DE102019132506A1

DE102019132506A1 - Getriebeeinrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, Antriebseinrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019132506A1
Application number: DE102019132506.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Paul; Bernd Haas
Original assignee: Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-02
Also published as: WO2021105080A1; EP4065861A1; US20220412458A1; CN115176100A

Abstract

Getriebeeinrichtung (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug (29), umfassend
- ein Getriebeelement (2),
- eine Parksperre (6), durch die das Getriebeelement (2) blockierbar ist,
- ein Getriebegehäuse (9), welches das Getriebeelement (2) und die Parksperre (6) einhaust,
- eine Anschlussvorrichtung (10) mit einer sich im Getriebegehäuse (9) erstreckenden Kabelanordnung (11), an deren erstem Ende ein Steckverbinder (12) angebracht ist, der in einer Getriebegehäuseöffnung (14) zum Kontaktieren der Kabelanordnung (11) vom Äußeren des Getriebegehäuses (9) her angeordnet ist und in einem Steckverbindergehäuse (15) angeordnete Kontaktelemente (25) aufweist, wobei ein zweites Ende des Kabelanordnung (11) mit der Parksperre (6) verbunden ist, wobei der Steckverbinder (12) wenigstens ein Dichtmittel (18, 27) zur Verhinderung eines Austretens eines Schmiermittels durch die Getriebegehäuseöffnung (14) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein elektrische antreibbares Fahrzeug, eine Antriebseinrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug und ein Fahrzeug.
Das Dokument DE 10 2015 217 875 A1 offenbart ein Antriebssystem mit einer elektrischen Maschine und einem Getriebe für ein Kraftfahrzeug. Das Getriebe weist eine Getriebeabtriebswelle und ein Getriebegehäuse sowie eine Parksperre auf.
Durch die Integration einer Parksperre in einem Getriebegehäuse kann Bauraum eingespart werden, der insbesondere im Hinblick auf den Einsatz der Getriebeeinrichtung in einer elektrischen Antriebseinrichtung eines Fahrzeugs knapp ist. Allerdings ergeben sich daraus besondere Herausforderungen wegen des Vorhandenseins von Schmiermitteln und höheren Temperaturen im Inneren des Getriebegehäuses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bauraumsparende und aufwandsarme Möglichkeit zur Anordnung einer Parksperre in einem Getriebegehäuse anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Getriebeeinrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, umfassend ein Getriebeelement, eine Parksperre, durch die das Getriebeelement blockierbar ist, ein Getriebegehäuse, welches das Getriebeelement und die Parksperre einhaust, eine Anschlussvorrichtung mit einer sich im Getriebegehäuse erstreckenden Kabelanordnung und einem Steckverbinder, der an einem erstem Ende der Kabelanordnung angebracht ist, in einer Getriebegehäuseöffnung zum Kontaktieren der Kabelanordnung vom Äußeren des Getriebegehäuses her angeordnet ist und in einem Steckverbindergehäuse angeordnete Kontaktelemente aufweist, wobei ein zweites Ende des Kabelanordnung mit der Parksperre verbunden ist, wobei der Steckverbinder wenigstens ein Dichtmittel zur Verhinderung eines Austretens eines Schmiermittels durch die Getriebegehäuseöffnung aufweist.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, das Innere des Getriebegehäuses mittels des Steckverbinders gegenüber dem Äußeren des Getriebegehäuses abzudichten. So lässt sich die Parksperre vorteilhafterweise bauraumsparend innerhalb des Getriebegehäuses anordnen, ohne dass der Betrieb der Getriebeeinrichtung durch das Austreten des Schmiermittels beeinträchtigt wird. Der Steckverbinder kann aufwandsarm mit dem Getriebegehäuse verbunden werden und stellt gleichsam die notwendige Abdichtung des Getriebegehäuses dar.
Es wird bei der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung bevorzugt, wenn ein Dichtmittel einen oder mehrere Dichtringe umfasst, die das Steckverbindergehäuse umgebend zwischen dem Steckverbindergehäuse und der Getriebegehäuseöffnung angeordnet sind. So wird ein Austreten des Schmiermittels durch Freiräume zwischen der Getriebegehäuseöffnung und dem Steckverbindergehäuse vermieden. Typischerweise ist der oder ein jeweiliger Dichtring in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut des Steckverbindergehäuses angeordnet.
Zweckmäßigerweise weist die Kabelanordnung der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung mehrere Einzelkabel auf, die elektrisch mit jeweils einem der Kontaktelemente des Steckverbinders verbunden sind.
Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn ein Dichtmittel mehrere Dichtelemente umfasst, die jeweils ein Einzelkabel gegenüber dem Steckverbindergehäuse abdichten. So kann effektiv ein Austreten des Schmiermittels durch den Steckverbinder vermieden.
