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Die Erfindung betrifft eine kompakte Baueinheit für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Antriebseinheit und mit mindestens einem Steuergerät, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Getriebegehäuse oder ein Tankgehäuse mit der zuvor genannten kompakten Baueinheit.
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Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von kompakten Baueinheiten für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Sportwagen bekannt, wobei derartige kompakte Baueinheiten eine Antriebseinheit und ein Steuergerät aufweisen, insbesondere die kompakte Baueinheit als ein Pumpenantrieb ausgeführt ist und einen Elektromotor (als Antriebseinheit für eine Pumpe) und insbesondere ein mit dem Elektromotor direkt verbundenes und/oder insbesondere im Elektromotor integriertes Steuergerät aufweist. Derartige kompakte Baueinheiten sind im Bereich eines Getriebegehäuses eines Kraftfahrzeuges, wo insbesondere Hydraulikpumpen angetrieben werden müssen, oder im Bereich eines Tankgehäuses eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittel-Tankgehäuses, anordenbar bzw. angeordnet. Die Antriebseinheit, insbesondere der Elektromotor der kompakten Baueinheit, ist - im angeordneten Zustand der Baueinheit - wirksam mit einer Pumpe verbunden beziehungsweise treibt eine Pumpe an, die insbesondere Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittel, insbesondere Getriebeöl, fördert. Die durch die Antriebseinheit der kompakten Baueinheit angetriebene Pumpe fördert insbesondere das Hydraulikmittel beziehungsweise das Getriebeöl eines Getriebes des Kraftfahrzeugs aus einem Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittelsumpf des Getriebegehäuses oder insbesondere aus einem separaten Tankgehäuse zu den Aktuatoren des Getriebes und/oder zu den notwendigen Schmierstellen. Derartige Pumpen sind insbesondere auch dafür vorgesehen, den jeweiligen Schmiermittel- und/oder Hydraulikdruck im jeweiligen Schmiermittel- und/oder Hydraulikkreislauf des Kraftfahrzeugs aufrecht zu erhalten, werden daher bevorzugt nicht permanent betrieben, sondern nur zu bestimmten Zeitpunkten und/oder innerhalb bestimmter Zeitspannen angetrieben, so dass zur Steuerung der Antriebseinheit, insbesondere des Elektromotors der kompakten Baueinheit dann insbesondere ein separates Steuergerät bzw. eine separate Steuereinheit notwendig ist.
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So ist aus der
EP 2 302 264 B1 eine kompakte Baueinheit für ein Kraftfahrzeug bekannt, die eine Antriebseinheit, nämlich einen Elektromotor und ein Steuergerät aufweist. Diese kompakte Baueinheit ist als ein Pumpenantrieb ausgeführt, wobei die kompakte Baueinheit, nämlich die Antriebseinheit (der Elektromotor) der kompakten Baueinheit, wiederum wirksam mit der Pumpe verbunden ist. Die kompakte Baueinheit sowie die Pumpe selbst sind im Wesentlichen ausschließlich außerhalb des Getriebegehäuses, nämlich außen an der Gehäusewandung des Getriebegehäuses, insbesondere im Bereich des Getriebegehäusedeckels vorgesehen.
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Die
JP 2015-203409 A offenbart eine Baueinheit mit einem Steuergerät, einem Pumpenantrieb und einer Pumpe für einen Motor oder ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs. Das Steuergerät weist Kühlmittelkanäle zum Führen einer Kühlflüssigkeit auf, wobei das Steuergerät mittels der Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Das Steuergerät ist mit radialem Abstand, seitlich zu dem Pumpenantrieb angeordnet.
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Aus der
EP 1 054 192 A1 ist ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem innerhalb des Getriebegehäuses, nämlich im Innenraum des Getriebegehäuses, ein Steuergerät vorgesehen beziehungsweise angeordnet ist. Zur Kühlung des Steuergerätes sind in der Gehäusewandung des Getriebegehäuses Kühlmittelkanäle vorgesehen, die mit dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs verbunden sind, wobei mit Hilfe der Kühlkanäle das Steuergerät gekühlt wird.
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So sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Steuergeräten beziehungsweise von Steuervorrichtungen/Steuereinheiten bekannt, die insbesondere innerhalb eines Getriebegehäuses angeordnet sind, vorzugsweise entsprechende Getriebesteuergeräte. Beispielsweise ist aus der
US 7,265,978 B2 ein Steuergerät bekannt, das innerhalb eines Getriebes angeordnet ist, wobei in einem unteren Bereich des Steuergerätes im Wesentlichen ein Kühlkanal, insbesondere eine Kühlkanal-Spirale, ausgebildet ist, die mit einem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit einem Hydraulikkreislauf des Kraftfahrzeugs, verbindbar ist.
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In der
JP 2011-094553 A ist weiterhin eine Baueinheit mit einem Steuergerät, einem Pumpenantrieb und einer Pumpe offenbart. Die Baueinheit ist teilweise in einem Getriebegehäuse angeordnet, wobei das Steuergerät aus dem Getriebegehäuse hinausragt. Ein Steuergerätegehäuse weist zur Kühlung des Steuergerätes Kühlrippen auf. Die Baueinheit ist mittels einer Schraube an dem Getriebegehäuse befestigt.
