EP4331092A1 - Montagesequenz für elektrische achsen (eachse system) - Google Patents

Montagesequenz für elektrische achsen (eachse system)

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Publication number
EP4331092A1
EP4331092A1 EP22718672.3A EP22718672A EP4331092A1 EP 4331092 A1 EP4331092 A1 EP 4331092A1 EP 22718672 A EP22718672 A EP 22718672A EP 4331092 A1 EP4331092 A1 EP 4331092A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
assembly
preassembled
system housing
assembled
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22718672.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias SCHLITTENBAUER
Hazem Abdel Rahman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4331092A1 publication Critical patent/EP4331092A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines

Definitions

  • the invention relates to an assembly method for an e-axis module comprising an electric machine, a power electronics assembly and a transmission. Furthermore, the invention relates to the use of the assembly method for producing an e-axle module of an electrically powered vehicle.
  • DE 102019 203 674 A1 relates to an electric drive with an electric machine and with power electronics.
  • the electric drive is installed in a transmission housing, the electric machine and the power electronics being connected to one another as a preassembled unit, and the power electronics being fastened and contacted on the axial side of the electric machine.
  • the electric machine is fluid-cooled and includes a central wet room.
  • the power electronics on the other hand, has a dry space adjacent to the wet space of the electrical machine.
  • a transmission of a vehicle with an electric drive attached to a transmission housing is proposed.
  • electric drives also referred to as e-axles
  • e-axles are fully assembled and then tested on an end-of-line test bench.
  • parts of the fully assembled electric drive are faulty, this usually leads to Rework on a fully assembled unit, which represents an avoidable effort in final assembly.
  • there are restrictions in the assembly sequence of components of previously used electric drives which can lead to restrictions in the variety of designs.
  • an assembly method for an E-axis module comprising an electric machine, a preassembled power electronics assembly and a transmission, with the following method steps being run through: a) joining a preassembled rotor assembly into a system housing, b) joining a preassembled stator assembly into the system housing , c) joining and establishing an electrical connection between a pre-assembled power electronics assembly and a system housing pre-assembled according to a) and b) and d) testing the pre-assembled system housing electrically connected according to c) with e-machine and pre-assembled power electronics assembly as a testable e-axis module Completion of the e-axle module with the gearbox.
  • the preassembled rotor assembly is first removed from an electrical Built into the system housing from the machine side or pushed into it from the side.
  • the rotor assembly includes the rotor mounted on a rotor shaft, bearing assemblies, and gearing components.
  • a preassembled stator assembly comprising a cup-shaped stator housing, is joined in the joining direction from the electric machine side of the system housing to the system housing, which preferably has an insert configured in a complementary cup shape.
  • the preassembled power electronics assembly is checked and tested separately before method step c) is carried out.
  • this avoids installing the preassembled and possibly faulty power electronics assembly when the final assembly of an e-axis module is complete, so that assembly costs and effort are saved and timely detection and ejection of defective parts and assemblies is ensured.
  • a high-voltage connection is established according to c) between the preassembled power electronics assembly and the electrical machine in the preassembled system housing.
  • the checkable and testable e-axle module is completed by preassembled transmission components of the transmission after a functional test has been carried out. This ensures that no further processing is carried out on assemblies that have already been found to be defective and that only tested and checked assemblies, in particular a functionally intact, testable and testable e-axis module, are fitted with the transmission components of the transmission.
  • the testable E-axis module is completed by pre-assembled transmission components of the transmission from one side of the transmission, with the pre-assembled transmission components being joined to the pre-assembled system housing on the transmission side.
  • the preassembled system housing of the testable e-axis module is closed with a transmission cover on a circumferential seal on the transmission side of the preassembled system housing, so that a completely manufactured e-axis module is obtained becomes.
  • the invention relates to the use of the method for producing an e-axle module of an electrically driven vehicle, for example a passenger car or a light or medium-duty commercial vehicle for transporting loads.
  • the solution proposed according to the invention represents an assembly sequence that ensures that a fully integrated and functional e-axis module is obtained before the e-axis module is completed by assembling the transmission or the preassembled transmission components.