Mit Vorteil kann dabei vorgesehen sein, dass das Steckverbindergehäuse mehrere ein jeweiliges Einzelkabel axial fluiddicht einschließende Aufnahmeräume aufweist, wobei ein jeweiliges Dichtelement in einem der Aufnahmeräume angeordnet ist.
Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn die Dichtelemente formschlüssig mit den Einzelkabeln, beispielsweise durch Crimpen, verbunden sind. Dies erleichtert einen Austausch des Steckverbinders oder der Kabelanordnung im Falle eines Defekts einer dieser Komponenten. Dies gilt insbesondere im Vergleich zu einer denkbaren Alternative, bei welcher die Einzelkabel zur Abdichtung mit dem Steckverbinder vergossen werden, was im Falle eines Defekts den Austausch des gesamten Anschlussvorrichtung erfordern würde.
Es wird ferner bevorzugt, wenn ein oder mehrere Einzelkabel Leistungskabel zur elektrischen Versorgung der Parksperre sind und/oder ein oder mehrere Einzelkabei Signalkabel zur Ansteuerung der Parksperre sind.
Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Primärauslösungsfunktion der Parksperre mittels eines der mehrerer der Leistungskabel versorgbar und/oder mittels eines oder mehrerer der Signalkabel ansteuerbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Sekundärauslösungsfunktion, durch die im Fall einer Störung der Primärauslösungsfunktion das Getriebeelement blockierbar ist, mittels eines oder mehrerer der Leistungskabel versorgbar ist. Die Primärauslösungsfunktion kann beispielsweise durch einen elektrischen Antrieb ausgebildet sein, durch welchen die Parksperre zum Blockieren des Getriebeelements antreibbar ist. Die Sekundärauslösungsfunktion kann beispielsweise durch einen Magneten ausgebildet sein, welcher eine mit dem elektrischen Antrieb zum Durchführen der Primärauslösefunktion gekuppelte Kupplung löst, um die Parksperre mittels einer Rückstellkraft zum Blockieren des Getriebeelements anzutreiben.
Außerdem kann bei der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung vorgesehen sein, dass im Getriebegehäuse ein Schmiermittelbad zur Schmierung des Getriebeelements vorgesehen ist und sich die Parksperre zumindest teilweise im Schmiermittelbad befindet. Wegen der erfindungsgemäßen Abdichtung ist folglich eine Anordnung der Parksperre im Schmiermittelbad möglich, wodurch bislang ungenutzte Anordnungspositionen der Parksperre im Getriebegehäuse erschlossen werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Antriebseinrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine, eine erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung und eine eine Drehbewegung der elektrischen Maschine auf die Getriebeeinrichtung übertragende Welle.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das Getriebegehäuse Teil eines die elektrische Maschine, die Getriebeeinrichtung und die Welle einhausenden Gehäuses ist.
Die Antriebseinrichtung kann ferner einen Inverter umfassen, der mittels eines Kabels mit der Anschlussvorrichtung zum Ansteuern und/oder elektrischen Versorgen der Parksperre verbindbar oder verbunden ist.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird schließlich auch gelöst durch ein Fahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung, die zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung in einem geöffneten Zustand;
2 eine Detailansicht der Getriebeeinrichtung der Anschlussvorrichtung;
3 eine perspektivische Detailansicht der Anschlussvorrichtung;
4 eine Schnittdarstellung des Steckverbinders; und
5 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.

1 ist eine Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels einer Getriebeeinrichtung 1 in einem geöffneten Zustand.
Die Getriebeeinrichtung 1 umfasst ein Getriebeelement 2, das mit weiteren Getriebeelementen 3 gekoppelt ist, um eine von einer drehfest mit dem Getriebeelement 2 verbunden Welle 4 bereitgestellte Drehbewegung zu übersetzen. An dem Getriebeelement 2 ist ferner ein Parksperrenrad 5 einer Parksperre 6 befestigt, durch welche das Getriebeelement 2 blockierbar ist. Dazu weist die Parksperre 6 ferner eine Parksperrenklinke 7 auf, die mittels eines Parksperrenaktuators 8 der Parksperre 6 in Eingriff mit dem Parksperrenrad 5 gebracht werden kann.
Die Getriebeelemente 2, 3 sowie die Parksperre 6 sind durch ein Getriebegehäuse 9 eingehaust. Zur Schmierung der Getriebeelemente 2, 3 weist die Getriebeeinrichtung 1 ein Schmiermittelbad auf, dessen betriebsüblicher Füllstand durch eine gestrichelte Linie A in 1 dargestellt ist. Ersichtlich befindet sich die Parksperre 6 teilweise im Schmiermittelbad.
