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Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine elektrische Maschine, umfassend einen derartigen Stator.
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In der
DE 10 2010 063 581 A1 ist ein gattungsgemäßer Stator für eine elektrische Maschine beschrieben. Dabei ist ein Temperatursensorhalter zwischen zwei Statorspulen angeordnet. Ein Temperatursensor ist hierbei zwischen einem Federabschnitt des Temperatursensorhalters sowie einzelnen Leiterdrähten der Spule angeordnet. Dabei ist die Anordnung des Temperatursensors zwischen dem Temperatursensorhalter und den Leiterdrähten der Spule nicht eindeutig vorgegeben. Insbesondere kann der Temperatursensor nach der Montage durch axiales Einschieben an verschiedenen Positionen zwischen jeweils zwei Leiterdrähten an der Spule sowie an dem Aufnahmebereich des Federabschnitts angeordnet sein.
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Innerhalb einer elektrischen Maschine können Temperaturen von bis zu 200 Grad Celsius auftreten, sodass eine Federkraft des Federabschnitts der zumeist aus Kunststoff hergestellten Temperatursensorhalter nachlassen kann. Dadurch sinkt eine Anpresskraft eines jeweiligen Federabschnitts auf den Temperatursensor zur Spule hin ab. Dadurch kann die Messgenauigkeit verringern und der Temperatursensor gegebenenfalls verrutschen oder sogar herausfallen.
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Dabei können Messwerte von Temperatursensoren an elektrischen Maschinen über eine Serienproduktion streuen. Insbesondere eine eindeutige Anordnung an der Spule über die gesamte Serie, sowie eine hohe Anpresskraft verringern diese Streueffekte.
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Es ist daher Aufgabe einen Temperatursensorhalter bereitzustellen, der eine eindeutige Positionierung des Temperatursensors an einer Spule der elektrischen Maschine bereitstellt, wobei der Temperatursensor auch bei hohen Temperaturen sicher und mit gleichbleibender Anpresskraft dauerhaft an die Spule angedrückt wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator gemäß dem Patentanspruch 1. In den abhängigen Patenansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsvarianten des Stators beschrieben.
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Der für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs geeignete Stator weist unter anderem eine Spule, einen Temperatursensor und einen Temperatursensorhalter auf. Der Temperatursensorhalter ist dabei benachbart zu einer Spule angeordnet und günstigerweise an dem Stator befestigt. Gegebenenfalls ist der Temperatursensor auch zwischen zwei Spulen angeordnet. Der Temperatursensorhalter umfasst dabei einen Grundkörper und einen an dem Grundkörper angeordneten Federabschnitt. Der Temperatursensorhalter, insbesondere der Grundkörper und der Temperatursensorhalter, sind dabei vorzugsweise einteilig, beispielsweise als Kunststoffteil, ausgebildet.
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Zwischen der Spule und dem Temperatursensorhalter ist weiterhin der Temperatursensor angeordnet. Dieser wird durch den Federabschnitt des Temperatursensorhalters in Wirkrichtung des Federabschnitts zu der Spule hin mit einer Anpresskraft beaufschlagt.
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Bei der Montage des Stators wird der Temperatursensorhalter vorzugsweise axial in den Stator eingeschoben und an diesem befestigt. Zwischen dem Temperatursensorhalter, insbesondere dem Federabschnitt, und der Spule, insbesondere den Leiterdrähten der Spule, ist an dem Stator ein Freiraum ausgebildet, in den der Temperatursensor eingeschoben wird. Der Einschub des Temperatursensors erfolgt günstigerweise entlang oder entgegengesetzt zur Einschubrichtung des Temperatursensorhalters. Der Temperatursensor ist dabei günstigerweise an dem Federabschnitt und an den Leiterdrähten der Spule, gegebenenfalls an einem die Leiterdrähte umgebenden Isolierband der Spule, angeordnet.
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Der Federabschnitt wird durch den eingebrachten Temperatursensor entgegen der Wirkrichtung vorgespannt und bewirkt einen Anpresskraft auf den Temperatursensor in Wirkrichtung zur Spule hin. Der Temperatursensor wird somit an die Spule angedrückt. Diese Vorspannung wird beispielsweise durch entsprechende Dimensionierung von Freiraum und Temperatursensor erreicht.