  • the assembly method proposed according to the invention allows early checking and decoupled testing of the subcomponents of the power electronics assembly (inverter) and electrical machines before preassembled transmission components and the transmission itself are assembled. This allows a significant reduction and simplification of the scope of assembly to be achieved, as well as a reduction in costs caused by errors, since defective assemblies can be ejected from the assembly process in good time.
  • the assembly method proposed according to the invention can also be used advantageously within a service concept, which is carried out during maintenance work and relates to the assembly sequence.
  • Figure 1 a joining of pre-assembled stator and rotor assembly in the system housing
  • FIG. 2 shows the joining of a preassembled power electronics module with the preassembled system housing according to FIG. 1 and
  • Transmission cover on a pre-assembled system housing that can be checked and tested with an electrically interconnected power electronics assembly and electrical machine.
  • FIG. 1 shows a system housing 12 of an E-axis module 10, the essential components of which are shown in FIG.
  • the system housing 12 includes an electric machine side 14 and a transmission side 16 opposite this.
  • An electric machine 18 is introduced into the system housing 12 as shown in FIG.
  • the electric machine 18 comprises a preassembled rotor assembly 20.
  • the preassembled rotor assembly 20 in turn comprises a rotor 22 non-rotatably joined to a rotor shaft 24, at least one running gear 26 and one or more bearings 28, which are indicated only schematically in the illustration according to FIG.
  • the rotor shaft 24 is rotatably accommodated in the system housing 12 by the bearings 28 .
  • Reference number 38 designates a joining direction in which the preassembled rotor assembly 20 is pushed into the system housing 12 from the electric machine side 14 .
  • FIG. 1 shows a preassembled stator assembly 32 which comprises a stator housing 30 configured in a pot shape.
  • the stator housing 30 can be designed in a conicity in order to enable an easier joining of the preassembled stator assembly 32 with an insert within the system housing 12 designed to complement its geometry.
  • 1 shows that the outside of the stator housing 30 can be provided with a number of ribs extending in the axial direction, via which a fluid cooling of the electric machine 18 can be achieved when the stator housing 30 is in the installed state in the system housing 12.
  • Both the preassembled rotor assembly 20 and the preassembled stator assembly 32 are pushed into the system housing 12 from the electric machine side 14 in the joining direction 38 , resulting in a preassembled system housing 42 .
  • the system housing 12 can have a trough 36 or a trough-like depression on its upper side, which offers space for components or semiconductor components of a preassembled power electronics assembly 34, as indicated in Figure 2 .
  • FIG. 2 shows the preassembled rotor assembly 20 together with the rotor shaft 24, which is accommodated in the preassembled system housing 42.
  • the trough 36 On the upper side of the preassembled system housing 42 is the trough 36, also shown in FIG. 1, or a trough-like depression.
  • a cover 40 is joined to this in a substantially vertical joining direction 44 .
  • the components of a preassembled power electronics system 34 are located in the cover 40.
  • the power electronics system 34 can be assembled in several steps, with the power electronics system 34 being installed first in the recess 36 of the system housing 12 and being completed by the cover 40 within a second assembly step.
  • FIG. 2 shows that there is a circumferential seal 58 on the transmission side 16 of the preassembled system housing 42 .
  • This seal 58 can be designed as a circumferential band or as a sealing paste or the like.
  • the seal 58 can only at a later date on a corresponding sealing surface are mounted, which takes place directly before the assembly and screwing of a gear cover 56. In the illustration according to FIG. 2, only one sealing surface is shown.
  • Figure 3 shows the checkable and testable e-axis module 62 after the pre-assembled power electronics assembly 34 already mentioned in connection with the description of Figure 2, accommodated in the cover 40, has been assembled with the pre-assembled system housing 42 and at least one high-voltage connection to the preassembled system housing 42 built-in electrical machine 18 has been created. Furthermore, further signal, sensor and control lines run between the preassembled power electronics assembly 34 and the components of the electrical machine 18 which is contained in the preassembled system housing 42 . High-voltage connections 46 are located on the side of power electronics assembly 34, while connections for a cooling medium are shown on the underside of preassembled system housing 42. The position of the connections on the circumference of the system housing 12 or on the circumference of the preassembled system housing 42 can vary. According to the illustration in FIG. 3, the functionality of the checkable and testable E-axis module 62 can be checked and tested without transmission components 50 of a gearbox 48 being mounted on the checkable and testable E-axis module 62 .
