DE102004051859A1 - Gehäuse und Verfahren zur Erzeugung von Kühlstrukturen für ein Gehäuse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere Gehäuse für einen Motor oder ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges. DOLLAR A Es ist mindestens eine Nut (14) vorgesehen, welche auf der Außenseite einer Gehäusewand (12) angeordnet ist, wobei eine Abdeckung (16), die mindestens eine Nut (14) derart abschließt, dass die mindestens eine Nut (14) einen flüssigkeitsdichten, länglichen Kanal ausbildet. DOLLAR A Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Erzeugung von Kühlstrukturen für ein Gehäuse, insbesondere für das Gehäuse eines Motors oder eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, durch Ausbildung mindestens eines länglichen Kanals im Bereich des Gehäuses, welcher von einer Kühlflüssigkeit durchströmbar ist. DOLLAR A Hierzu ist mindestens eine Nut (14) in die Gehäusewand (12) mittels elektrochemischen Senkens oder mittels funkenerosiven Senkens eingebracht und derart abgedeckt, dass die mindestens eine Nut (14) einen länglichen Kanal ausbildet. DOLLAR A Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung des elektrochemischen Senkens oder des funkenerosiven Senkens zur Herstellung mindestens einer Nut (14) in einer metallischen Gehäusewand (12) eines Bauteils eines Kraftfahzeuges.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse für einen Motor oder ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Verfahren zur Erzeugung von Kühlstrukturen für ein Gehäuse durch Ausbildung mindestens eines länglichen Kanals im Bereich des Gehäuses, wobei der Kanal von einer Kühlflüssigkeit durchströmbar ist.
• Zur Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren oder Kraftfahrzeuggetrieben ist es bekannt, Kühlkreisläufe im Bereich des Motors oder des Getriebes anzuordnen. Um eine wirksame Kühlung realisieren zu können, ist es wünschenswert, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmbaren Kühlstrukturen, zum Beispiel einen Kühler, möglichst nah am abzukühlenden Medium anzuordnen. Hierzu ist es unter anderem bekannt, schlauch- beziehungsweise rohrartige Kühlstrukturen in das Gehäuse beziehungsweise die Gehäusewand eines Motors oder eines Getriebes zu integrieren.
• Nachteilhafterweise wird zur Ausbildung (Herstellung) von geeigneten Kühlstrukturen eine Vielzahl von Prozessschritten benötigt. Weiterhin wird die Baugröße durch die Integration rohr- oder schlauchartiger Kühlstrukturen in das Gehäuse erhöht. Ein weiterer Nachteil besteht in der hohen Fertigungszeit der Kühlstruktur, welche regelmäßig einen komplexen Verlauf (zum Beispiel labyrinthförmig oder mäanderförmig) aufweisen. Weiterhin nachteilig ist es, dass die Integration der Kühlstrukturen in ein Motor- oder ein Getriebegehäuse regelmäßig mit einem hohen Werkzeugverschleiß einhergeht, da Motor- beziehungsweise Getriebegehäuse regelmäßig aus stabilen Metallblöcken oder Metallstrukturen aufgebaut sind.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse, insbesondere ein Gehäuse für einen Motor oder ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges anzugeben, welches über Kühlstrukturen effizienter verfügt und schneller und kostengünstiger als die bekannten Gehäuse nach dem Stand der Technik herstellbar ist. Weiterhin soll ein Verfahren zur Erzeugung von Kühlstrukturen für ein Gehäuse, insbesondere für ein Gehäuse eines Motors oder eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges angegeben werden, mit welchem die Kühlstrukturen in geringerer Zeit, mit höherer Präzision und Güte und mit einem geringeren Kostenaufwand hergestellt werden können.
• Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5 gelöst.
• Dadurch, dass auf der Außenseite eines Gehäuses mindestens eine Nut angeordnet ist, wobei eine Abdeckung die mindestens eine Nut derart abschließt, dass die mindestens eine Nut einen flüssigkeitsdichten, länglichen Kanal ausbildet, kann erfindungsgemäß auf die Verwendung von rohr- oder schlauchförmigen, Kühlflüssigkeit führenden Gefäßen verzichtet werden. Hierdurch kann eine Kühlstruktur für ein Gehäuse besonders kostengünstig hergestellt werden. Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die mindestens eine Nut in die Gehäusewand mittels elektrochemischen Senkens (elektrochemischen Abtragens) oder mittels funkenerosiven Senkens (funkenerosiven Abtragens) einzubringen und derart abzudecken, dass die mindestens eine Nut einen länglichen, flüssigkeitsdichten Kanal ausbildet.
• Hierdurch können vor allem Nuten mit komplexerem Verlauf, wie zum Beispiel mäanderförmige oder labyrinthförmige Nuten, mit einer hohen Auflösung ausgebildet werden. Die Nuten weisen vorzugsweise eine Breite kleiner als 2 mm und eine Tiefe kleiner als 5 mm auf. Insbesondere bei komplexen Kühlstrukturen ist die Ausbildung mittels Schläuchen oder Rohren äußerst kompliziert und zeitintensiv. Um eine Integration der Schläuche oder Rohre in das Gehäuse beziehungsweise im Bereich des Gehäuses zu realisieren, wäre beispielsweise ein werkzeugverschleißendes Fräsen aus dem vollen oder aus dem vorgegossenen Material (Gehäusewand) notwendig. Dies kann durch das elektrochemische Senken beziehungsweise das funkenerosive Senken vermieden werden. Das elektrochemische Abtragen beruht auf der Auflösung eines als Anode (positiv) polarisierten metallischen Werkstoffs in einem elektrisch leitenden Medium. Das funkenerosive Abtragen beruht auch auf dem Abtragen dadurch, dass sich die elektrische Ladungsdifferenz zwischen Elektrode und Werkstück durch einen Lichtbogen entlädt und so Material an Elektrode und Werkstück abgeschmolzen wird.
• Durch das elektrochemische Abtragen kann die Abtragsrate zur Oberflächenqualität (besser als feingeschlichtet) optimiert werden. Die hohe Oberflächengüte verbessert die Anströmung des Mediums an die Strukturwände und verbessert dadurch den Wärmeübergang und somit die Effizienz der Kühlung.
• Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
• Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
• 1 eine ausschnittsweise, geschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses und
• 2 ein Beispiel für eine mögliche, mittels der erfindungsgemäßen Nut erzeugten Kühlstruktur.
• 1 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Gehäuses für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges in geschnittener Darstellung. Erfindungsgemäß ist in die äußere Gehäusewand 12 eine Nut 14 mittels elektrochemischen Senkens (elektrochemischen Abtragens) eingebracht, wobei die Struktur der Nut 14 in 2 in Draufsicht dargestellt ist. Die Struktur der Nut 14 hängt vor allem vom Aufbau des zu kühlenden Bauteils ab. Dabei wird die Nut 14 derart über die Gehäuseoberfläche verteilt, dass eine möglichst wirksame Kühlung entsteht. Dazu ist es vorgesehen, die Auflösung der Nut 14 möglichst groß zu halten. Daher beträgt die Breite der Nut 14 kleiner als 2 mm und die Tiefe kleiner als 5 mm. Die Nut 14 wird über ihren gesamten Bereich mit einer Abdeckung 16 versehen, so dass lediglich eine Einlass- und eine Auslassöffnung der Nut 14 verbleibt und ein mit einer Kühlflüssigkeit durchströmbarer Kanal gebildet wird. Durch diesen Kanal kann dann später während des Betriebs des Getriebes eine Kühlflüssigkeit durchströmen, welche die vom erhitzten Medium 10 in die Gehäusewand 12 geleitete Wärme aufnimmt und abführt. Das erfindungsgemäße Gehäuse ist jedoch nicht nur auf die Verwendung für ein Gehäuse für Motoren oder Getriebe beschränkt, sondern kann auch für weitere Applikationen, beispielsweise als Gehäuse für eine Leistungselektronik in einem Kraftfahrzeug, dienen.

