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Die Erfindung betrifft ein Gehäuseteil mit einem Servicezugang, sowie ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einem Kupplungsgehäuse von dem ein Teilbereich das Gehäuseteil darstellt.
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Zum Steuern und Regeln von Elektromotoren bedarf es einer mit dem Elektromotor verbundene Leistungselektronik. Diese ist z. B. bei Antriebssystemen für Kraftfahrzeuge in einem separaten Elektronikblock untergebracht, der mit einem den Elektromotor enthaltenden Getriebeblock mechanisch lösbar verbunden ist, um den Elektronikblock für Servicezwecke oder zum Austausch vom Getriebeblock abnehmen zu können. Vor einem mechanischen Trennen müssen die elektrischen Schnittstellen der Leistungselektronik und des Elektromotors voneinander gelöst werden.
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Für die Ausführung der elektrischen Schnittstellen zwischen der Leistungselektronik und dem Elektromotor sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Lösungen bekannt, die unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. Dabei ist die energetisch effizienteste und technisch am einfachsten zu realisierende Schnittstellengestaltung immer noch gegeben, wenn die vom Elektromotor kommenden Stromleiter mit den von der Leistungselektronik kommenden Stromleitern unmittelbar kraftschlüssig, über Schraubverbindungen, miteinander verbunden sind. Zum Lösen dieser Schraubverbindungen müssen sie dem Werker zugängig sein. Hierfür eine praktikable Lösung zu finden, die nicht eine umfangreiche Demontage von Gehäuseteilen erforderlich macht, stellt bei der Konstruktion von Antriebssystemen eine untergeordnete Rolle dar, da eine Vielzahl anderer Merkmale und Parameter des Antriebssystems eine höhere Wichtung zukommen. Das heißt, wo die elektrischen Schnittstellen innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind, wird primär nicht davon bestimmt, dass sie eine gute Zugänglichkeit haben sollen.
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Die Schraubverbindungen nehmen innerhalb eines Gehäuses eine feste Relativlage zu einer Gehäusewand ein. Diese Relativlage, nachfolgend als Servicestelle bezeichnet, könnte grundsätzlich so zu einer Gehäusewand angeordnet sein, dass der Werker bequem durch einen in der Gehäusewand vorhandenen Servicezugang hindurch, mit einem Schraubwerkzeug, die Schrauben der Schraubverbindung an der Servicestelle betätigen kann. Es ist aus der Praxis bekannt, einen Servicezugang zu schaffen, indem eine mit einer Abdeckung verschlossene Öffnung in der Gehäusewand, der Servicestelle gegenüberliegt, vorgesehen ist, die im Servicefall zum Betätigen der Schrauben geöffnet wird. Dabei wird nicht nur vorausgesetzt, dass der Werker sein Schraubwerkzeug ungehindert durch die Öffnung führen kann, sondern auch, dass er die Schrauben und mit einer Gewindebohrung versehene Gegenstücke während des Betätigens sehen kann. Er muss das Schraubwerkzeug sauber am Schraubenkopf ansetzen können, insbesondere um zu vermeiden, dass die Schraube ungewollt vom Schraubwerkzeug abfällt und möglicherweise in das Innere des Gehäuses fällt. Diese Gefahr kann allerdings auch nicht ausgeschlossen werden, wenn ein solcher Servicezugang für den Werker gut zugängig ist, weshalb in der Praxis häufig von einem Servicezugang abgesehen wird. Um an die Servicestelle zu gelangen, muss dann ein Teil des Gehäuses abgenommen werden, was insbesondere bei komplexen Antriebssystemen mit einem erheblichen Aufwand verbunden sein kann.