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Weiterhin sind Steuergeräte aus der
EP 0 824 644 B1 bekannt, die im Wesentlichen außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet sind und insbesondere dann luftgekühlt sind. Ein derartiges Steuergerät wird in Wesentlichen auch in der
DE 10 2007 045 815 A1 näher beschrieben, wobei hier eine kompakte Baueinheit aus dem Steuergerät und einer Antriebseinheit gebildet ist, und die kompakte Baueinheit außen an der Gehäusewandung eines Getriebegehäuses angeordnet wird. Das Steuergerät weist in einem seitlichen Bereich Kühlrippen für eine Luftkühlung auf.
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Die im Stand der Technik ausgebildeten kompakten Baueinheiten, oft auch als sogenannte „Powerpacks“ bezeichnet, weisen daher im Wesentlichen eine Antriebseinheit, insbesondere einen Elektromotor zum Antrieb einer Pumpe, und ein Steuergerät auf. Insbesondere werden derartige kompakte Baueinheiten („Powerpacks“) außen an der Gehäusewandung des Getriebes oder außen an einem Tankgehäuse, insbesondere an einem Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittel-Tankgehäuse angeordnet. Eine derartige Anordnung ist aber noch nicht optimal. So entstehen bei den kompakten Baueinheiten, die außerhalb eines Getriebegehäuses oder eines Tankgehäuses angeordnet sind, im entsprechenden Betrieb der kompakten Baueinheiten unangenehme Geräusche, die den Fahrkomfort für den Fahrer und/oder für die Fahrinsassen des jeweiligen Kraftfahrzeugs entsprechend negativ beeinflussen. Weiterhin sind derartige kompakte Baueinheiten insbesondere auch an Stellen im Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet oder vorgesehen, wo keine optimale Luftströmung anliegt. Daher ist das Kühlen derartiger kompakter Baueinheiten, insbesondere die Kühlung der jeweiligen Steuergeräte der kompakten Baueinheiten, problematisch, insbesondere wenn beispielsweise im Sportwagen-Bereich durchaus hohe Getriebeöltemperaturen realisiert werden, so dass auch die kompakten Baueinheiten, insbesondere hier die Steuergeräte, entsprechend gekühlt werden müssen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte kompakte Baueinheit nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass störende Geräusche insbesondere für die Fahrzeuginsassen verringert und/oder vermieden sind, wobei insbesondere auch eine ausreichende Kühlung des Steuergerätes ermöglicht ist.
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Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun für die kompakte Baueinheit zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Dadurch, dass die Antriebseinheit sich zumindest teilweise durch eine Öffnung des Getriebegehäuses in Richtung des Innenraumes des Getriebegehäuses oder sich zumindest teilweise durch eine Öffnung des Tankgehäuses in Richtung des Innenraumes des Tankgehäuses erstreckt, sind nun zunächst die durch die Antriebseinheit, insbesondere die durch einen Elektromotor im Betrieb verursachten und im Fahrgastraum wahrnehmbaren Geräusche entsprechend verringert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebseinheit zumindest teilweise im Innenraum des Getriebegehäuses oder zumindest teilweise im Innenraum des Tankgehäuses angeordnet, insbesondere im Wesentlichen nahezu vollständig innerhalb des Getriebegehäuses oder innerhalb des Tankgehäuses, also insbesondere im Wesentlichen nahezu vollständig im jeweiligen Innenraum des jeweiligen Gehäuses angeordnet. Die Antriebseinheit erstreckt sich daher insbesondere zumindest teilweise in den Innenraum des Getriebegehäuses oder zumindest teilweise in den Innenraum des Tankgehäuses hinein. Die Gehäusewandung des Getriebegehäuses oder die Gehäusewandung des Tankgehäuses dämpft entsprechend die akustischen Schwingungen der zumindest teilweise innerhalb des Getriebegehäuses oder zumindest teilweise innerhalb des Tankgehäuses angeordneten Antriebseinheit. Die Antriebseinheit ist daher insbesondere im Wesentlichen innerhalb des Getriebegehäuses oder im Wesentlichen innerhalb des Tankgehäuses und das Steuergerät im Wesentlichen außerhalb des Getriebegehäuses oder im Wesentlichen außerhalb des Tankgehäuses vorgesehen. Dadurch, dass das Steuergerät außerhalb des Getriebegehäuses oder des Tankgehäuses vorgesehen und/oder angeordnet ist, ist zumindest für die wesentlichen Bereiche eines Steuergerätegehäuses zunächst auch ein räumlicher Abstand zu einem möglicherweise stark erhitztem Hydraulikmittel, insbesondere zu einem Getriebeöl, realisiert. Zur Kühlung des Steuergerätes ist nun mindestens ein mit einem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs verbindbarer oder verbundener Kühlmittelkanal ausgebildet und/oder vorgesehen. Insbesondere wird daher das Steuergerät über einen vorgesehenen und ausgebildeten Kühlmittelkanal auch entsprechend gekühlt, insbesondere wassergekühlt.