10

erhitztes Medium

12

Gehäusewand

14

Nut

16

Abdeckung

Claims (11)

1. Gehäuse, insbesondere Gehäuse für einen Motor oder ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, gekennzeichnet durch mindestens eine Nut (14), welche auf der Außenseite einer Gehäusewand (12) angeordnet ist, wobei eine Abdeckung (16) die mindestens eine Nut (14) derart ab abschließt, dass die mindestens eine Nut (14) einen flüssigkeitsdichten, länglichen Kanal ausbildet.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut mäanderförmig und labyrinthförmig ausgebildet ist.
3. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) mit einer Breite kleiner als 2 mm ausgebildet ist.
4. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) mit einer Tiefe kleiner als 5 mm ausgebildet ist.
5. Verfahren zur Erzeugung von Kühlstrukturen für ein Gehäuse, insbesondere für das Gehäuse eines Motors oder eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, durch Ausbildung mindestens eines länglichen Kanals im Bereich des Gehäuses, welcher von einer Kühlflüssigkeit durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Nut (14) in die Gehäusewand (12) mittels elektrochemischen Abtragens oder mittels funkenerosiven Abtragens eingebracht und derart abgedeckt wird, dass die mindestens eine Nut (14) einen länglichen Kanal ausbildet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Nut (14) in die äußere Gehäusewand (12) eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) mäanderförmig oder labyrinthförmig ausgebildet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) mit einer Breite kleiner als 2 mm ausgebildet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (14) mit einer Tiefe kleiner als 5 mm ausgebildet wird.
10. Verwendung des elektrochemischen Senkens oder des funkenerosiven Senkens zur Herstellung mindestens einer Nut (14) in einer metallischen Gehäusewand (12) eines Bauteils eines Kraftfahrzeuges.
11. Verwendung des elektrochemischen Senkens oder des funkenerosiven Senkens nach Anspruch 10, zur Herstellung mindestens einer Nut (14) in einer metallischen Gehäusewand (12) eines Motors oder eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges.