außerhalb des Getriebegehäuses verbaut ist.
Durch das Verbauen der elektrischen Maschinen in einer Umgebung mit Getriebeöl und der Durchführung der Anschlüsse durch das Getriebegehäuse müssen diese Anschlüsse ölundurchlässig und dicht ein. Von der Außenseite ist das Getriebe und der Inverter Spritwasser ausgesetzt, so dass auch hier die elektrischen Anschlüsse dicht sein müssen, um ein Eindringen von Wasser zu verhindern.
4 zeigt weiterhin zumindest teilweise eine Verbindung einer elektrischen Maschine - nicht dargestellt- mit einem Gehäuse 175 und dem Klemmblock 110, der zur Verbindung mit dem Inverter dient. Vom Inverter ist nur ein Teil des Invertergehäuses 170 gezeigt. Der Inverter ist mit seinem Invertergehäuse 170 am Getriebegehäuse 180 befestigt. Der Klemmenblock 110 sitzt teilweise in dem Invertergehäuse 170. Das Invertergehäuse 170 umschließt teilweise das Isoliergehäuse 140.
Der Klemmblock 110 und das Invertergehäuse 170 wird von einem Montagedeckel 172 verschlossen. Weiterhin ist in diesem Beispiel ein Sensorstecker 10 zu erkennen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist in der 5 deutlicher dargestellt.
Im Gehäuse der elektrischen Maschine 175 werden die elektrischen Anschlüsse des ersten Elements 118 durch Durchführungen 6 geführt, die jeweils pro elektrischen Anschluss 118, also pro Phase, einzeln in den Durchführungen 6 abgedichtet werden. Dazu werden Dichtlippen 2 verwendet. Anschließen werden die Durchführungen 6 mit den Dichtlippen mit einem Kunststoff vergossen.
Es sind dabei auch Lösungen denkbar, die allein mit Vergießen abdichten.
Im Anschluss daran wird der Kabelschuh 20 jeweils auf einem abgedichteten Phasenanschluss, dem elektrischen Anschluss des ersten Elements 118, angekrimpt und der Sensorstecker 10 montiert. Auch am Sensorstecker 10 ist einen radiale Dichtung 3 verbaut.
Der Klemmenblock 110 wird parallel dazu komplett montiert, wobei die elektrischen Anschlüsse geschraubt oder geklipst werden können. Der Klemmenblock weist einen, sich auf das Gehäuse der elektrischen Maschine 175 erstreckenden umlaufenden Kragen 7 auf. Die Kragen 7 bildet einen erste Oberfläche 7a, die in Richtung des Gehäuses 175 der elektrischen Maschine verläuft und einen zweite Oberfläche 7b, die sich in Richtung auf das Getriebegehäuse 180 erstreckt. Auf diesen Oberflächen können umlaufende Nuten angebracht sein, in denen Dichtringe als axiale Dichtungen 4a und 4b eingesetzt sind.
Der Klemmblock 110 wird über die erste axiale Dichtung 4a gegen das Gehäuse 175 der elektrischen Maschine gedrückt.
Anschließend wird die elektrische Maschine in das Getriebe verbaut, wobei die zweite axiale Dichtung 4b gegen das Getriebegehäuse 180 gedrückt wird. Dabei verläuft der Kragen 7 des Klemmenblocks 110 innerhalb des Getriebegehäuses 180 und der Rest des Klemmenblocks 110 außerhalb.
Anschließend wird der Inverter montiert, wobei er an das Getriebegehäuse 180 von außen angebracht wird. Das Invertergehäuse 170 wird dabei über eine radiale Dichtung 5 an den Klemmenblock gepresst.
Da der Klemmenblock 110 zu diesem Zeitpunkt der Montage noch geöffnet ist, werden die Schrauben der Befestigung 132 jetzt eingebracht und die elektrischen Anschlüsse verbunden. Der Montagedeckel 172 wird anschließend verschlossen, was durch Verschrauben, Verklipsen oder Verkleben erfolgen kann. Der Montagedeckel besitzt ebenfalls eine radiale Dichtung 1.
Bezugszeichenliste

1: Dichtung Montagedeckel
2: Dichtlippe
3: Dichtung Sensorstecker
4a, 4b: axiale Dichtungen
5: radiale Dichtung Klemmenblock
6: Durchführungen
7: Kragen
7a, 7b: Oberflächen
110: Klemmenblock
116: erste Aufnahmeeinrichtung
118: elektrische Anschlüsse des ersten Elements
120: zweite Aufnahmeeinrichtung
122: elektrische Anschlüsse des zweiten Elements
124: erste Ebene
126: zweite Ebene
128: dritte Ebene
130: vierte Ebene
132: Befestigungsvorrichtung
136: Bohrung
138: Schraube
140: Isoliergehäuse
148: Wechselrichter
150: Elektromaschine
170: Anschlussgehäuse
172: Montagedeckel
175: EM Gehäuse
180: Getriebegehäuse

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 102016113424 A1 [0003]
DE 112013006946 T5 [0004]

Claims

Getriebeeinheit mit einer elektrischen Maschine in einem Getriebegehäuse und einem Inverter, wobei die elektrische Maschine im Innern des Getriebegehäuses (180) angebracht ist und Durchführungen für den elektrischen Anschluss (118) eines Inverters durch das Gehäuse (175) der elektrischen Maschine und des Getriebegehäuse (180) vorgesehen sind, wobei das Gehäuse (175) der elektrischen Maschinen gedichtete Durchführungen (6) für die elektrischen Anschlüsse (118) aufweist und ein Klemmenblock (110) vorgesehen ist, der sich mit einem Kragen (7) in das Innere des Getriebegehäuses erstreckt, wobei axiale Dichtungen sowie radiale Dichtungen am Klemmenblock (110) vorgesehen sind.
Getriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführungen (6) am Gehäuse (175) der elektrischen Maschine mindestens mit jeweils einer Dichtlippe (2) gedichtet sind.
Getriebeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführungen (6) am Gehäuse (175) der elektrischen Maschine mit Vergussmaterial gedichtet sind.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (7) des Klemmenblocks (110) mit jeweils auf der Oberfläche (7a, 7b) des Kragens (7) verlaufenden axialen Dichtungen ( 4a, 4b) gegen das Gehäuse (175) der elektrischen Maschine und das Getriebegehäuses (180) dichtet.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Dichtung (5) den Klemmenblock (110) gegen das Invertergehäuse (170) dichtet.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Dichtung (3) einen Sensorstecker (10) gegen den Klemmenblock (110) dichtet.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Dichtung (1) einen Montagedeckel (172), der eine Öffnung des Invertergehäuses (170) verschließt, dichtet.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen über Dichtringe oder über Verkleben oder Vergießen ausführt sind.
Verfahren zum Montieren einer Getriebeeinheit nach Anspruch 1 bis 8 mit den Schritten: Montieren der Dichtlippen (2) an den elektrischen Anschlüssen (118) in den Durchbrüchen (6) des Gehäuses (175) der elektrischen Maschine, Abbringen eines Kabelschuhs (20) auf die Anschlüsse, Montage des Klemmenblocks (110) am Gehäuse (175) der elektrischen Maschine mit axialer Dichtung (4a), Montage der elektrischen Maschine mit Klemmenblock (110) am Getriebegehäuse (180) mit axialer Dichtung (4b), Montage des Inverters mit radialer Dichtung (5) am Klemmenblock (110), Verschraubung der elektrischen Verbindungen, Verschließen der Montageöffnung mit dem Montagedeckel (172) mit einer radialen Dichtung (1).