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Erfindungsgemäß ist zur Anordnung der kompakten Baueinheit an einem Getriebegehäuse oder an einem Tankgehäuse nun ein Trägerelement vorgesehen. Das Trägerelement ist mit der kompakten Baueinheit wirksam verbunden beziehungsweise verbindbar, wobei mit Hilfe des Trägerelementes die kompakte Baueinheit mit dem Getriebegehäuse oder mit dem Tankgehäuse wirksam verbindbar oder verbunden ist. Das Trägerelement ist an einer Gehäusewandung des Getriebegehäuses oder an einer Gehäusewandung des Tankgehäuses angeordnet beziehungsweise anordenbar. Insbesondere weist das Trägerelement eine rahmenartige Struktur auf, insbesondere mit mindestens einer ersten Durchgangsöffnung zur Durchführung und/oder Aufnahme der Antriebseinheit, insbesondere des Elektromotors. Insbesondere weist das Trägerelement auch eine zweite Durchgangsöffnung auf, in der insbesondere wesentliche Bereiche des Steuergerätegehäuses des Steuergerätes anordenbar beziehungsweise positionierbar sind, dies darf im Folgenden noch ausführlicher erläutert werden.
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Von besonderem Vorteil ist nun, dass das Trägerelement auch den Kühlmittelkanal aufweist beziehungsweise auch mehrere Kühlmittelkanäle aufweisen kann, insbesondere der Kühlmittelkanal (beziehungsweise mehrere Kühlmittelkanäle) nun innerhalb des Trägerelementes ausgebildet ist beziehungsweise sind. Dabei ist der Kühlmittelkanal insbesondere im Wesentlichen vollständig im Bereich des Trägerelementes beziehungsweise im Körper des Trägerelementes ausgebildet, wobei das Trägerelement auf die örtlichen Gegebenheiten in einem Motorraum und/oder an einem Getriebe- oder Tankgehäuse entsprechend dimensioniert werden kann.
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Insbesondere ist das Trägerelement als ein 3D-Druckteil ausgeführt, insbesondere durch ein Strahlschmelzverfahren hergestellt. Dies hat den besonderen Vorteil, dass das Trägerelement nicht zweiteilig, also nicht zweiteilig/halbschalenförmig ausgebildet werden muss, was aber auch denkbar wäre. Durch die Herstellung des Trägerelementes als 3D-Druckteil ist das Trägerelement auf einfache Weise herstellbar, an jeweilige örtliche Gegebenheiten im Motorraum anpassbar und der Kühlmittelkanal auf einfache Weise im Wesentlichen vollständig innerhalb des Körpers des Trägerelementes ausbildbar.
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Der Kühlmittelkanal weist mindestens eine Zuflussöffnung und mindestens eine Abflussöffnung auf, worüber dann der Kühlmittelkanal mit dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit einem Niedertemperatur-Kühlkreislauf, strömungsverbunden beziehungsweise strömungsverbindbar ist. Dadurch sind gute Anschlussmöglichkeiten realisiert beziehungsweise ist eine leichte Integrierbarkeit des Kühlmittelkanals in den Kühlreislauf eines Kraftfahrzeugs realisiert beziehungsweise ermöglicht.
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Das Steuergerät der kompakten Baueinheit ist nun mit dem Trägerelement zumindest teilweise wärmeleitend wirksam verbunden. Hierfür ist insbesondere das Steuergerätegehäuse über am Steuergerätegehäuse und/oder am Trägerelement vorgesehene Kontaktbereiche beziehungsweise über entsprechend ausgebildete Kontaktflächen und/oder das Steuergerät bzw. das Steuergerätegehäuse über wärmeleitende Befestigungsmittel mit dem Trägerelement wirksam verbunden oder verbindbar. Insbesondere sind hierfür am Steuergerätegehäuse nach außen ragende Kontaktbereiche und/oder Befestigungsbereiche ausgebildet, was auch im Folgenden noch näher erläutert werden wird.
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In vorteilhafter Weise ist das Steuergerätegehäuse mit Hilfe von insbesondere wärmeleitenden Befestigungsmitteln, insbesondere mit wärmeleitenden Befestigungsschrauben, mit dem Trägerelement wirksam verbunden oder verbindbar. Insbesondere mit Hilfe wärmeleitender Befestigungsmittel kann daher ein insbesondere durch Wärmestrahlung aufgeheiztes Steuergerät beziehungsweise ein aufgeheiztes Steuergerätegehäuse entsprechend gekühlt werden. Die Wärme wird durch den Vorgang der Wärmeleitung über vorgesehene Kontaktbereiche und/oder zwischen dem Trägerelement und dem Steuergerät wirksame wärmeleitende Befestigungsmitteln an das Trägerelement beziehungsweise an das Fluid des Kühlmittelkanals abgegeben.
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Insbesondere besteht das Trägerelement aus einem wärmeleitenden Material, insbesondere aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung.