  • the preassembled power electronics assembly 34 integrated into the cover 40 and shown in connection with Figure 2 is preferably tested separately before assembly with the preassembled system housing 42, so that only those preassembled power electronics 34 that have been found to be intact are ultimately joined to the preassembled system housing 42 and connected to each other electrically and in terms of control lines get connected.
  • testable e-axle module 62 After tests and test routines have been carried out on the testable e-axle module 62 shown in Figure 3 and depending on the test result, pre-assembled transmission components 50 of a transmission 48 on the transmission side 16 of the test and testable E-axis module 62 are mounted.
  • the preassembled transmission components 50 can be, for example, a pinion shaft 52 and one or more gears 54 . These are inserted laterally into corresponding openings on the transmission side 16 in the preassembled system housing 42, before finally the preassembled system housing 42 of the testable E-axis module 62 is closed by applying a transmission cover 56 laterally to the seal 58 on the preassembled system housing 42 he follows.
  • the gear cover 56 is fastened with several flange screws 60 after the gear cover 56 has been aligned and the gear cover 56 has been fitted precisely to the seal 58 on the gear side 16 of the preassembled system housing 42 of the testable E-axis module 62.
  • FIG. 3 shows a peripheral sealing surface on which a peripheral seal 58 is mounted on the transmission side 16 before the transmission cover 56 is installed.
  • the method proposed according to the invention avoids that only after complete assembly of the E-axis module 10 with the im Essential components shown in Figure 3 turns out when performing tests and test routines that faulty components are installed.
  • the assembly method proposed according to the invention enables test routines and test methods to be divided between the individual assemblies, so that assembly steps and if faulty assemblies are present
  • Assembly effort can be saved, since faulty, pre-assembled power electronics assemblies 34 or faulty, pre-assembled system housings 42 can be ejected from the assembly process in good time before pre-assembled transmission components 50 of the transmission 58 are installed on the transmission side 16 of the testable E-axis module 62.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Montageverfahren eines E-Achsen-Moduls (10) umfassend eine elektrische Maschine (18), eine Leistungselektronik (34) und ein Getriebe (48) mit nachfolgenden Verfahrensschritten: Es wird eine vormontierte Rotorbaugruppe (20) mit einem Systemgehäuse (12) gefügt. Anschließend erfolgt das Fügen einer vormontierten Statorbaugruppe (32) in das Systemgehäuse (12). Danach erfolgt ein Fügen und die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer vormontierten Leistungselektronik (34) mit dem mit einer Rotorbaugruppe (20) und einer Statorbaugruppe (32) versehenen, vormontierten Systemgehäuse (42). Anschließend erfolgt die Prüfung der elektrisch miteinander verbundenen Komponenten, des vormontierten Systemgehäuses (42) mit elektrischer Maschine (18) und der vormontierten Leistungselektronik (34) als prüfbares E-Achsen-Modul (62) vor Komplettierung des E-Achsen-Moduls (62) durch das Getriebe (48). Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf die Verwendung des Montageverfahrens zur Herstellung eine E-Achsen-Moduls (10) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.

Description

Montagesequenz für elektrische Achsen (eAchse System)
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Montageverfahren eines E-Achsen-Moduls umfassend eine elektrische Maschine, eine Leistungselektronikbaugruppe und ein Getriebe. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Montageverfahrens zur Herstellung eines E-Achsen-Moduls eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
Stand der Technik
DE 102019 203 674 Al bezieht sich auf einen elektrischen Antrieb mit einer elektrischen Maschine und mit einer Leistungselektronik. Der elektrische Antrieb wird in ein Getriebegehäuse eingebaut, wobei die elektrische Maschine und die Leistungselektronik als Vormontageeinheit miteinander verbunden sind und wobei die Leistungselektronik axialseitig an der elektrischen Maschine befestigt und kontaktiert ist. Die elektrische Maschine ist fluidgekühlt und umfasst einen zentralen Nassraum. Die Leistungselektronik hingegen weist einen an den Nassraum der elektrischen Maschine angrenzenden Trockenraum auf. Ferner wird ein Getriebe eines Fahrzeugs mit einem an einem Getriebegehäuse befestigten elektrischen Antrieb vorgeschlagen.
