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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere für eine Antriebsanordnung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2, eine Antriebsanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit Merkmalen des Anspruchs 8, ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Verfahren zur Herstellung eines Getriebegehäuses oder eines Deckels eines Getriebegehäuses mit Merkmalen des Anspruchs 10.
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Durch den Wegfall des Verbrennungsmotors werden in der Elektromobilität die zukünftigen Kraftfahrzeuge (bspw. PKW, NKW oder Busse) sehr viel leiser werden. Durch diesen leisen Betrieb fallen den Insassen Geräusche, die im Fahrbetrieb entstehen, stärker auf und können so zu einem negativen Fahrerlebnis führen. Daher gewinnt das Thema Geräuschentwicklung bei der Entwicklung von Komponenten für ein Elektrofahrzeug an Bedeutung. Es ist daher wünschenswert, Geräusche, die im Betrieb eines Elektrofahrzeuges entstehen, so zu minimieren, dass die Insassen eines Kraftfahrzeuges von den Geräuschen nicht gestört werden und somit mehr Fahrspaß gewährleistet wird.
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Bestehende Getriebe haben oftmals den Nachteil einer starken Geräuschentwicklung des Getriebes, insbesondere bei hohen Drehzahlen. Hinzu kommt regelmäßig ein hohes Gewicht des Getriebes bzw. der E-Achse.
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Offenbarung der Erfindung
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Getriebe, insbesondere für eine Antriebsanordnung, mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Getriebe, insbesondere für eine Antriebsanordnung, mit den Merkmalen des Anspruchs 2, eine Antriebsanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit den Merkmalen des Anspruchs 8, ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein Verfahren zur Herstellung eines Getriebegehäuses oder eines Deckels eines Getriebegehäuses mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Getriebe insbesondere für eine Antriebsanordnung, mit einem Getriebegehäuse vorgeschlagen. Dabei besteht das Getriebegehäuse ausschließlich (also vollständig) aus einem geschlossenporigen Metallschaum.
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Der Metallschaum kann als Aluminium-, Magnesium-, Zink- oder Stahlschaum ausgebildet sein.
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Die bionische Geometrie des Metallschaums erlaubt eine vergleichsweise leichte Ausgestaltung bei gleichzeitig hoher Steifigkeit. Aufgrund einer zellularen Struktur absorbieren die Metallschäume hervorragend Energie in Form von Schwingungen, Stoß und Schall.
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Hierdurch lassen sich das Gewicht und die Geräusche des Getriebes minimieren und gleichzeitig die Steifigkeit maximieren. Dabei wird die Dichtigkeitsfunktion gegenüber Medien von außen nach innen und Öl von innen nach außen durch den geschlossenporigen (geschlossenzelligen) Metallschaum gewährleistet.
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Durch die dämpfenden Eigenschaften des Metallschaums sind die inneren Bauteile des Getriebes durch Einwirkung von außen besser geschützt. Dies kann bspw. der Fall sein, wenn ruckartige Bewegungen und/oder Kräfte auftreten, z. B. durch das Überfahren eines Randsteines mittels eines Fahrzeugs mit einem solchen Getriebe.
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Erfindungsgemäß wird ein Getriebe insbesondere für eine Antriebsanordnung, mit einem Getriebegehäuse vorgeschlagen. Dabei weist das Getriebegehäuse eine, insbesondere dünnwandige, Außenwandung auf. Insbesondere begrenzt die Außenwandung das Getriebegehäuse nach vorzugsweise radial (quer zur Axialrichtung) außen und/oder innen.
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Mit der Axialrichtung ist vorliegend vorzugsweise eine Achsrichtung gemeint, die parallel zu den den Drehachsen der sich innerhalb des Getriebegehäuse drehenden Elemente (z. B. Zahnräder) angeordnet ist.