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Zur Abdichtung der Öffnung des Getriebegehäuses oder der Öffnung des Tankgehäuses sind insbesondere mindestens ein - erstes - Dichtelement zwischen dem Steuergerätegehäuse und dem Trägerelement und/oder ein - zweites - Dichtelement zwischen Trägerelement und der Gehäusewandung des Getriebegehäuses beziehungsweise des Tankgehäuses vorgesehen. Das erste Dichtelement ist hierbei insbesondere im Bereich eines am Steuergerätegehäuses realisierten Vorsprunges und/oder das zweite Dichtelement in einer am Trägerelement vorgesehenen Ausnehmung vorgesehen beziehungsweise angeordnet.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße kompakte Baueinheit in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden darf eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörenden Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
- 1 in einer allgemeinen schematischen Darstellung die Karosserie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Sportwagens, wobei hinter dem Beifahrersitz hier ein Tankgehäuse zur Versorgung eines Getriebes mit Hydraulikmittel angeordnet ist,
- 2 in schematischer Darstellung den in 1 dargestellten Tank beziehungsweise das Tankgehäuse mit an dem Tankgehäuse angeordneter kompakter Baueinheit und mit weiteren Wesentlichen Komponenten in einer vergrößerten Teil-Darstellung, insbesondere auch zur Darstellung des Anschlusses des Trägerelementes an den Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs.
- 3 in vergrößerter schematischer Teil-Darstellung die am Tank bzw. am Tankgehäuse angeordnete kompakte Baueinheit von oben,
- 4a/4b in schematischer, teils perspektivischer Darstellung das Trägerelement von einer ersten Seite (4a) beziehungsweise von einer gegenüberliegenden (um ca. 180° Grad) gedrehten, zweiten Seite (4b), insbesondere hergestellt als 3D-Druckteil,
- 5 in schematischer Darstellung das in den 4 (4b) dargestellte Trägerelement in geschnittener Darstellung mit der schematischen Darstellung des Kühlmittelkanals,
- 6 in schematischer Darstellung - eine ähnliche Darstellung zu 3 -, also die an dem Tank beziehungsweise an dem Tankgehäuse angeordnete kompakte Baueinheit mit schematischer, teilweise geschnittener Darstellung des Kühlmittelkanals im Trägerelement,
- 7 in schematischer Darstellung die kompakte Baueinheit wirksam verbunden mit dem Trägerelement, teilweise geschnitten in leicht perspektivischer Darstellung,
- 8 in schematischer, leicht perspektivischer Darstellung die kompakte Baueinheit, wirksam verbunden mit dem Trägerelement, teilweise geschnitten, nämlich das mit dem Trägerelement wirksam verbundene Steuergerät sowie die unterhalb des Steuergeräts angeordnete Antriebseinheit, insbesondere einen Elektromotor in einer Teil-Darstellung,
- 9 in schematischer Darstellung die kompakte Baueinheit mit den jeweiligen Komponenten, teilweise geschnitten von der Seite in relativer Anordnung/Positionierung zu dem Trägerelement, und
- 10 in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung die kompakte Baueinheit dargestellt in Wirkverbindung mit einer im Inneren eines Tankgehäuses angeordneten Pumpe.
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Die 1 bis 10 zeigen - zumindest teilweise - eine kompakte Baueinheit 1 für ein hier nur teilweise angedeutetes Kraftfahrzeug 2. Die kompakte Baueinheit 1 weist mindestens eine Antriebseinheit 3 und mindestens ein Steuergerät 4 auf.
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Die hier in den 1 bis 9 zumindest teilweise dargestellte kompakte Baueinheit 1 und/oder deren hier im Wesentlichen in den 1 bis 9 dargestellten Komponenten bilden insbesondere eine als Pumpenantrieb 1a ausgeführte kompakte Baueinheit 1, die als Antriebseinheit 3 insbesondere einen Elektromotor 3a sowie ein Steuergerät 4 aufweist.
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Die kompakte Baueinheit 1, insbesondere die Antriebseinheit 3, insbesondere der Elektromotor 3a, dient daher insbesondere zum Antrieb einer hier nur in 10 dargestellten Pumpe 21, die im Wesentlichen in einem Getriebegehäuse oder - wie bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel - in einem Tankgehäuse 5 vorgesehen ist, wobei die Pumpe 21 Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittel, insbesondere Getriebeöl, fördert beziehungsweise einen Hydraulikkreislauf des Kraftfahrzeugs entsprechend mit Schmiermittel und/oder mit Hydraulikmittel versorgt.
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Die kompakte Baueinheit 1 ist daher insbesondere im Bereich eines hier nicht im Einzelnen dargestellten Getriebegehäuses oder - wie bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel - im Bereich eines teilweise hier in den Figuren dargestellten Tankgehäuses 5, insbesondere eines Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittel-Tankgehäuses 5a, angeordnet.
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Bei der hier in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die kompakte Baueinheit 1 daher im Bereich eines Tankgehäuses 5, insbesondere eines Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittel-Tankgehäuses 5a, angeordnet, über das wiederum insbesondere ein nicht dargestelltes Getriebe des Kraftfahrzeugs 2 mit einem Schmiermittel und/oder mit einem Hydraulikmittel, insbesondere mit Getriebeöl, versorgt wird. Das hier in den Figuren dargestellte Tankgehäuse 5 dient daher hier insbesondere zur Lagerung von Schmier- und/oder Hydraulikmittel, insbesondere von Getriebeöl.