In der Regel werden elektrische Antriebe, die auch als E-Achsen bezeichnet werden, komplett montiert und im Anschluss daran auf einem End-of-Line- Prüfstand getestet. Dies bedingt einen sehr hohen Montageaufwand, da in der Regel sämtliche Komponenten des elektrischen Antriebs montiert werden, was zu relativ hohen Kosten führen kann. Für den Fall, dass Teile des komplett montierten elektrischen Antriebs fehlerhaft sind, führt dies in der Regel zu Nacharbeiten an einer komplett montierten Einheit, was einen vermeidbaren Aufwand in der Endmontage darstellt. Des Weiteren bestehen Einschränkungen in der Montagereihenfolge von Komponenten bisher eingesetzter elektrischer Antriebe, die zu Einschränkungen in der Designvielfalt führen können.
Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Montageverfahren eines E-Achsen-Moduls vorgeschlagen, umfassend eine elektrische Maschine, eine vormontierte Leistungselektronikbaugruppe und ein Getriebe, wobei die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden: a) Fügen einer vormontierten Rotorbaugruppe in ein Systemgehäuse, b) Fügen einer vormontierten Statorbaugruppe in das Systemgehäuse, c) Fügen und Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer vormontierten Leistungselektronikbaugrupe und einem gemäß a) und b) vormontierten Systemgehäuse und d) Prüfung des gemäß c) elektrisch verbundenen vormontierten Systemgehäuses mit E-Maschine und vormontierter Leistungselektronikbaugruppe als prüfbares E-Achsen-Modul vor Komplettierung des E-Achsen-Moduls durch das Getriebe.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass einzelne vormontierte Unterbaugruppen, wie beispielsweise die Antriebseinheit aus elektrischer Maschine mit Inverter oder Leistungselektronikbaugruppe, geprüft werden können, bevor weitere Montageschritte und damit Kosten erzeugt werden, wenn Getriebekomponenten oder vormontierte Getriebebaugruppen an das Systemgehäuse angebaut werden, um ein E-Achsen-Modul zu komplettieren. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Montagesequenz können derartige Kosten vermieden werden und erst dann generiert werden, wenn feststeht, dass funktional einwandfreie Komponenten als komplette Baueinheit vorliegen.
Im Ablauf des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Montageverfahrens wird zunächst die vormontierte Rotorbaugruppe in Fügerichtung von einer E- Maschinenseite aus in das Systemgehäuse eingebaut beziehungsweise seitlich in dieses eingeschoben. Die Rotorbaugruppe umfasst den auf eine Rotorwelle aufgebrachten Rotor, Lagerbaugruppen sowie Verzahnungskomponenten.
In weiterer Abfolge des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Montageverfahrens wird eine vormontierte Statorbaugruppe, ein topfförmig ausgebildetes Statorgehäuse umfassend, in Fügerichtung von der E-Maschinenseite des Systemgehäuses her mit dem bevorzugt einen komplementärtopfförmig konfigurierten Einsatz aufweisenden Systemgehäuse gefügt.
In der weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Montageverfahrens wird die vormontierte Leistungselektronikbaugruppe vor Durchführung von Verfahrensschritt c) separat geprüft und getestet. Dies vermeidet insbesondere ein Verbauen der vormontierten und möglicherweise fehlerhaften Leistungselektronikbaugruppe bei kompletter Endmontage eines E-Achsen-Moduls, so dass Montagekosten und - aufwand eingespart werden und eine rechtzeitige Detektion und Ausschleusung fehlerbehafteter Teile und Baugruppen sichergestellt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Abfolge des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Montageverfahrens wird gemäß c) eine Hochvoltverbindung zwischen der vormontierten Leistungselektronikbaugruppe und der elektrischen Maschine im vormontierten Systemgehäuse hergestellt. Auf diese Weise wird ein prüf- und testbares E-Achsen-Modul erhalten, bei dem die Funktionalitäten des elektrischen Antriebs im Zusammenspiel mit dem Inverter beziehungsweise der vormontierten Leistungselektronikbaugruppe überprüft werden können, ohne dass bereits ein fertig hergestelltes, mit einem Getriebe und dessen Komponenten versehenes E-Achsen-Modul vorliegt.