Daneben umfasst die Getriebeeinrichtung 1 eine Anschlussvorrichtung 10, die eine Kabelanordnung 11, einen ersten Steckverbinder 12 und einen zweiten Steckverbinder 13 umfasst. Der Steckverbinder 12, 13 sind an gegenüberliegenden Enden der Kabelanordnung 11 angebracht, wobei der zweite Steckverbinder 13 mit dem Parksperrenaktuator 8 verbunden ist.
2 ist eine Detailansicht der Getriebeeinrichtung 1 im Bereich der Anschlussvorrichtung 10.
Der erste Steckverbinder 12 ist in einer Gehäuseöffnung 14 zum Kontaktieren der Kabelanordnung 11 vom Äußeren des Getriebegehäuses 9 her angeordnet. Dazu ist ein Steckverbindergehäuse 15 des ersten Steckverbinders 12 durch Befestigungsmittel 16, 17 auf dem Getriebegehäuse 9 aufgeflanscht.
Der erste Steckverbinder 12 weist ein erstes Dichtmittel 18 auf, das zwei Dichtringe 19, 20 umfasst. Die Dichtringe 19, 20 sind das Steckverbindergehäuse 15 umgebend zwischen diesem und der Getriebegehäuseöffnung 14 angeordnet. Das erste Dichtmittel dient zur Verhinderung eines Austretens des Schmiermittels aus der Getriebegehäuseöffnung 14, nämlich durch einen Zwischenraum zwischen dem ersten Steckverbinder 12 und der Getriebegehäuseöffnung 14.
3 ist eine perspektivische Detailansicht der Anschlussvorrichtung 10.
3 zeigt zunächst, dass die Kabelanordnung 11 mehrere Einzelkabel 21 aufweist, die von einem Gewebeschlauch 22 zwischen den Steckverbindern 12, 13 umgeben sind. Wegen der hohen im Schmiermittelbad herrschenden Temperaturen von bis zu 150 °C erfüllt die Kabelanordnung 11 hohe Temperaturanforderungen.
Dabei sind vier Einzelkabel 21 Leistungskabel zur elektrischen Versorgung des Parksperrenaktuators 8 vorgesehen. Zwei Leistungskabel versorgen eine durch einen elektrischen Antrieb ausgebildete Primärauslösungsfunktion des Parksperrenaktuators 8. Ferner versorgen zwei Leistungskabel eine durch einen Hubmagneten zum Lösen einer Kupplung des elektrischen Antriebs ausgebildete Sekundärauslösungsfunktion, durch die im Fall einer Störung der Primärauslösungsfunktion das Getriebeelement 2 blockierbar ist. Dazu wird im gelösten Zustand der Kupplung eine in einem Federelement gespeicherte Rückstellkraft im Parksperrenaktuator 8 erzeugt. Ein Einzelkabel 21 ist ein Massekabel. Daneben sind zwei Einzelkabel 21 Signalkabel, durch welche eine Sensorsignal eine Positionssensors der Parksperre 6 übermittelbar ist.
Die Kabelanordnung 11 weist ferner zwei Kabelklemmen 23, 24 auf, durch die die Anschlussvorrichtung 10 innerhalb der Getriebeeinrichtung befestigt ist.
4 ist ein Schnittdarstellung des ersten Steckverbinders 12.
Der erste Steckverbinder 12 umfasst neben dem Steckverbindergehäuse 15 mehrere Kontaktelemente 25, die jeweils mit einem der Einzelkabel elektrisch leitend verbunden sind. Für jedes Einzelkabel 21 und jedes Kontaktelement 25 weist das Steckverbindergehäuse 15 einen Aufnahmeraum 26 auf, der eines der Einzelkabel 21 axial fluiddicht einschließt.
Der Steckverbinder weist ein zweites Dichtmittel 27 auf, welches mehrere Dichtelemente 28 umfasst, die jeweils ein Einzelkabel 21 gegenüber dem Steckverbindergehäuse 15 abdichten. Die Dichtelemente 28 sind durch Crimpen mit den Einzelkabel 21 verbunden und verhindern ein Austreten des Schmiermittels durch die Getriebegehäuseöffnung 14.
5 ist eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 29 mit einem Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung 30, die zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist.
Die Antriebseinrichtung 30 umfasst eine elektrische Maschine 31 und die Getriebeeinrichtung 1, die mittels der Welle 4 zur Übertragung der Drehbewegung von der elektrischen Maschine 31 auf die Getriebeeinrichtung 1 eingerichtet ist. Daneben umfasst die Antriebseinrichtung 30 einen Inverter 32, der dazu eingerichtet ist, eine Gleichspannung in eine mehrphasige Wechselspannung zur elektrischen Versorgung der elektrischen Maschine 31 zu wandeln.