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Die Antriebseinheit erstreckt sich zumindest teilweise durch eine Öffnung des Getriebegehäuses in Richtung des Innenraumes des Getriebegehäuses oder die Antriebseinheit 3 erstreckt sich zumindest teilweise durch eine Öffnung 22 des Tankgehäuses 5 in Richtung des Innenraumes des Tankgehäuses 5, wobei sich das Steuergerät 4 im Wesentlichen außerhalb des Getriebegehäuses erstreckt oder im Wesentlichen außerhalb des Tankgehäuses 5 vorgesehen und/oder angeordnet ist, wobei zur Kühlung des Steuergerätes 4 mindestens ein mit einem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeuges verbindbarer oder verbundener Kühlmittelkanal 6 ausgebildet und/oder vorgesehen ist.
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Dadurch, dass die Antriebseinheit 3, bei dem hier bevorzugten Ausführungsbeispiel der Elektromotor 3a, zumindest teilweise innerhalb eines Getriebegehäuses oder wie hier - bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel - zumindest teilweise innerhalb eines Tankgehäuses 5 angeordnet ist, um hier eine innerhalb des Tankgehäuses 5 vorgesehene Pumpe 21 anzutreiben, werden die von der Antriebseinheit 3, insbesondere von dem Elektromotor 3a im Betrieb abgegebenen Geräusche durch die Gehäusewandung eines Getriebegehäuses bzw. - wie hier bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel - durch die Gehäusewandung 5b des Tankgehäuses 5 entsprechend gedämpft, so dass der Fahrgastraum hierdurch akustisch mehr abgeschirmt ist und der Fahrkomfort für die Fahrinsassen entsprechend erhöht ist.
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Die Antriebseinheit 3, insbesondere der Elektromotor 3a, erstreckt sich daher zumindest teilweise, insbesondere im Wesentlichen nahezu vollständig, durch die Öffnung in den Innenraum des Getriebegehäuses beziehungsweise hier durch die Öffnung 22 in den Innenraum des Tankgehäuses 5 hinein, ist insbesondere - im angeordneten Zustand der Baueinheit 1 - dann im Wesentlichen nahezu vollständig in dem jeweiligen Innenraum angeordnet beziehungsweise vorgesehen. Durch die jeweilige Gehäusewandung können die von der Antriebseinheit 3 im Betrieb verursachten Geräusche dann gedämpft werden. Insbesondere ist aber die Antriebseinheit 3 innerhalb des im Getriebegehäuses bzw. des Tankgehäuses 5 vorgesehenen Schmier- und/oder Hydraulikmittelsumpfes angeordnet und/oder positioniert bzw. hierdurch umspült, so dass hierdurch auch eine weitere entsprechende akustische Dämpfung realisiert ist.
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Weiterhin ist die Kühlung des Steuergerätes 4 nun insbesondere dadurch gewährleistet, dass hierfür mindestens ein mit einem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs verbindbarer oder verbundener Kühlmittelkanal 6 ausgebildet und/oder vorgesehen ist, mit dessen Hilfe das Steuergerät 4 entsprechend gekühlt werden kann. Durch die Ausbildung eines Kühlmittelkanals 6 kann daher das Steuergerät 4 auf einfache Weise gekühlt, insbesondere wassergekühlt werden, insbesondere kann ein bereits im Kraftfahrzeug vorhandener Kühlkreislauf hierzu genutzt werden.
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Erfindungsgemäß ist nun ein Trägerelement 7 vorgesehen. Das Trägerelement 7 ist mit der Baueinheit 1 wirksam verbunden oder verbindbar, wobei mit Hilfe des Trägerelementes 7 die Baueinheit 1 mit dem Getriebegehäuse oder mit dem Tankgehäuse 5 wirksam verbindbar oder verbunden ist. Das Trägerelement 7 ist nun an der Gehäusewandung des Getriebegehäuses oder, wie hier bei der bevorzugten Ausführungsform an der Gehäusewandung 5b des Tankgehäuses 5, hier eines Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittel-Tankgehäuses 5a, anordenbar bzw. angeordnet. Dies ist in den 1 bis 4 und in 6, insbesondere auch in 10, schematisch dargestellt.
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Erfindungsgemäß weist nun das Trägerelement 7 den Kühlmittelkanal 6 auf, insbesondere ist der Kühlmittelkanal 6 innerhalb des Trägerelementes 7 ausgebildet. Dies ist insbesondere aus den 5 bis 10 ersichtlich.
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Von besonderem Vorteil ist, dass das Trägerelement 7 insbesondere als ein 3D-Druckteil ausgeführt ist, insbesondere durch ein Strahlschmelzverfahren hergestellt ist. Dabei weist das Trägerelement 7 im Wesentlichen ein gut wärmeleitendes Material auf, ist insbesondere aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung hergestellt.