In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Montageverfahrens wird das prüf- und testbare E-Achsen-Modul nach Durchführung einer Funktionsprüfung durch vormontierte Getriebekomponenten des Getriebes komplettiert. Dadurch ist sichergestellt, dass keine weitere Bearbeitung sich bereits als fehlerbehaftet herausgestellter Baugruppen erfolgt und lediglich getestete und geprüfte Baugruppen, insbesondere ein funktional intaktes, prüfbares und testbares E-Achsen-Modul mit den Getriebekomponenten des Getriebes bestückt wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens erfolgt die Komplettierung des prüf- und testbaren E-Achsen-Moduls durch bereits vormontierte Getriebekomponenten des Getriebes von einer Getriebeseite her, wobei die vormontierten Getriebekomponenten auf der Getriebeseite mit dem vormontierten Systemgehäuse gefügt werden.
In Weiterentwicklung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Montageverfahrens wird nach Montage der Getriebekomponenten das vormontierte Systemgehäuse des prüf- und testbaren E-Achsen-Moduls an einer umlaufenden Dichtung auf der Getriebeseite des vormontierten Systemgehäuses mit einem Getriebedeckel verschlossen, so dass ein komplett gefertigtes E-Achsen-Modul erhalten wird.
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Verfahrens zur Herstellung eines E-Achsen-Moduls eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, zum Beispiel eines Personenkraftwagens oder eines leichten oder mittelschweren Nutzfahrzeugs zum Lastentransport.
Vorteile der Erfindung
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann frühzeitig sichergestellt werden, dass bei der Montage eines E-Achsen-Moduls aus seinen wesentlichen Komponenten elektrische Maschine, Leistungselektronikbaugruppe und Getriebe nur solche Komponenten gefügt und verbaut werden, die bereits auf ihre Funktionalität überprüft wurden, bevor eine Veredelung, d. h. Fertigherstellung des E-Achsen-Moduls erfolgt. Der mit einer zu frühen Komplettmontage einhergehende Aufwand und sich daraus ergebende höhere Montagekosten können mit Hilfe des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Montageverfahrens verringert werden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird eine Montagesequenz dargestellt, welche sicherstellt, dass ein voll integriertes und funktionales E-Achsen-Modul erhalten wird, bevor die Komplettierung des E-Achsen-Moduls durch die Montage des Getriebes beziehungsweise der vormontierten Getriebekomponenten erfolgt. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Montageverfahren kann eine frühzeitige Prüfung und entkoppelte Testung der Teilkomponenten Leistungselektronikbaugruppe (Inverter) sowie elektrische Maschinen erfolgen, bevor vormontierte Getriebekomponenten und das Getriebe selbst montiert werden. Dadurch lässt sich eine erhebliche Reduktion und eine Vereinfachung der Montageumfänge erreichen ebenso wie eine Reduktion von durch Fehler verursachte Kosten, da fehlerhafte Baugruppen rechtzeitig aus dem Montageprozess ausgeschleust werden können.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Montageverfahren lässt sich auch innerhalb eines Servicekonzepts, welches bei Wartungsarbeiten durchgeführt wird und die Montagereihenfolge betrifft, in vorteilhafter Weise einsetzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Fügen von vormontierter Stator- und Rotorbaugruppe im Systemgehäuse,
Figur 2 das Fügen einer vormontierten Leistungselektronikbaugruppe mit dem vormontierten Systemgehäuse gemäß Figur 1 und
Figur 3 ein Fügen vormontierter Getriebekomponenten und eines
Getriebedeckels an einem prüf- und testbaren vormontierten Systemgehäuse mit elektrisch miteinander verbundener Leistungselektronikbaugruppe und elektrischer Maschine.
Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
Figur 1 zeigt ein Systemgehäuse 12 eines E-Achsen-Moduls 10, dessen wesentliche Komponenten in Figur 3 dargestellt sind. Das Systemgehäuse 12 umfasst eine E-Maschinenseite 14 und eine dieser gegenüberliegende Getriebeseite 16. In das Systemgehäuse 12 gemäß der Darstellung in Figur 1 wird eine elektrische Maschine 18 eingebracht. Die elektrische Maschine 18 umfasst eine vormontierte Rotorbaugruppe 20. Die vormontierte Rotorbaugruppe 20 wiederum umfasst einen mit einer Rotorwelle 24 drehfest gefügten Rotor 22, mindestens eine Laufverzahnung 26 sowie ein oder mehrere Lager 28, die in der Darstellung gemäß Figur 1 nur schematisch angedeutet sind. Durch die Lager 28 wird die Rotorwelle 24 im Systemgehäuse 12 drehbar aufgenommen. Mit Bezugszeichen 38 ist eine Fügerichtung bezeichnet, in welche die vormontierte Rotorbaugruppe 20 von der E-Maschinenseite 14 her in das Systemgehäuse 12 eingeschoben wird.
Des Weiteren ist Figur 1 eine vormontierte Statorbaugruppe 32 zu entnehmen, die ein topfförmig konfiguriertes Statorgehäuse 30 umfasst. Das Statorgehäuse 30 kann in einer Konizität ausgebildet sein, um ein leichteres Fügen der vormontierten Statorbaugruppe 32 mit einem komplementär zu dessen Geometrie ausgebildeten Einsatz innerhalb des Systemgehäuses 12 zu ermöglichen. Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass das Statorgehäuse 30 an seiner Außenseite mit einer Anzahl sich in axiale Richtung erstreckender Rippen versehen sein kann, über welche im montierten Zustand des Statorgehäuses 30 im Systemgehäuse 12 eine Fluidkühlung der elektrischen Maschine 18 erreicht werden kann. Sowohl die vormontierte Rotorbaugruppe 20 als auch die vormontierte Statorbaugruppe 32 werden in Fügerichtung 38 von der E-Maschinenseite 14 in das Systemgehäuse 12 eingeschoben, so dass sich ein vormontiertes Systemgehäuse 42 ergibt.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass das Systemgehäuse 12 gemäß der perspektivischen Wiedergabe in Figur 1 an seiner Oberseite eine Mulde 36 oder eine muldenartige Vertiefung aufweisen kann, welche Raum für Komponenten oder Halbleiterkomponenten einer vormontierten Leistungselektronikbaugruppe 34, wie sie in Figur 2 angedeutet ist, bietet. Figur 2 ist die vormontierte Rotorbaugruppe 20 samt Rotorwelle 24 zu entnehmen, die im vormontierten Systemgehäuse 42 aufgenommen ist. An der Oberseite des vormontierten Systemgehäuses 42 befindet sich die ebenfalls in Figur 1 dargestellte Mulde 36 beziehungsweise eine muldenartige Vertiefung. Auf diese wird in im Wesentlichen vertikaler Fügerichtung 44 ein Deckel 40 gefügt.
Im Deckel 40 befinden sich die Komponenten einer vormontierten Leistungselektronik 34. Alternativ dazu lässt sich die Leistungselektronik 34 in mehreren Schritten montieren, wobei zunächst die Montage der Leistungselektronik 34 in die Mulde 36 des Systemgehäuses 12 erfolgt und innerhalb eines zweiten Montageschrittes vom Deckel 40 abgeschlossen wird.
Aus der perspektivischen Darstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass sich an der Getriebeseite 16 des vormontierten Systemgehäuses 42 eine umlaufende Dichtung 58 befindet. Diese Dichtung 58 kann als umlaufendes Band oder als Dichtpaste oder dergleichen ausgeführt sein. Durch das Fügen der vormontierten Leistungselektronik 34 mit dem vormontierten Systemgehäuse 42, wie dies in Figur 2 dargestellt ist, ergibt sich ein in Figur 4 dargestelltes prüf- und testbares E-Achsen-Modul 62. Die Dichtung 58 kann erst zu einem späteren Zeitpunkt auf eine entsprechende Dichtfläche montiert werden, was direkt vor der Montage und Verschraubung eines Getriebedeckels 56 erfolgt. In der Darstellung gemäß Figur 2 ist lediglich eine Dichtfläche dargestellt.
Figur 3 zeigt das prüf- und testbare E-Achsen-Modul 62, nachdem die im Zusammenhang mit der Beschreibung zu Figur 2 bereits erwähnte, vormontierte Leistungselektronikbaugruppe 34, aufgenommen im Deckel 40, mit dem vormontierten Systemgehäuse 42 montiert und mindestens eine Hochvoltverbindung zu der im vormontierten Systemgehäuse 42 eingebauten elektrischen Maschine 18 geschaffen worden ist. Des Weiteren verlaufen weitere Signal-, Sensor- und Steuerleitungen zwischen der vormontierten Leistungselektronikbaugruppe 34 und den Komponenten der elektrischen Maschine 18, die im vormontierten Systemgehäuse 42 enthalten ist. Seitlich an der Leistungselektronikbaugruppe 34 befinden sich Hochvoltanschlüsse 46, während an der Unterseite des vormontierten Systemgehäuses 42 Anschlüsse für ein Kühlmedium dargestellt sind. Die Position der Anschlüsse am Umfang des Systemgehäuses 12 beziehungsweise am Umfang des vormontierten Systemgehäuses 42 kann variieren. Gemäß der Darstellung in Figur 3 kann mithin das prüf- und testbare E-Achsen- Modul 62 hinsichtlich seiner Funktionalität geprüft und getestet werden, ohne dass an das prüf- und testbare E-Achsen-Modul 62 Getriebekomponenten 50 eines Getriebes 48 montiert sind.
Die im Zusammenhang mit Figur 2 dargestellte, in den Deckel 40 integrierte vormontierte Leistungselektronikbaugruppe 34 wird bevorzugt vor der Montage mit dem vormontierten Systemgehäuse 42 separat getestet, so dass nur für intakt befundene vormontierte Leistungselektroniken 34 schlussendlich mit dem vormontierten Systemgehäuse 42 gefügt und elektrisch sowie steuerleitungstechnisch miteinander verbunden werden.
Nach Durchführung von Tests und Prüfroutinen am in Figur 3 dargestellten prüf- und testbaren E-Achsen-Modul 62 und abhängig vom Testergebnis können im Rahmen von finalisierenden Montageschritten dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Montageverfahren folgend vormontierte Getriebekomponenten 50 eines Getriebes 48 an der Getriebeseite 16 des prüf- und testbaren E- Achsen-Moduls 62 montiert werden.
Bei den vormontierten Getriebekomponenten 50 kann es sich beispielsweise um eine Ritzelwelle 52 und um ein oder mehrere Zahnräder 54 handeln. Diese werden seitlich in entsprechende Öffnungen auf der Getriebeseite 16 in das vormontierte Systemgehäuse 42 eingesteckt, bevor schließlich ein Verschließen des vormontierten Systemgehäuses 42 des prüf- und testbaren E-Achsen- Moduls 62 durch Aufbringen eines Getriebedeckels 56 seitlich auf die Dichtung 58 am vormontierten Systemgehäuse 42 erfolgt. Eine Befestigung des Getriebedeckels 56 durch mehrere Flanschschrauben 60 erfolgt nach Ausrichtung des Getriebedeckels 56 und passgenauem Anlegen des Getriebedeckels 56 auf die Dichtung 58 auf der Getriebeseite 16 des vormontierten Systemgehäuses 42 des prüf- und testbaren E-Achsen-Moduls 62. Auch in der Darstellung gemäß Figur 3 ist eine umlaufende Dichtfläche dargestellt, auf der vor Montage des Getriebedeckels 56 eine umlaufend ausgebildete Dichtung 58 auf der Getriebeseite 16 montiert wird.