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An der Außenwandung ist zumindest bereichsweise mindestens ein Dämpfungskörper aus Metallschaum angeordnet. Der Dämpfungskörper kann sich entlang einer Innenseite der Außenwandung erstrecken, wobei der Dämpfungskörper die Innenseite der Außenwandung vorzugsweise vollständig bedeckt (also die in den Getriebegehäuseinnenraum zeigende Fläche der Außenwandung). An der Außenwandung sind mindestens ein Steg und/oder mindestens ein Anschraubauge angeordnet.
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Hinsichtlich der Vorteile des Getriebes mit einem Dämpfungskörper aus Metallschaum wird auf die diesbezüglichen obigen Ausführungen verwiesen.
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Mittels der Stege kann die Kontaktfläche zwischen dem Dämpfungskörper und der Außenwandung vergrößert werden. Zudem können durch die Stege die Stabilität und die Steifigkeit des Getriebegehäuses erhöht werden.
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Gemäß einer Weiterbildung kann der Metallschaum ein geschlossenporiger Metallschaum sein. Hiermit lässt sich eine Dichtigkeitsfunktion gegenüber Medien von außen nach innen und gegenüber Öl von innen nach außen erzielen. Zudem ergeben sich positive Stabilitätseigenschaften, wie oben erläutert.
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Alternativ hierzu kann der Metallschaum ein offenporiger Metallschaum sein. Dabei wird die Dichtigkeitsfunktion gegenüber Medien von außen nach innen und Öl von innen nach außen zumindest durch die Außenwandung gewährleistet.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Getriebegehäuse eine Innenwandung aufweisen. Dabei kann der Dämpfungskörper zwischen der Außenwandung und der Innenwandung angeordnet sein. Ein solcher Aufbau kann einem sandwichartigen Aufbau aus drei Schichten entsprechen. Dabei kann die Außenwandung eine erste Schicht darstellen. Der Dämpfungskörper kann eine zweite, an die erste Schicht angrenzende, Schicht darstellen. Die Innenwandung kann eine dritte, an die zweite Schicht angrenzende, Schicht bilden. Es ist denkbar, dass der Steg an der Außenwandung und/oder an der Innenwandung angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Anschraubauge an der Außenwandung und/oder an der Innenwandung angeordnet sein.
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Gemäß einer Weiterbildung kann der Steg und/oder das Anschraubauge an einer Innenseite der Außenwandung angeordnet sein. Mit der Innenseite der Außenwandung ist eine dem Innenraum des Getriebes bzw. dem Innenraum des Getriebegehäuses zugewandte Seite der Außenwandung gemeint.
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Es ist ebenso denkbar, dass der Steg und/oder das Anschraubauge an einer Außenseite der Außenwandung angeordnet sind. Mit der Außenseite der Außenwandung ist eine dem Innenraum des Getriebes bzw. dem Innenraum des Getriebegehäuses abgewandte Seite der Außenwandung gemeint.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Getriebegehäuse einen Hauptkörper und einen Deckel umfassen. Der Deckel ist insbesondere dazu eingerichtet und/oder bestimmt, um eine Öffnung des Hauptkörpers zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, zu verschließen. Der Deckel kann schalenförmig ausgebildet sein. Die Außenwandung des Deckels kann den Dämpfungskörper wannenförmig umgeben.
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Es ist denkbar, dass der Hauptkörper mindestens einen im Zusammenhang mit dem Getriebegehäuse beschriebenen Aspekt, insbesondere alle oben beschriebenen Aspekte, aufweist. Mit anderen Worten kann der Hauptkörper mindestens ein Merkmal, insbesondere alle Merkmale, des Getriebegehäuses aufweisen.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Deckel mindestens einen im Zusammenhang mit dem Getriebegehäuse beschriebenen Aspekt, insbesondere alle oben beschriebenen Aspekte, aufweisen. Mit anderen Worten kann der Deckel mindestens ein Merkmal, insbesondere alle Merkmale, des Getriebegehäuses aufweisen.
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Erfindungsgemäß wird eine Antriebsanordnung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit mindestens einem Getriebe mit einem oder mehreren der oben beschriebenen Aspekte vorgeschlagen. Hinsichtlich der damit erzielbaren Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zum Getriebe verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung der Antriebsanordnung können die im Zusammenhang mit dem Getriebe beschriebenen Maßnahmen dienen.
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Die Antriebsanordnung kann ein einstufiges oder mehrstufiges Getriebe sowie eine elektrische Maschine (Antriebsquelle) aufweisen. Die elektrische Maschine kann derart mit dem Getriebe gekoppelt sein, dass das Getriebe mittels der elektrischen Maschine (drehend) angetrieben werden kann. Ebenso denkbar ist, dass die Antriebsanordnung mehrere solcher elektrischen Maschinen aufweist.
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Die Antriebsanordnung kann bspw. als E-Achse (elektrisch angetriebene Fahrzeugachse) ausgebildet sein oder Bestandteil einer E-Achse bilden.
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Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer Antriebsanordnung gemäß obiger Ausführungen vorgeschlagen. Hinsichtlich der damit erzielbaren Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zur Antriebsanordnung verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung des Fahrzeugs können die im Zusammenhang mit der Antriebsanordnung beschriebenen Maßnahmen dienen.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Getriebegehäuses oder eines Deckels eines Getriebegehäuses für ein Getriebe gemäß obiger Ausführungen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst den Schritt: Herstellen und/oder Bereitstellen der Außenwandung aus Metall umfassend mehrere Stege und/oder mehrere Anschraubaugen aus Metall. Insbesondere kann als Metall Stahl oder eine Aluminiumlegierung eingesetzt werden. Das Herstellen der Außenwandung kann im Druckgussverfahren oder mittels Tiefziehverfahren aus einem Blech realisiert werden. Die Stege und/oder Anschraubaugen können optional gleich mitangespritzt werden.
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Das Verfahren kann weiter den optionalen Schritt umfassen: Herstellen und/oder Bereitstellen einer Innenwandung aus Metall. Insbesondere kann als Metall Stahl oder eine Aluminiumlegierung eingesetzt werden. Das Herstellen der Innenwandung kann im Druckgussverfahren oder mittels Tiefziehverfahren aus einem Blech realisiert werden.
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Das Verfahren kann weiter den optionalen Schritt umfassen: Positionieren der Außenwandung und der Innenwandung zueinander, so dass zwischen der Außenwandung und der Innenwandung ein Zwischenraum entsteht
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Das Verfahren umfasst weiter den Schritt: Befüllen (bspw. Ausgießen) der Außenwandung und/oder des Zwischenraums mit Titanhydrid und Metallpulver. Die Außenhaut kann wannenartig geformt sein.
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Das Verfahren umfasst weiter den Schritt: Erhitzen (z. B. mittels einer Wärmequelle wie bspw. eines Ofens) des Getriebegehäuses oder des Deckels auf eine Temperatur derart, insbesondere auf eine Temperatur von ca. 700°C, dass das Titanhydrid mit dem Metallpulver reagieren kann und so (poröser) Metallschaum entsteht.
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Der (poröse) Metallschaum kann sich so mit der Außenwandung und/oder der Innenwandung verbinden. Es ist denkbar, dass der Metallschaum zumindest teilweise eine stoffschlüssige Verbindung mit der Außenwandung und/oder der Innenwandung eingeht.
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Das Verfahren kann weiter den Schritt umfassen: Abkühlen des Getriebegehäuses oder des Deckels des Getriebegehäuses. Das Abkühlen kann aktiv, bspw. mittels zugeführter Kühlluft, oder passiv durch Verstreichen einer Verweilzeit realisiert werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Hauptkörpers eines Getriebegehäuses und
- 2 eine schematische Darstellung eines Deckels eines weiteren Ausführungsbeispiels des Getriebegehäuses.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Hauptkörpers 24 eines Getriebegehäuses 12. Das Getriebegehäuse 12 ist Bestandteil eines Getriebes 10, wobei das Getriebe 10 weitere nicht dargestellte Elemente, wie bspw. Zahnräder, umfasst.