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4a zeigt das Trägerelement 7 beziehungsweise den Körper des Trägerelementes 7 in leicht perspektivischer Darstellung von unten und 4b in leicht perspektivischer Darstellung von oben, wobei in 5 das Trägerelement 7 teils geschnitten dargestellt ist und der hier innerhalb des Trägerelementes 7 ausgebildete Kühlmittelkanal 6 gut ersichtlich dargestellt ist.
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So ist aus den 2, 3, 4 (4a, 4b) und 7 insbesondere auch ersichtlich, dass der Kühlmittelkanal 6 mindestens eine Zuflussöffnung 8 und mindestens eine Abflussöffnung 9 aufweist, wobei über die Zuflussöffnung 8 und die Ablflussöffnung 9 der Kühlmittelkanal 6 dann mit dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs 2, insbesondere mit einem Niedertemperatur-Kühlkreislauf, strömungsverbunden ist.
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2 zeigt eine Strömungsleitung 10 des Kühlkreislaufes des Kraftfahrzeuges, die über eine Leitung 11 mit der Zuflussöffnung 8 des Trägerelementes 7 verbunden ist. Ebenfalls ist erkennbar, dass die Abflussöffnung 9 des Trägerelementes 7 über eine Leitung 12 wieder mit dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs entsprechend verbindbar ist.
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So zeigt 3 die kompakte Baueinheit 1 am Tankgehäuse 5 entsprechend angeordnet ohne Strömungsleitung 10 beziehungsweise ohne Leitungen 11 und 12.
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Gut ersichtlich aus der Gesamtschau der 3 und der 7 bis 10 ist nun, dass das Steuergerät 4 im Wesentlichen vollständig außerhalb des Tankgehäuses 5 angeordnet ist, wobei die Antriebseinheit 3, insbesondere der Elektromotor 3a, dann im Wesentlichen innerhalb des Tankgehäuses 5 anordenbar ist. Hierzu weist das Trägerelement 7 insbesondere eine erste Ausnehmung 13 und insbesondere eine zweite Ausnehmung 14 auf, die beide im Wesentlichen insbesondere als Durchgangsöffnungen 13a beziehungsweise 14a ausgebildet sind.
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Wie insbesondere die 8 und 9 erkennen lassen, weist die kompakte Baueinheit 1 die Antriebseinheit 3, insbesondere den Elektromotor 3a auf, der im Wesentlichen, hier in den 8 und 9 unterhalb eines Teilbereiches des Steuergerätes 4, nämlich unterhalb eines spezifischen Teilbereiches des Steuergerätegehäuses 4a angeordnet ist. Hierbei bildet das Steuergerät 4 mit der Antriebseinheit 3, insbesondere mit dem Elektromotor 3a, insbesondere eine gemeinsame Baueinheit beziehungsweise eine geschlossene Baugruppe.
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Zur Anordnung der kompakten Baueinheit 1 im bzw. am Trägerelement 7 bzw. zur Verbindung der kompakten Baueinheit 1 mit dem Trägerelement 7 wird nun die kompakte Baueinheit 1 so positioniert, dass die Antriebseinheit 3, insbesondere der Elektromotor 3a, die erste Ausnehmung 13, hier die Durchgangsöffnung 13a des Trägerelementes 7, insbesondere zumindest teilweise durchgreift.
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Das Steuergerät 4 ist mit dem Trägerelement 7 zumindest teilweise wärmeleitend wirksam verbunden. Hierzu ist insbesondere das Steuergerätegehäuse 4a über am Steuergerätegehäuse 4a und/oder am Trägerelement 7 vorgesehene Kontaktbereiche 4b bzw. 7a und/oder über entsprechend ausgebildete Kontaktflächen und/oder über wärmeleitende - erste - Befestigungsmittel 15 mit dem Trägerelement 7 wirksam verbunden oder verbindbar.
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Aus den 7 bis 10 ist ersichtlich, dass das Steuergerätegehäuse 4a insbesondere zweiteilig ausgebildet ist, insbesondere eine Oberschale 4c und eine Unterschale 4d aufweist. Die Oberschale 4c und die Unterschale 4d sind über - zweite - Befestigungsmittel 16, insbesondere über Befestigungsschrauben 16a, miteinander verbunden. Im Innenraum des Steuergerätes 4a, insbesondere zwischen der Oberschale 4c und der Unterschale 4d, sind entsprechende elektrische und/oder elektronische Komponenten 4e bzw. 4f angeordnet beziehungsweise dort aufgenommen, die in den 7 bis 10 nur schematisch angedeutet sind.
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In den 7 und 8 sind insbesondere die zweiten Befestigungsmittel 16 beziehungsweise die Befestigungsschrauben 16a erkennbar, die die Oberschale 4c und die Unterschale 4d miteinander verbinden.
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Die 3 und 6 zeigen die entsprechenden - ersten - Befestigungsmittel 15, insbesondere die Befestigungsschrauben 15a, die entsprechende Kontaktbereiche 4b des Steuergerätes 4 mit Kontaktbereichen 7a des Trägerelementes 7 wirksam verbinden. Hierzu weisen die Kontaktbereiche 4b im Wesentlichen Durchgangsöffnungen auf, die zu Ausnehmungen in den Kontaktbereichen 7a des Trägerelementes 7 korrespondieren, so dass die Befestigungsmittel 15, insbesondere die Befestigungsschrauben 15a, insbesondere teilweise in den Kontaktbereichen 4b auch versenkt anordenbar sind und in die Ausnehmungen der Kontaktbereiche 7a zur wirksamen Verbindung eingreifen können.