Das Getriebegehäuse 9 (siehe 1) der Getriebeeinrichtung 1 ist dabei Teil eines die elektrische Maschine 31, die Getriebeeinrichtung 1, die Welle 4 und den Inverter 32 einhausenden Gehäuses 33. Mittels eines Kabels 34 ist der Inverter 32 mit dem ersten Steckverbinder 12 der Getriebeeinrichtung 1 außerhalb des Gehäuses 33 verbunden. Über das Kabel 34 werden Steuersignale einer Steuereinrichtung des Inverters 32 an die Parksperre 6 (siehe 1) übertragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015217875 A1 [0002]

Claims

Getriebeeinrichtung (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug (29), umfassend - ein Getriebeelement (2), - eine Parksperre (6), durch die das Getriebeelement (2) blockierbar ist, - ein Getriebegehäuse (9), welches das Getriebeelement (2) und die Parksperre (6) einhaust, - eine Anschlussvorrichtung (10) mit einer sich im Getriebegehäuse (9) erstreckenden Kabelanordnung (11) und einem Steckverbinder (12), der an einem erstem Ende der Kabelanordnung (11) angebracht ist, in einer Getriebegehäuseöffnung (14) zum Kontaktieren der Kabelanordnung (11) vom Äußeren des Getriebegehäuses (9) her angeordnet ist und in einem Steckverbindergehäuse (15) angeordnete Kontaktelemente (25) aufweist, wobei ein zweites Ende des Kabelanordnung (11) mit der Parksperre (6) verbunden ist, wobei der Steckverbinder (12) wenigstens ein Dichtmittel (18, 27) zur Verhinderung eines Austretens eines Schmiermittels durch die Getriebegehäuseöffnung (14) aufweist.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Dichtmittel (18) einen oder mehrere Dichtringe (19, 20) umfasst, die das Steckverbindergehäuse (15) umgebend zwischen dem Steckverbindergehäuse (15) und der Getriebegehäuseöffnung (14) angeordnet sind.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kabelanordnung (11) mehrere Einzelkabel (21) aufweist, die elektrisch mit jeweils einem der Kontaktelemente (25) des Steckverbinders (12) verbunden sind.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 3, wobei wobei ein Dichtmittel (27) mehrere Dichtelemente (28) umfasst, die jeweils ein Einzelkabel (21) gegenüber dem Steckverbindergehäuse (15) abdichten.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 4, wobei das Steckverbindergehäuse (15) mehrere ein jeweiliges Einzelkabel (21) axial fluiddicht einschließende Aufnahmeräume (26) aufweist, wobei ein jeweiliges Dichtelement (28) in einem der Aufnahmeräume (26) angeordnet ist.
Getriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei ein oder mehrere Einzelkabel (21) Leistungskabel zur elektrischen Versorgung der Parksperre (6) sind und/oder ein oder mehrere Einzelkabel (21) Signalkabel zur Ansteuerung der Parksperre (6) sind.
Getriebeeinrichtung nach Anspruch 6, wobei - eine Primärauslösungsfunktion der Parksperre (6) mittels eines oder mehrerer der Leistungskabel versorgbar und/oder mittels eines oder mehrerer der Signalkabei ansteuerbar ist und/oder - eine Sekundärauslösungsfunktion, durch die im Fall einer Störung der Primärauslösungsfunktion das Getriebeelement (2) blockierbar ist, mittels eines oder mehrerer der Leistungskabel versorgbar ist.
Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Getriebegehäuse (9) ein Schmiermittelbad zur Schmierung des Getriebeelements (2) vorgesehen ist und sich die Parksperre (6) zumindest teilweise im Schmiermittelbad befindet.
Antriebseinrichtung (30) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug (29), umfassend - eine elektrische Maschine (31), - eine Getriebeeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und - eine eine Drehbewegung der elektrischen Maschine (31) auf die Getriebeeinrichtung (1) übertragende Welle (4).
Antriebseinrichtung nach Anspruch 9, wobei das Getriebegehäuse (9) Teil eines die elektrische Maschine (31), die Getriebeeinrichtung (1) und die Welle (4) einhausenden Gehäuses (34) ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, ferner umfassend einen Inverter (32), der mittels eines Kabels (34) mit der Anschlussvorrichtung (10) zum Ansteuern und/oder elektrischen Versorgen der Parksperre (6) verbindbar oder verbunden ist.
Fahrzeug (29), umfassend eine Antriebseinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, die zum Antreiben des Fahrzeugs (29) eingerichtet ist.