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Der Hauptkörper 24 des Getriebegehäuses 12 weist eine Außenwandung 14 und eine Innenwandung 22 auf. Die Außenwandung 14 und die Innenwandung 22 sind derart zueinander angeordnet, dass sie einen Zwischenraum 28 definieren und das Getriebegehäuse 12 nach radial außen (also quer zur Axialrichtung 13 des Getriebes 10) begrenzen. In dem Zwischenraum 28 ist ein Dämpfungskörper 16 aus Metallschaum angeordnet.
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Vorliegend weist der Hauptkörper 24 eine Rückwandung 15 auf, die auch als Außenwandung 14 ausgebildet sein kann. An der Rückwandung 15 ist ein Dämpfungskörper 16 angeordnet. Die Rückwandung 15 ist quer (orthogonal) zur Axialrichtung 13 orientiert.
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Der Hauptkörper 24 weist vorliegend eine erste Öffnung 30 und eine zweite Öffnung 32 auf. Die erste und/oder die zweite Öffnung 30, 32 können der Aufnahme eines Lagers für bspw. eine Welle (nicht dargestellt) dienen. Vorliegend weisen die erste und die zweite Öffnung 30, 32 jeweils eine kreisrunde Form auf.
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Die erste und die zweite Öffnung 30, 32 sind jeweils von einer radial inneren Wandung 34 nach radial innen begrenzt. Die radial inneren Wandungen 34 können, da vom Getriebeinnenraum abgewandt, sozusagen eine Außenwandung 14 bilden. Um die radial inneren Wandungen 34 ist jeweils eine radial äußere Wandung 36 angeordnet. Die radial äußeren Wandungen 36 können, da dem Getriebeinnenraum zugewandt, sozusagen eine Innenwandung 22 bilden. Dabei sind die radial inneren Wandungen 34 und die radial äußeren Wandungen 36 derart zueinander angeordnet, dass sie einen Zwischenraum 28 begrenzen, in dem ein Dämpfungskörper 16 angeordnet ist.
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An der Rückwandung 15 sind vorliegend elf Stege 18 angeordnet, von denen ein Teil der Stege um die Öffnung 30 und ein weiterer Teil um die Öffnung 32 angeordnet ist. Die Stege 18 verbinden vorliegend jeweils die Rückwandung 15 und die radial äußeren Wandungen 36 miteinander. Durch die Stege 18 kann eine stabile und steife Struktur des Getriebegehäuses 12 umgesetzt werden.
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An der Außenseite der Außenwandung 14 sind vorliegend fünf Anschraubaugen 20 angeordnet. Mit der Außenseite der Außenwandung 14 ist die nach radial außen gerichtete Seite der Außenwandung 14 gemeint. Mit anderen Worten sind die Anschraubaugen 20 vorliegend außen am Getriebegehäuse 12 angeordnet.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Deckels 26 eines weiteren Ausführungsbeispiels des Getriebegehäuses 12.
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Der Deckel 26 des Getriebegehäuses 12 weist eine Außenwandung 14 auf, die wannenartig und im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist. An der Außenwandung 14 und innerhalb der wannenartigen Außenwandung 14 ist ein Dämpfungskörper 16 angeordnet. Der Deckel 26 weist vier Stege 18 auf, die an gegenüberliegenden Seiten der Außenwandung 14 sich gegenüberliegend angeordnet sind.
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Der Deckel 26 weist weiter zwei Anschraubaugen 20 auf, die in zwei sich diagonal entgegen gerichteten Ecken des Deckels 26 angeordnet sind. Mit anderen Worten, die Anschraubaugen 20 sind vorliegend und im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel nicht auf der Außenseite der Außenwandung 14, sondern auf der Innenseite der Außenwandung 14 angeordnet. Mit anderen Worten, die Anschraubaugen 20 sind innen (und nicht außen) an dem Getriebegehäuse 12 angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10034301 A1 [0004]
- DE 10235536 B4 [0004]