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Das Steuergerät 4 steht daher über seine Kontaktbereiche 4b und die Befestigungsmittel 15, insbesondere über die wärmeleitenden Befestigungsschrauben 15a, mit den Kontaktbereichen 7a des Trägerelementes 7 in entsprechendem wärmeleitenden Kontakt. Über die so realisierte Wärmeleitung kann insbesondere ein durch Wärmestrahlung aufgeheiztes Steuergerät 4 die Wärme über die Kontaktbereiche 4b, 7a und/oder die Befestigungsmittel 15, insbesondere über die Befestigungsschrauben 15a, an das Trägerelement 7 beziehungsweise hier an das im Kühlmittelkanal 6 strömende Fluid (insbesondere Wasser) abführen bzw. die Wärme abgeführt werden.
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Die 7 bis 9 zeigen hier insbesondere nicht die Gehäusewandung des Tankgehäuses 5 beziehungsweise des Schmiermittel- und/oder Hydraulikmitteltankgehäuses 5a, sondern in schematischer Darstellung im Wesentlichen nur die kompakte Baueinheit 1 mit dem Trägerelement 7. 10 zeigt schematisch teilweise einen Schnitt durch das Tankgehäuse 5 mit einem durch eine Linie dargestellten Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittelpegel 25, insbesondere einem Getriebeölpegel, insbesondere auch die in der Gehäusewandung 5b ausgebildete Öffnung 22, die von der Antriebseinheit 3 durchgriffen wird.
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Aus der Gesamtschau der 1 bis 9 ist aber auch ersichtlich, dass das Trägerelement 7 über - dritte - Befestigungsmittel 17, insbesondere Befestigungsschrauben 17a, mit der Gehäusewandung eines Getriebegehäuses, hier bei der bevorzugten Ausführungsform mit einer Gehäusewandung 5b des Tankgehäuses 5, wirksam verbindbar ist, so dass die „gesamte Baueinheit“, nämlich die kompakte Baueinheit 1 mit dem Trägerelement 7 wirksam mit der Gehäusewandung 5b des Tankgehäuses 5 über die entsprechenden - dritten - Befestigungsmittel 17, insbesondere über Befestigungsschrauben 17a, verbindbar ist. Im angeordneten Zustand der kompakten Baueinheit 1 und des Trägerelementes 7 durchgreift die Antriebseinheit 3, insbesondere der Elektromotor 3a, körperlich die erste Ausnehmung 13, insbesondere die Durchgangsöffnung 13a, des Trägerelementes 7 und ist insbesondere im Wesentlichen nahezu vollständig dann innerhalb eines Getriebegehäuses oder wie hier, bei der bevorzugten Ausführungsform, innerhalb des Tankgehäuses 5 angeordnet. Die Antriebseinheit 3 erstreckt sich daher insbesondere zumindest teilweise in das Getriebegehäuse oder in das Tankgehäuse 5, wodurch sich die eingangs genannten Vorteile ergeben.
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10 zeigt den angeordneten Zustand der kompakten Baueinheit 1 am Tankgehäuse 5, insbesondere teilweise geschnitten:
- Im angeordneten Zustand der kompakten Baueinheit 1 an einem Getriebegehäuse oder hier - bei der bevorzugten Ausführungsform - an dem Tankgehäuse 5 ist insbesondere mindestens ein - erstes - Dichtelement 18 vorgesehen, wobei zur Abdichtung des Getriebegehäuses oder des Tankgehäuses 5 das Dichtelement 18 zwischen dem Steuergerätegehäuse 4a und dem Trägerelement 7 angeordnet ist (so wie auch aus den 8 und 9 ersichtlich). Insbesondere weist das Dichtelement 18 einen im Wesentlichen B-förmigen Querschnitt auf.
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In 10 ist auch ersichtlich, dass das Tankgehäuse 5 beziehungsweise die Gehäusewandung 5b des Tankgehäuses 5 hier eine Öffnung 22 aufweist. Die Antriebseinheit 3, insbesondere der Elektromotor 3a, erstreckt sich zumindest teilweise durch die Öffnung 22 in Richtung des Innenraumes des Tankgehäuses 5. Gut zu erkennen ist auch die im Innenraum des Tankgehäuses 5 angeordnete Pumpe 21, die hier in Wirkverbindung mit der Antriebseinheit 3 ist, insbesondere mit der Antriebseinheit 3, insbesondere mit dem Elektromotor 3a, wirksam gekoppelt ist.