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Ein praktisches Beispiel hierfür stellt das Antriebssystem eines Kraftfahrzeuges mit Hybridantrieb dar. Dieses enthält im Wesentlichen einen Getriebeblock mit einem Getriebegehäuse, enthaltend ein Getriebe und einen Elektromotor, einen Elektronikblock, einen Verbrennungsmotor, eine Kupplung, über die die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors mit der Antriebswelle des Getriebes verbunden wird und ein die Kupplung einschließendes Kupplungsgehäuse. Das Kupplungsgehäuse ist einerseits mit dem Getriebegehäuse und andererseits über einen Motorflansch mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Schaut der Werker in Richtung der Antriebswelle auf den Getriebeblock, mit montierten Kupplungsgehäuse, so verdeckt der Motorflansch am Kupplungsgehäuse den Getriebeblock fast vollständig. Das heißt, auch eine vorangestellt beschriebene elektrische Servicestelle, die im Getriebeblock angeordnet ist, befindet sich hinter einem durch den Motorflansch verdeckten Gehäusebereich. Die mechanische Schnittstelle zwischen dem Getriebegehäuse und dem Kupplungsgehäuse ist am Umfang des Getriebeblocks designt, womit der Getriebeblock auf einer der Kupplung zugewandten Seite nicht durch das Getriebegehäuse, sondern durch einen Teilbereich des Kupplungsgehäuses abdeckt ist.
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Mit der Abnahme des Kupplungsgehäuses vom Getriebegehäuse ist dann die der Kupplung zugewandte Seite des Getriebeblockes geöffnet und somit ist auch die elektrische Schnittstelle zugängig. Um den Demontageaufwand hierfür zu vermeiden, soll ein geeigneter Servicezugang in dem Teilbereich des Kupplungsgehäuses geschaffen werden.
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Dabei ist zu beachten, dass zwischen dem Motorflansch und dem Getriebeblock zwar ausreichend Platz ist, um mit einem Schraubwerkzeug durch einen Servicezugang hindurch an die Schauben der elektrischen Schnittstelle zu gelangen, jedoch der Platz nicht ausreichend ist, dass der Werker mit dem Kopf dazwischen frontal durch den Servicezugang auf die Schrauben schauen kann, weshalb er hier eine sogenannte Blindmontage vornehmen muss, um durch das Einschrauben bzw. Herausschrauben der Schrauben die Verbindung zwischen den elektrischen Leitern der Leistungselektronik und den elektrischen Leitern des Motors zu Lösen bzw. herzustellen.
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Selbst wenn die elektrische Schnittstelle und demzufolge der Servicezugang so angeordnet und ausgeführt wäre, dass der Werker frontal hindurchsehend die Schrauben im Blick hat, kann es passieren, dass eine Schraube nach dem Lösen oder vor dem Eindrehen in die Gewindebohrung eines Gegenstückes vom Schraubwerkzeug abfällt und im Innenraum des Gehäuses verschwindet.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Gehäuseteil mit einem Servicezugang zu schaffen, durch den hindurch eine sichere Blindmontage einer Schraube möglich ist.
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Diese Aufgabe wird für Gehäuseteil mit einem Servicezugang, zum Betätigen wenigstens einer Schraube, die im Inneren eines dem Gehäuseteil zugeordneten Gehäuses mit einer festen Relativlage zu dem Servicezugang angeordnet ist, der eine in dem Gehäuseteil vorhandene Öffnung enthält gelöst. Das Gehäuseteil enthält einen die Öffnung umschließenden, nach innen gerichteten Ansatz, mit einer inneren Mantelfläche und ein Einsatz, der eine zu der inneren Mantelfläche des Ansatzes korrelierende äußere Mantelfläche aufweist und in den Ansatz eingesetzt, mit diesem verbunden ist. Die innere Mantelfläche und die äußere Mantelfläche sind über eine Dichtung zueinander abgedichtet. Es ist erfindungswesentlich, dass in dem Einsatz wenigstens ein Auffangschacht zum Betätigen jeweils einer Schraube vorhanden ist, der an einem inneren Ende offen und an einem äußeren Ende durch einen lösbaren Dichtstopfen verschlossen ist.
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Vorteilhaft weist der Ansatz wenigstens zwei, orthogonal zu der inneren Mantelfläche in einer Ebene liegende Stirnflächen auf, an denen der Einsatz anliegend befestigt ist.
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Es ist von Vorteil, wenn der wenigstens eine Auffangschacht eine rotationssymmetrische Umfangsfläche mit einem zum äußeren Ende hin zylindrischen Abschnitt aufweist.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn der zylindrische Abschnitt so dimensioniert ist, dass er als Führung für ein Schraubwerkzeug dient.
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Für manche Anwendungen ist es von Vorteil, dass die rotationssymmetrische Umfangsfläche einen zum inneren Ende hin weiteren zylindrischen Abschnitt aufweist, mit einem größeren Durchmesser als der zylindrische Abschnitt zum äußeren Ende hin einen weiteren Durchmesser aufweist.
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Für andere Anwendungen ist es vorteilhaft, dass die rotationssymmetrische Umfangsfläche einen zum inneren Ende hin konisch zulaufenden Abschnitt aufweist.
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Auch ist es begünstigend, dass die Abschnitte der rotationssymmetrischen Umfangsfläche über konvexe Abschnitte miteinander verbunden sind.
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Vielfach vorteilhaft ist der Einsatz aus Kunststoff hergestellt.
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Für das Öffnen und Verschließen des wenigstens einen Auffangschachts ist es von Vorteil, dass der Dichtstopfen gegenüber dem Einsatz über eine Umfangsdichtung in dem wenigstens einen Auffangschachtes abgedichtet ist.
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Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Gehäuseteil ein Teilbereich eines Kupplungsgehäuses eines Antriebssystems für ein Fahrzeug.
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Vorteilhaft weist ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einem Getriebeblock der von einem Getriebegehäuse und eines Kupplungsgehäuses eingehaust ist, einen Teilbereich auf, der ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil darstellt, wobei innerhalb des Getriebeblockes eine elektrische Schnittstelle vorhanden ist, an der wenigstens eine Schraubverbindung mit der Schraube angeordnet ist.
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Vorteilhaft ragt die wenigstens eine Schraube in den wenigstens einen Auffangschacht.
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Vorteilhaft weist die elektrische Schnittstelle genau drei Schraubverbindungen auf, denen jeweils ein Auffangschacht zugeordnet ist.
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Ferner vorteilhaft ist der Servicezugang 2 in einem Abstand im Bereich von 3 cm bis 15 cm von einem Motorflansch 36 angeordnet.
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Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Hierzu zeigen:
- 1 schematische Darstellung eines Teils eines Antriebssystems eines Fahrzeuges mit einem Gehäuseteil mit Servicezugang, wobei das Gehäuseteil ein Teilbereich eines Kupplungsgehäuses ist,
- 2 Teilansicht des Teils des Antriebssystems gemäß 1 in Explosionsdarstellung, von außen auf das Gehäuseteil gesehen,
- 3 Teilansicht des Teils des Antriebssystems gemäß 1 in Explosionsdarstellung, von innen auf das Gehäuseteil gesehen,
- 4 Schnittdarstellung einer ersten Ausführung eines Servicezuganges und
- 5 Schnittdarstellung einer zweiten Ausführung eines Servicezuganges.
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In 1 ist ein Teil eines Antriebssystems für ein Fahrzeug schematisch dargestellt, in dem ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil 1 mit einem Servicezugang 2 vorteilhaft zum Einsatz kommt. Der dargestellte Teil des Antriebssystems enthält einen Getriebeblock 30, auf dem ein Elektronikblock 34 angeordnet ist. Der Getriebeblock 30 ist durch ein Gehäuses 4 und durch einen Teilbereich des Kupplungsgehäuses 32 eingehaust. Der betreffende Teilbereich des Kupplungsgehäuses 32 stellt hier das Gehäuseteil 1 dar. Wie in der Zeichnung zu erkennen, ragt ein zur Montage eines hier nicht dargestellten Verbrennungsmotors vorgesehener, das Kupplungsgehäuse 32 begrenzender Motorflansch 36, radial über den Servicezugang 2 hinaus. Da zwischen dem Motorflansch 36 und dem Servicezugang 2 auch nur ein kleiner Abstand vorhanden ist, ist es einem Werker nicht möglich frontal auf den Servicezugang 2 zu schauen.
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Eine im Elektronikblock 34 vorhandene Leistungselektronik ist mit einem im Getriebeblock 30 vorhandenen Elektromotor über eine im Inneren des Getriebeblocks 30 angeordnete elektrische Schnittstelle Die elektrische Schnittstelle wird durch von der Leistungselektronik kommenden Stromleitungen 38, und von dem Elektromotor kommenden weiteren Stromleitungen 39 gebildet, siehe 4, die miteinander über wenigstens eine Schraubverbindung verbunden sind. Um eine Schraube 3 einer solchen Schraubverbindung zu betätigen, kann der Werker mit einem Schraubwerkzeug durch den Servicezugang 2 hindurch auf die Schraube 3 zugreifen.
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Wie insbesondere den 2 und 3 gut zu entnehmen ist, enthält der in dem Gehäuseteil 1 vorhandene Servicezugang 2 zur Montage eines Einsatzes 8 einen Ansatz 6, der in das Innere des dem Gehäuseteil 1 zugeordneten Gehäuses 4 gerichtet, eine Öffnung 5 aufweist. Dieser Ansatz 6 reicht soweit nach innen, dass ein in diesem Ansatz 6 eingesetzter Einsatz 8 nicht über eine an die Öffnung 5 angrenzende äußere Oberfläche des Gehäuseteils 1 ragt, siehe 4. Damit wird eine ohne den Servicezugang 2 gegebene Montagefreiheit nicht durch diesen eingeschränkt. Der Servicezugang 2 ist im eingebauten Zustand in einem Abstand im Bereich von 3 cm bis 15 cm von dem Motorflansch 36 angeordnet.
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Der Ansatz 6 weist eine innere Mantelfläche 7, korrelierend zu einer äußeren Mantelfläche 9 des Einsatzes 8 auf, wobei die innere Mantelfläche 7 und die äußere Mantelfläche 9 über eine Dichtung 10 zueinander abgedichtet sind.
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Der Einsatz 8 ist mit dem Ansatz 6 fest verbunden. Vorteilhaft weist der Ansatz 6 dazu wenigstens zwei, orthogonal zu der inneren Mantelfläche 7 in einer Ebene liegende Stirnflächen 20 auf, an denen der Einsatz 8 anliegend befestigt ist.
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Es ist erfindungswesentlich, dass in dem Einsatz 8 wenigstens ein Auffangschacht 12, zum Betätigen jeweils einer Schraube 3 vorhanden ist, der an einem inneren Ende 14 offen und an einem äußeren Ende 16 durch einen lösbaren Dichtstopfen 18 verschlossen ist, gut in dem Schnittbild in 4 erkennbar. Dabei ist der Dichtstopfen 18 gegenüber dem Einsatz 8 über eine Plandichtung am äußeren Ende 16 oder über eine Umfangsdichtung an der Umfangsfläche 22 abgedichtet.
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Vorteilhaft weist der wenigstens eine Auffangschacht 12 eine rotationssymmetrische Umfangsfläche 22 auf, mit einem zum äußeren Ende 16 hin zylindrischen Abschnitt. Dieser weißt vorteilhaft ein Innengewinde auf, in das der Dichtstopfen 18 eingeschraubt ist. Besonders vorteilhaft ist dieser zylindrische Abschnitt so dimensioniert, dass er als Führung für ein Schraubwerkzeug dient. Das heißt, ein in den Auffangschacht 12 eingeführtes Schraubwerkzeug wird der zugeordneten Schraube 3 so zugestellt, dass es sicher in den Schraubenkopf der Schraube 3 eingreift. Vorteilhaft ist am Schraubenkopf ein Innensechskant ausgebildet. Insbesondere wenn ein magnetisch haltendes Schraubwerkzeug verwendet wird, ist eine durch einen Innensechskant gegenüber einem Schlitz gegebene größere Kontaktfläche von Vorteil.