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren wird vermieden, dass sich erst bei vollständiger Komplettmontage des E-Achsen-Moduls 10 mit den im Wesentlichen in Figur 3 dargestellten Komponenten bei der Durchführung von Tests und Prüfroutinen herausstellt, dass fehlerhafte Komponenten verbaut sind. Es kann beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren erreicht werden, dass rechtzeitig fehlerhafte vormontierte Leistungselektronikbaugruppen 34 beziehungsweise fehlerhafte prüf- und testbare E-Achsen-Module 62 weiterverarbeitet und zu kompletten E-Achsen-Modulen 10 gefügt werden, indem die vormontierten Getriebekomponenten 50 des Getriebes 58 montiert werden. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Montageverfahren ermöglicht eine Aufteilung von Prüfroutinen und Testverfahren auf die einzelnen Baugruppen, so dass im Falle des Vorliegens von fehlerhaften Baugruppen Montageschritte und
Montageaufwand eingespart werden können, da fehlerhafte vormontierte Leistungselektronikbaugruppen 34 beziehungsweise fehlerhafte vormontierte Systemgehäuse 42 rechtzeitig aus dem Montageverfahren ausgeschleust werden können, bevor vormontierte Getriebekomponenten 50 des Getriebes 58 auf der Getriebeseite 16 des prüf- und testbaren E-Achsen-Moduls 62 verbaut werden.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Claims

Ansprüche
1. Montageverfahren eines E-Achsen-Moduls (10) umfassend eine elektrische Maschine (18), eine Leistungselektronikbaugruppe (34) und ein Getriebe (48) mit nachfolgenden Verfahrensschritten: a) Fügen einer vormontierten Rotorbaugruppe (20) in ein Systemgehäuse (12), b) Fügen einer vormontierten Statorbaugruppe (32) in das Systemgehäuse (12), c) Fügen und Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer vormontierten Leistungselektronikbaugruppe (34) und einem gemäß a) und b) vormontierten Systemgehäuse (42) und d) Prüfung der gemäß c) elektrisch verbundenen vormontierten Systemgehäuse (42) mit E-Maschine (18) und vormontierter Leistungselektronikbaugruppe (34) als prüfbares E-Achsen-Modul (62) vor Komplettierung des E-Achsen-Moduls (10) durch das Getriebe (48).
2. Montageverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vormontierte Rotorbaugruppe (20) gemäß a) in Fügerichtung (38) von einer E-Maschinen-Seite (14) in das Systemgehäuse (12) eingebaut wird.
3. Montageverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vormontierte Statorbaugruppe (32) mit einem topfförmigen Statorgehäuse (30) in Fügerichtung (38) gemäß b) mit dem einen topfförmigen Einsatz aufweisenden Systemgehäuse (12) gefügt wird.
4. Montageverfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vormontierte Leistungselektronikbaugruppe (34) vor Durchführung von c) separat geprüft und getestet werden kann.
5. Montageverfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß c) eine Hochvoltverbindung zwischen der vormontierten Leistungselektronikbaugruppe (34) und der elektrischen Maschine (18) im vormontierten Systemgehäuse (42) hergestellt wird.
6. Montageverfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch verbundene vormontierte Leistungselektronikbaugruppe (34) mit elektrischer Maschine (18) und vormontiertem Systemgehäuse (42) ein prüfbares und testbares E-Achsen-Modul (62) darstellen.
7. Montageverfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das prüf- und testbare E-Achsen-Modul (62) nach Durchführung einer Funktionsprüfung durch vormontierte Getriebekomponenten (56) des Getriebes (48) komplettiert wird.
8. Montageverfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vormontierten Getriebekomponenten (50) des Getriebes (48) von einer Getriebeseite (16) her mit dem vormontierten Systemgehäuse (42) gefügt werden.
9. Montageverfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Montage der Getriebekomponenten (50) das vormontierte Systemgehäuse (42) des prüfbaren und testbaren E- Achsen-Moduls (62) an einer Dichtung (58) mit einem Getriebedeckel (56) verschlossen wird.
10. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung eines E-Achsen-Moduls (10) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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