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Das - erste - Dichtelement 18 ist zwischen dem Steuergerätegehäuse 4a und dem Trägerelement 7 angeordnet. Zusätzlich ist insbesondere auch ein weiteres - zweites - Dichtelement 23 (in 10) ersichtlich dargestellt, mit dessen Hilfe auch Bereiche des Trägerelementes 7 gegenüber der Gehäusewandung 5b abgedichtet sind. Durch die Anordnung des ersten und/oder zweiten Dichtelementes 18 beziehungsweise 23 ist die Öffnung 22 der Gehäusewandung 5b dann im Wesentlichen entsprechend abgedichtet. (Die Bezeichnung „erstes“ bzw. „zweites“ in Verbindung mit dem Begriff „Dichtelement“ ist hier nicht einschränkend gemeint, sondern dient lediglich zur Unterscheidung/Bezeichnung der unterschiedlichen Dichtelemente 18/23.) Die Pumpe 21 und die Antriebseinheit 3 sind hier insbesondere von Schmier- und/oder Hydraulikmittel, insbesondere von Getriebeöl, umspült. Insbesondere ist daher entsprechendes Schmiermittel und/oder Hydraulikmittel, insbesondere Getriebeöl, im in 10 hier erkennbaren Zwischenraum 24 vorgesehen, wobei der Zwischenraum 24 insbesondere bereits Teil des Innenraums des Tankgehäuses 5 ist. Die in 10 erkennbare, nicht näher bezeichnete Haltevorrichtung ist zur Anordnung der Pumpe 21 vorgesehen und weist nicht dargestellte Schlitze zur Versorgung des Zwischenraumes 24 mit Schmiermittel beziehungsweise Hydraulikmittel auf. Die sich durch die Öffnung 22 erstreckende Antriebseinheit 3 wird daher zumindest teilweise von Schmiermittel- bzw. Hydraulikmittel umspült. Insbesondere ist die Pumpe 21 daher im Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittelsumpf des Tankgehäuses 5 angeordnet und mit der insbesondere zumindest teilweise ebenfalls im Schmiermittel- und/oder Hydraulikmittelsumpf des Tankgehäuses 5 vorgesehenen Antriebseinheit 3 wirksam gekoppelt.
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Zur Abdichtung des Getriebegehäuses beziehungsweise, hier bei der bevorzugten Ausführungsform, des Tankgehäuses 5 ist das zweite Dichtelement 23 insbesondere in einer die Öffnung 22 bzw. die erste Ausnehmung 13 umlaufenden Ausnehmung 19 des Trägerelementes 7 angeordnet und hier bei der bevorzugten Ausführungsform zwischen dem Trägerelement 7 und der Gehäusewandung 5b des Tankgehäuses 5 vorgesehen bzw. angeordnet.
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Insbesondere 9 zeigt auch nochmals die Anordnung der kompakten Baueinheit 1 innerhalb der entsprechenden ersten und zweiten Ausnehmung 13 und 14 des Trägerelementes 7, insbesondere die in der ersten Ausnehmung 13/Durchgangsöffnung 13a angeordnete Antriebseinheit 3 und den in der zweiten Ausnehmung 14/Durchgangsöffnung 14a teilweise sich hineinstreckenden Gehäusebereich des Steuergerätegehäuses 4a, insbesondere eines spezifischen Teilbereichs der Unterschale 4d.
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Insbesondere ist aus den Figuren ersichtlich, dass hier bei der kompakten Baueinheit 1 das Steuergerät 4 und die Antriebseinheit 3 eine geschlossene Baugruppe bilden, die insbesondere auch als Baugruppe nicht demontierbar ist.
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Ein Anschlussstecker 20 für das Steuergerät 4, insbesondere für die elektrische und/oder elektronische Verkabelung, ist in den 1 bis 10 ebenfalls teilweise dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- kompakte Baueinheit
- 1a
- Pumpenantrieb
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Antriebseinheit
- 3a
- Elektromotor
- 4
- Steuergerät
- 4a
- Steuergerätegehäuse
- 4b
- Kontaktbereich
- 4c
- Oberschale
- 4d
- Unterschale
- 4e
- elektrische Komponenten
- 4f
- elektronische Komponenten
- 5
- Tankgehäuse
- 5a
- Schmiermittel- und/oder Hydraulikmitteltankgehäuse
- 5b
- Gehäusewandung
- 6
- Kühlmittelkanal
- 7
- Trägerelement
- 7a
- Kontaktbereich
- 8
- Zuflussöffnung
- 9
- Abflussöffnung
- 10
- Strömungsleitung
- 11
- Leitung
- 12
- Leitung
- 13
- erste Ausnehmung
- 13a
- Durchgangsöffnung
- 14
- zweite Ausnehmung
- 14a
- Durchgangsöffnung
- 15
- erste Befestigungsmittel
- 15a
- Befestigungsschrauben
- 16
- zweite Befestigungsmittel
- 16a
- Befestigungsschrauben
- 17
- dritte Befestigungsmittel
- 17a
- Befestigungsschrauben
- 18
- Dichtelement
- 19
- Ausnehmung
- 20
- Anschlussstecker
- 21
- Pumpe
- 22
- Öffnung
- 23
- Dichtelement
- 24
- Zwischenraum
- 25
- Schmiermittel- bzw. Hydraulikmittelpegel, insbesondere Ölpegel