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Zum inneren Ende 14 hin sind unterschiedliche Ausführungsformen der rotationssymmetrischen Umfangsfläche 22 vorteilhaft.
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Ein weiterer zylindrischer Abschnitt mit einem weiteren Durchmesser, der größer dem Durchmesser des an das äußere Ende 16 grenzenden zylindrischen Abschnittes ist, gezeigt in 4, hat den Vorteil, dass im Falle, dass die Schraube 3 vom Schraubwerkzeug abfällt diese in diesem weiteren zylindrischen Abschnitt liegen bleibt.
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Stattdessen kann es von Vorteil sein, wenn, wie in 5 dargestellt, die rotationssymmetrische Umfangsfläche 22 einen zum inneren Ende 14 hin konisch zulaufenden Abschnitt aufweist. Die Schraube 3 würde dann eher in Richtung des äußeren Endes 16 rutschen.
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Indem die Abschnitte der rotationssymmetrischen Umfangsfläche über konvexe Abschnitte miteinander verbunden sind, kann ein verhaken verhindert werden, falls eine vom Schraubwerkzeug abgefallene Schraube aus dem Auffangschacht 12 entnommen werden muss.
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Ein erfindungsgemäßer Servicezugang 2 ist gut geeignet, um ihn für eine elektrische Schnittstelle mit einem, typischerweise drei oder auch mehr Verbindungen auszulegen.
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Für die konkrete Verwendung eines Gehäuseteils 1 mit einem Serviceschacht 2, bei dem das Gehäuseteil 1 durch das Kupplungsgehäuse 32 gebildet wird, genauer einem Teilbereich des Kupplungsgehäuses 32, hat der Serviceschacht eine Vielzahl von Vorteilen.
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Eine Bearbeitung des Ansatzes 6, z. B. um die Dichtflächen fertig zu stellen, kann von der Innenseite des Gehäuseteils 1 her erfolgen, sodass der Motorflansch 36 hierbei nicht störend ist.
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Ebenso ist der Servicezugang (Serviceschacht) 2 derart konzipiert, dass bei dessen Montage der Einsatz 8 von der Innenseite des Gehäuseteils 1 her in den Ansatz () eingesetzt wird, wofür erneut der Motorflansch (siehe 1) nicht störend ist.
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Durch die vorhandene Abdichtung des Einsatzes 8 gegenüber dem Ansatz 6 und des Dichtstopfens 18 gegenüber dem wenigstens einen Auffangschacht 12 ist das Innere des Gehäuses 4 gegenüber der Umgebung abgedichtet.
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Zum Lösen der wenigsten einen die elektrische Schnittstelle fixierenden Schraube 3 muss nicht mehr das gesamte Kupplungsgehäuse 32 abgeschraubt werden, wenn der Elektronikblock 34 vom Getriebeblock 30 gelöst werden soll.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuseteil
- 2
- Servicezugang
- 3
- Schraube
- 4
- Gehäuse
- 5
- Öffnung
- 6
- Ansatz
- 7
- innere Mantelfläche
- 8
- Einsatz
- 9
- äußere Mantelfläche
- 10
- Dichtung
- 12
- Auffangschacht
- 14
- inneres Ende
- 16
- äußeres Ende
- 18
- Dichtstopfen
- 20
- Stirnfläche
- 22
- Umfangsfläche
- 30
- Getriebeblock
- 32
- Kupplungsgehäuse
- 34
- Elektronikblock
- 36
- Motorflansch
- 38
- Stromleitung
- 39
- weitere Stromleitung