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Günstigerweise ist der Querschnitt des Temperatursensors größer als der Querschnitt des Freiraums. Mit anderen Worten ist die Fläche des Querschnitts des Temperatursensors größer als eine gleichgeformte Fläche des Freiraums. Ebenso kann eine Ausdehnung oder Breite des Temperatursensors entlang der Wirkrichtung des Federabschnitts größer ausgebildet sein, als eine Ausdehnung oder Breite des Freiraums in Wirkrichtung.
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Der Federabschnitt ist dabei über zumindest zwei Verbindungsstellen an dem Grundkörper des Temperatursensorhalters angeordnet oder mit diesem verbunden.
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Durch die Ausbildung von zwei Verbindungsstellen kann eine Kraftwirkung verbessert werden. Zudem wird die Abhängigkeit der Anpresskraft von hohen Temperaturen verringert, wodurch diese auch in verschiedenen Betriebszuständen der elektrischen Maschine eine ausreichend groß bleibt.
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Mit besonderem Vorteil sind die Verbindungsstellen an dem Federabschnitt gegenüberliegend zueinander angeordnet oder ausgebildet.
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Durch die Gegenüberliegende Anordnung der Verbindungsstellen wird der Federabschnitt bei der Montage des Temperatursensors nicht nur quer durch Scherung entgegen der Wirkrichtung ausgelenkt, sondern zudem in Längsrichtung unter Spannung gesetzt. Die Anpresskraft wird hierdurch wesentlich erhöht und der Federabschnitt ist wesentlich stabiler ausgebildet, insbesondere stabiler an dem Grundkörper angeordnet.
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Dabei sind die Verbindungsstellen günstigerweise in Einschubrichtung des Temperatursensors zueinander gegenüberliegend an dem Federabschnitt angeordnet. Hierdurch wird eine über das gesamte Temperaturspektrum ausreichende Anpresskraft, die den Temperatursensor verrutsch und verliersicher an dem Stator befestigt, verwirklicht.
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Mit besonderem Vorteil sind der Temperatursensorhalter, insbesondere der Grundkörper und der Federabschnitt, einteilig ausgebildet.
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Hierdurch ist eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung, beispielsweise als Kunststoffteil mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens, möglich.
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In einer weiteren Ausführungsvariante weist der Federabschnitt mehrere Teilabschnitte auf, wobei zumindest einer der Teilabschnitte des Federabschnitts in Wirkrichtung gegenüber dem Grundkörper oder anderen Teilabschnitten versetzt ist oder hervorsteht.
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Mit anderen Worten steht der Federabschnitt, insbesondere ein Teilabschnitt des Federabschnitts, an dem Temperatursensorhalter in Wirkrichtung gegenüber dem Grundkörper hervor. Ebenso kann eine Oberfläche des Federabschnitts, die in Anlagekontakt mit dem Temperatursensor steht bzw. stehen wird, in Wirkrichtung zu einer Oberfläche des Grundkörpers versetzt sein. Ebenso kann der Versatz anstelle der in Wirkrichtung senkrecht zur Einschubrichtung des Temperatursensors erfolgen. Der Versatz ist insbesondere zwischen einer Leifläche des Grundkörpers und einer Führungsfläche des Federabschnitts ausgebildet.
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Der Versatz kann beispielsweise nach Montage des Temperatursensors verringert verbleiben, verschwindend gering werden oder in einen negativen Versatz übergehen. Durch den Versatz wird der Freiraum insbesondere nochmals verkleinert, sodass der Verdrängungseffekt des Temperatursensors bei der Montage verstärkt wird und dadurch eine größere Anpresskraft bereitgestellt wird.
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Alternativ ist eine Länge des Federabschnitts größer als ein Abstand zwischen den Verbindungsstellen.
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Diese größere Länge des Federabschnitts kann beispielsweise durch den Versatz eines Teilabschnitts des Federabschnitts erreicht werden. Die erhöhte Länge ergibt sich insbesondere durch den bedingten Umweg des Versatzes entlang des Federabschnitts. Dabei werden hierbei insbesondere die bereits zum seitlichen Versatz erläuterten Vorteile erreicht.
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Mit Vorteil ist an dem Temperatursensorhalter zumindest eine Führungsfläche und an der Spule eine Kontaktfläche ausgebildet, durch die eine Position des Temperatursensors an dem Temperatursensorhalter und der Spule eindeutig festgelegt ist.
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Insbesondere ist die Position des Temperatursensors durch die Führungsfläche und die Kontaktfläche senkrecht zur Wirkrichtung des Federabschnitts und senkrecht zur Einschubrichtung des Temperatursensors an dem Temperatursensorhalter festgelegt. Mit anderen Worten ist die Position in Querschnittsansicht eindeutig zu dem Temperatursensorhalter und der Spule vorgegeben.
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Der Temperatursensor ist dabei durch die Führungsfläche oder durch mehrere Führungsflächen in seiner Beweglichkeit, insbesondere in seiner Beweglichkeit senkrecht zur Wirkrichtung und zur Einschubrichtung des Temperatursensors, eingeschränkt. Dies kann beispielsweise durch eine im Querschnitt kreisförmige oder v-förmige Führungsfläche des Federabschnitts erreicht werden.
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Der Temperatursensor liegt dabei in einer Art Aufnahme und an der Spule an, wobei durch die Anpresskraft des Federabschnitts und die Aufnahme bzw. die Führungsfläche eine feste und eindeutige Anordnung erzielt wird.
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Dabei wird der Temperatursensor bei der Montage günstigerweise durch Leitabschnitte des Temperatursensors zu der Führungsfläche geleitet. Dementsprechend ist nur eine eindeutige Montageposition zwischen dem Temperatursensorhalter und der Spule möglich.
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Die erwähnte, im Querschnitt v-förmige Führungsfläche kann ebenso als zwei Führungsflächen betrachtet werden. Insbesondere sind günstigerweise zwei Führungsflächen an dem Temperatursensorhalter angeordnet. Dabei kann eine der Führungsflächen an dem Federabschnitt und eine weitere an dem Grundkörper, beispielsweise an einem Leitabschnitt des Grundkörpers, ausgebildet sein. Ebenso können beide Führungsflächen an dem Federabschnitt ausgebildet sein.
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Durch die Anordnung zumindest eines Führungsabschnitts an dem Federabschnitt wird die bereits erwähnte Anpresskraft optimal auf den Temperatursensor übertragen. Zudem wird durch einen zweiten Führungsabschnitt gegebenenfalls eine weitere Bewegungsrichtung eingeschränkt. Zusammen mit der Kontaktfläche der Spule ist eine eindeutige Anordnung des Temperatursensors an dem Stator mit hoher Anpresskraft erzielbar.
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Es wird daher vorgeschlagen, dass zumindest die erste Führungsfläche mehrerer Führungsflächen des Temperatursensors an dem Federabschnitt angeordnet ist
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In einer weiteren Ausgestaltung sind eine erste Führungsfläche und eine zweite Führungsfläche an dem Federabschnitt ausgebildet, sodass insbesondere eine Position des Temperatursensors senkrecht zur Wirkrichtung des Federabschnitts und senkrecht zur Einschubrichtung des Temperatursensors an den Temperatursensorhalter eindeutig festgelegt ist.
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Der Grundkörper des Temperatursensorhalters kann einen oder mehrere Leitabschnitte aufweisen. Diese Leitabschnitte führen den Temperatursensor bei der Montage zur korrekten Position an dem Federabschnitt hin. Beispielsweise wirkt ein Leitabschnitt derart, dass der Temperatursensor ausschließlich auf der Seite an dem Temperatursensorhalter eingeschoben werden kann, in welche die Wirkrichtung des Federabschnitts wirkt. Zudem können zwei weitere Leitabschnitte gegenüberliegend an dem Federabschnitt angeordnet sind, sodass der Temperatursensor bei der Montage zwischen den zwei gegenüberliegenden Leitabschnitten zwingend an dem Führungsabschnitt des Federabschnitts zur Anlage kommt. Die Spule dient hierbei mit einer Kontaktfläche im Wesentlichen als weitere Leitkontur für den Temperatursensor.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die erste Führungsfläche an dem Federabschnitt und die zweite Führungsfläche an dem Grundkörper, insbesondere einem Leitabschnitt des Grundkörpers, angeordnet.
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Eine Führungsfläche an dem Federabschnitt kann beispielsweise durch eine zur Wirkrichtung des Federabschnitts schräg angestellte Fläche ausgebildet sein. Dadurch wird der Temperatursensor quer zur Einschubrichtung verschoben und kommt zur Anlage an einen Führungsabschnitt des Grundkörpers, beispielsweise einer Führungsfläche, die an einem Leitabschnitts angeordnet ist.
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Ebenso wird vorgeschlagen, dass zwischen der ersten Führungsfläche und der zweiten Führungsfläche ein spitzer Winkel ausgebildet ist.
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Mit besonderem Vorteil liegt der Temperatursensor an den Führungsflächen des Temperatursensorhalters und der Kontaktfläche der Spule an. Die Leitabschnitte, Führungsflächen und Kontaktflächen sind dabei derart ausgebildet, dass der Temperatursensor bei der Montage zu seiner eindeutigen Position an dem Stator geleitet und an dieser angeordnet wird. Der Temperatursensor ist dabei derart konfektioniert, dass dieser mit dessen zugehörigen Leitungen eine bestimmte Länge aufweist, sodass bei der Montage immer eine Anlage an dem Federabschnitt erreicht wird.
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Mit besonderem Vorteil ist an dem Federabschnitt ein Führungsabschnitt ausgebildet, der die erste Führungsfläche ausbildet.
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Der Führungsabschnitt kann dabei gemäß den bereits erwähnten Ausführungsvarianten ausgeführt sein, beispielsweise mit Versatz. Alternativ kann der Führungsabschnitt an dem Federabschnitt durch eine Erhebung in Wirkrichtung ausgeführt sein, die eine erste Führungsfläche bereitstellt, welche einer zweiten Führungsfläche, beispielsweise eines Leitabschnitt des Grundkörpers gegenüberliegt. Der Temperatursensor kann dabei beispielsweise über eine Rampenfläche zwischen die erste und die zweite Führungsfläche geleitet werden. Dabei entspricht der Abstand der ersten Führungsfläche und der zweiten Führungsfläche im Wesentlichen der zugehörigen Dimension des Temperatursensors oder ist kleiner als diese. Die beiden Führungsflächen legen hierbei die Position quer zur Wirkrichtung fest, wobei der Federabschnitt den Temperatursensor an die Kontaktfläche anpresst und somit die Beweglichkeit in Wirkrichtung fixiert. Weitere Ausführungen sind durchaus denkbar.
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Des Weiteren wird eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Dabei umfasst die elektrische Maschine einen Stator mit einem Temperatursensorhalter gemäß zumindest einer der vorigen Ausführungen oder einem der Patentansprüche 1 bis 9.
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Im weiteren allgemeinen Beschreibungsteil sind Ausführungen zur Befestigung des Temperatursensorhalters an dem Stator gemacht.
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Der Temperatursensorhalter umfasst hierbei einen Grundkörper und einen Befestigungsabschnitt. Dabei ist der Befestigungsabschnitt in Grenzen zu dem Grundkörper des Temperatursensorhalters beweglich bzw. verschwenkbar ausgebildet. Durch diese Verschwenkbarkeit kann der Befestigungsabschnitt beim Montieren des Temperatursensorhalters ausgelenkt werden, wodurch eine Rastnase des Befestigungsabschnitts eine Rastfunktion an einem Halteelement, welches vorzugsweise durch ein Bauteil eines Stators einer elektrischen Maschine ausgebildet ist, bewirken kann.
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Dieses Halteelement ist nach der Montage an dem Temperatursensorhalter innerhalb eines Aufnahmespalts angeordnet, der zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Grundkörper ausgebildet ist. Der Aufnahmespalt erstreckt sich hierbei zwischen einer Oberfläche des Grundkörpers zu einer Oberfläche des Befestigungsabschnitts. Der Temperatursensorhalter wird dabei über eine Sperrfläche einer Rastnase des Befestigungsabschnitts gegenüber dem Halteelement verliersicher angeordnet. Die Rastnase, insbesondere dessen Sperrfläche, hintergreift das Halteelement, während der Befestigungsabschnitt das Halteelement übergreift. Die Sperrfläche ist dabei günstigerweise senkrecht zu der Oberfläche des Befestigungsabschnitts ausgebildet, um eine Haltewirkung zu verbessern.
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Die Sperrfläche erstreckt sich dabei günstigerweise in Richtung der Flächennormalen der Oberfläche des Befestigungsabschnitts bzw. entgegen der Richtung der Flächennormalen der Oberfläche des Grundkörpers. Dabei deckt die Sperrfläche zumindest den Aufnahmespalt ab oder überdeckt diesen. Der Abstand zwischen der Oberfläche des Grundkörpers und der Oberfläche des Befestigungsabschnitts entspricht somit der Länge der Sperrfläche.
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Die Rastnase weist zudem eine Rastnasefläche auf, die parallel zu der Oberfläche des Befestigungsabschnitts ausgebildet ist. Die Rastnasenfläche und die Oberfläche des Grundkörpers liegen dabei günstigerweise in einer Ebene oder bilden eine Ebene aus.
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Dadurch ist die Sperrfläche möglichst lang ausgebildet, sodass die Rastwirkung dadurch verbessert wird. Insbesondere ein Lösen durch Vibrationen kann dadurch verringert werden.
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Zudem ist an der Rastnase eine Montagerampe ausgebildet, die bei Einschieben bzw. bei der Montage des Temperatursensorhalters ein Ausschwenken des Befestigungsabschnitts ermöglicht. Dabei gleitet der Befestigungsabschnitt über die Montagerampe über das Halteelement hinweg, bis dieses die Rastnase vollständig passiert hat und der Befestigungsabschnitt einrastet.
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Mit besonderem Vorteil ist der Rastnase gegenüberliegend an dem Grundkörper eine Aussparung ausgebildet.
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Diese Aussparung erstreckt sich von der Oberfläche des Grundkörpers in diesen hinein. Dadurch wird insbesondere eine einteilige Herstellung als Kunststoffteil in einem Spritzgussverfahren erleichtert.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Rastnase in die Aussparung eingreift oder die Länge der Sperrfläche größer ist als die Höhe des Aufnahmespalts.
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Mit anderen Worten ist die Rastnasenfläche innerhalb der Aussparung angeordnet. Die Sperrfläche kann hierbei nochmals verlängert und die Haltefunktion entsprechend verbessert werden.
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Zudem wird eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Diese umfasst dabei einen Temperatursensor gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3 oder zumindest einer der Ausführungsvarianten des Temperatursensorhalters der Beschreibung.
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Mit besonderem Vorteil ist der Temperatursensorhalter zusätzlich zu der Verrastung an der elektrischen Maschine durch Klebstoff gesichert.
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Hierdurch wird ein Lösen des Temperatursensorhalters nochmals verbessert. Dies kann beispielsweise für weitere Befestigungssicherheit sorgen, wenn der Temperatursensor eine Sicherheitsfunktion aufweist.
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Mit besonderem Vorteil ist der Temperatursensorhalter durch Tränken des Stators und anschließendes Aushärten mit einer Isolierschicht überzogen und dadurch zusätzlich zu der Verrastung an der elektrischen Maschine befestigt.
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Auch hierdurch wird eine verbesserte Befestigung erreicht.
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Weitere mögliche Ausführungsvarianten des Temperatursensorhalters sind im weiteren Beschreiben.
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Der Stator mit Temperatursensorhalter und die elektrische Maschine werden im Weiteren beispielhaft anhand der folgenden Figuren erläutert. Es zeigt:
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1 einen Temperatursensorhalter mit einem Befestigungsabschnitt und einem Federabschnitt;
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2 einen Ausschnitt aus einem Stator einer elektrischen Maschine mit einem Temperatursensorhalter gemäß der 1;
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3 einen Längsschnitt des Stators gemäß 2;
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4 einen Längsschnitt des Stators gemäß 2 mit einem Temperatursensor;
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5 den Stator aus 2, 3 und 4 in einem perspektivischen Schnitt;
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6 einen weiteren perspektivischen Schnitt des Stators aus den 2, 3 4 und 5;
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7 eine weitere Ausführungsvariante des Temperatursensorhalters aus 1;
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8 eine weitere Ausführungsvariante des Temperatursensorhalters aus 1;
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9 eine weitere Darstellung des Temperatursensorhalters aus 8 mit mehreren Führungsfläche;
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10 den Temperatursensorhalter aus 9 mit einer abgewandelten Anordnung der Führungsflächen;
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11 den Temperatursensorhalter aus 9 mit einer Führungsfläche;
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12 einen Stator mit einem Temperatursensorhalter gemäß 8 und 9 und einem Temperatursensor;
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13 den Stator aus 12 in einer perspektivischen Schnittansicht;
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14 den Stator aus 12 und 13 in einer weiteren perspektivischen Schnittansicht.
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In der 1 ist ein Temperatursensorhalter 10 gezeigt. Dieser Temperatursensorhalter 10 ist länglich ausgebildet und umfasst einen Grundkörper 12 sowie einen an dem Grundkörper 12 angeordneten Federabschnitt 14 und einen an dem Grundkörper angeordneten Befestigungsabschnitt 16. Zudem ist an dem Grundkörper ein u-förmiger Eingriffsabschnitt 18 ausgebildet.
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Der Temperatursensorhalter 10 ist in den 2–6 innerhalb eines Stators in verschiedenen Darstellungs- und Schnittansichten gezeigt. Dabei ist der Temperatursensor innerhalb einer elektrischen Maschine 20 angeordnet. Die elektrische Maschine umfasst unter anderem einen Stator 22 und einen Rotor 24, die innerhalb eines Gehäuses 26 angeordnet sind. Dabei sind an dem Stator 22 mehrere Spulen 28 ausgebildet. Der Temperatursensor 10 ist dabei zwischen zwei Spulen 28, bzw. benachbart zu einer Spule 28 angeordnet und an dem Stator 22 befestigt.
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Hierzu greift gemäß 5 einerseits der Eingriffsabschnitt 18 in eine Aufnahme 30 des Stators 22 ein, um einen vorderen Anteil des Temperatursensorhalters gegenüber dem Stator 22 anzuordnen. Weiterhin übergreift der Befestigungsabschnitt 16 des Temperatursensorhalters 10 ein Halteelement 32. Das Halteelement 32 ist an dem Temperatursensorhalter 10 innerhalb eines Aufnahmespalts 33 angeordnet, der zwischen einer Oberfläche des Befestigungsabschnitts 35 und einer Oberfläche des Grundkörpers 44 ausgebildet ist. Dieses Halteelement 32 kann beispielsweise an dem Stator durch ein ringförmiges Kunststoffteil ausgebildet sein, wobei dieses aufgrund der Übersichtlichkeit lediglich in 2 dargestellt ist.
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Durch die Aufnahme des Halteelements 32 innerhalb des Aufnahmespalts 33 wird ein hinterer Teil des Temperatursensorhalters 10 in axialer sowie in radialer Richtung fest an dem Stator 22 angeordnet. Dabei hintergreift eine Rastnase 36 des Befestigungsabschnitts 16 das Halteelement 32, sodass eine Sperrfläche 36, die axialseitig an der Rastnase 36 auf Seiten des Befestigungsabschnitts 16 ausgebildet ist ein Lösen des Temperatursensorhalters 10 von dem Stator 22 verhindert.
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Bei der Montage wird der Temperatursensor 58 axial zwischen zwei Spulen 28 eingeschoben, wobei der Eingriffsabschnitt 18 in die Aufnahme 30 eingreift und ein Befestigungsabschnitt 16, insbesondere die Rastnase 36 über eine Montagerampe 40 der Rastnase 36 über das Halteelement 32 hinweggehoben wird, an diesem entlanggleitet und anschließend einschnappt.
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Dabei ist an dem Grundkörper 12 des Temperatursensorhalters 10 eine Aussparung 42 ausgebildet, die der Rastnase 36 des Befestigungsabschnitts 16 gegenüberliegt. Die Aussparung 42 ist an dem Grundkörper 12 als Vertiefung 42 gegenüber der Oberfläche des Grundkörpers 44 ausgebildet, die in den Grundkörper 12 hinein weist. Dabei ragt die Rastnase 36 günstigerweise in die Aussparung 42 hinein bzw. greift in diese ein oder ist zumindest eben mit der Oberfläche 44. Dies ist beispielsweise in der 3 deutlich zu erkennen, in der eine Rastnasenfläche 46 und die Oberfläche 44 des Grundkörpers in derselben Ebene liegen. Hierdurch ist die Sperrfläche 38 ausreichend groß gestaltet, sodass ein Lösen des Temperatursensors 10 von dem Stator 22 effektiv verhindert wird.
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Mit anderen Worten ist eine Länge der Sperrfläche 38 gleich groß oder größer als ein Abstand zwischen der Oberfläche des Befestigungsabschnitts 35 und der Oberfläche des Grundkörpers 44 bzw. der Breite des Aufnahmespalts 33 ausgebildet.
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Der Temperatursensorhalter wird hierbei von der dem Gehäuse 26 gegenüberliegenden Seite, insbesondere von einer Rotorseite aus in den Stator 22 eingeschoben bzw. an diesem über den Befestigungsabschnitt 16, insbesondere über die Sperrfläche 38 der Rastnase 36, befestigt.
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Der Federabschnitt 14 des Temperatursensorhalters 10 ist dabei über zwei Verbindungsstellen 48 einteilig mit dem Grundkörper 12 des Temperatursensorhalters 10 verbunden. Der Grundkörper 12 ist dabei unter anderem durch drei Leitabschnitte 50 ausgebildet, die in einem Querschnitt, zu sehen in 2 u-förmig zueinander angeordnet sind. Dabei ist der Leitabschnitts 50b im Wesentlichen zweiteilig unter Zwischenschaltung des Federabschnitts 14 ausgebildet. Dabei übt der befestigungsseitig ausgebildete Leitabschnitt 50b zwar in dieser speziellen Ausführungsvariante keine Leit- oder Führungsfunktion für die Montage aus, wird aber dennoch als Leitabschnitt 50b bezeichnet. Neben den Leitabschnitten weist der Temperatursensorhalter 10 zudem einen Einschubabschnitt 54 zur Führung des Temperatursensors 58 bei der Montage auf.
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Der Federabschnitt 14 weist dabei zwischen seinen beiden Verbindungsstellen 48 einen Versatz auf, der hierbei über Versatzabschnitte 52 bewerkstelligt wird. Dabei ist ein Teilabschnitt 15b des Federabschnitts gegenüber den benachbarten Teilabschnitten 15a und 15c in Wirkrichtung W zu diesen versetzt. Die Wirkrichtung W entspricht dabei im Wesentlichen der Richtung der Anpresskraft, in die der Federabschnitt 14 nach Montage des Temperatursensors 58 wirkt. Ebenso ist der Teilabschnitt 15b gegenüber dem Leitabschnitt 50b in Wirkrichtung W des Federabschnitts versetzt. Durch den seitlichen Versatz ist zudem eine Länge des Federabschnitts 14 größer als der Abstand zwischen den beiden Verbindungsstellen 48, die an dem Federabschnitt 14 gegenüberliegend zueinander angeordnet sind.
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Der Versatz kann ebenso erreicht werden, wenn der Federabschnitt, beispielsweise im Vergleich mit dem Leitabschnitt 50b, in seiner Breite in Wirkrichtung W vergrößert ist. Hierbei wäre eine Länge des Federabschnitts im Wesentlichen unverändert.
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Der montierte Temperatursensorhalter 10 bildet dabei, ersichtlich in 2, zwischen dem Federabschnitt 14 und der Spule 28 einen Freiraum 56 aus. Dabei wird der Temperatursensor 58 innerhalb dieses Freiraums 56 aufgenommen. Der Temperatursensor 58 liegt nach Montage einerseits an dem Temperatursensorhalter 10, insbesondere an dem Federabschnitt 14, und an der Spule 28, insbesondere an Leiterabschnitte oder an einem Isolationspapier der Spule 28, an.
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Der Federabschnitt 14 ist wie in 1 zu sehen ist, in Längsrichtung in einem ersten oder vorderen Drittel angeordnet. Vorne ist hierbei der Einschubrichtung des Temperatursensorhalters 10 entgegenkommend. Der Federabschnitt 14 ist dabei in Längsrichtung derart an dem Temperatursensorhalter 10 angeordnet, dass ein vorkonfektionierter Temperatursensor 58 bei der Montage im Wesentlichen immer an derselben Stelle des Federabschnitts 14 in Anlagekontakt kommt.
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Betrachtet man den Temperatursensorhalter 10 in 2 von vorne, so ist der Federabschnitt im Vergleich zu dem Leitabschnitt 50b seitlich versetzt bzw. zu dem Temperatursensorhalter 10 mittig angeordnet. Bei der Montage kann der Temperatursensor daher nur auf der Seite, die in Wirkrichtung W liegt, an dem Grundkörper bzw. dem Leitabschnitt 50b entlanggleiten.
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Der Temperatursensor 58 wird dabei, wie in 4 zu sehen, in entgegengesetzter Richtung zur Montagerichtung des Temperatursensorhalters 10 an dem Stator bzw. der elektrischen Maschine 20 eingeführt bzw. montiert. Grundsätzlich ist eine Montage aus derselben Richtung ebenfalls denkbar.
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Dabei wird bei der Montage der Temperatursensor 58 in axialer Richtung durch eine Öffnung 60 des Gehäuses 26 eingebracht. Der Temperatursensor wird zunächst von einem Einschubabschnitt 54, der im Wesentlichen maulartig ausgebildet ist, radial eingefangen und zu den Leitabschnitten 50 hingeführt.
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Der Leitabschnitt 50b bewirkt hierbei eine Anordnung des Temperatursensors 58 bei Einschub auf der korrekten Wirkseite des Federabschnitts 14. Gemäß 2 ist dies die umfangsseitig richtige Anordnung an dem Temperatursensorhalter 10. Des Weiteren wird die radiale Ausrichtung des Temperatursensors 58 durch die Leitabschnitte 50a und 50c bewerkstelligt. Die Beweglichkeit des Temperatursensors 58 in radialer Richtung wird bei der Montage durch die Leitabschnitte 50a und 50c begrenzt.
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Dadurch wird der im Querschnitt kreisförmige Temperatursensor 58 zuverlässig zu dem Federabschnitt 14 geführt und an diesem angeordnet. Bei der Montage bzw. dem Einschub des Temperatursensors 58 wird der Federabschnitt 14 entgegen der Wirkrichtung vorgespannt. Dies geschieht insbesondere dadurch, dass ein Querschnitt des Freiraums 56, insbesondere eine Breite des Freiraums 56 geringer ist als ein Durchmesser oder eine Breite des Temperatursensors 58. Der Temperatursensor 58 legt sich somit einerseits an der Spule, insbesondere an dessen Isolationspapier 59, und an dem Federabschnitt 14 an. Aufgrund der Vorspannung des Federabschnitts 14 wird der Temperatursensor 58 mit einer Anpresskraft an die Spule angedrückt.
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Bei vollständigem Einschub des Temperatursensors 58 ist ein Dichtungselement 62 fest innerhalb der Öffnung 60 angeordnet. Der Temperatursensor 58 ist hierbei an dem Federabschnitt 14 angeordnet. Dabei bewerkstelligt der Dichtungsabschnitt 62 einen zumindest fluid- und vorteilhafterweise auch gasdichten Verschluss sowie eine Leitungsdurchführung für den Temperatursensor 58. Zusätzlich ist der Temperatursensor 58 und das Dichtungselement 62 über ein Sicherungselement 64, insbesondere ein Sicherungsblech 64 in axialer Richtung gesichert. Dieses Sicherungselement 64 ist hier beispielhaft an dem Gehäuse 26 verschraubt.
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In der 7 ist eine weitere Ausführungsvariante des Temperatursensorhalters 10 dargestellt. Dabei weist der Federabschnitt 14 zusätzlich einen Führungsabschnitt 66 auf. Dieser Führungsabschnitt 66 entspricht hierbei im Wesentlichen einer in Wirkrichtung W des Federabschnitts 14 ausgebildeten Erhebung.
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Dieser Führungsabschnitt 66 weist einerseits eine Rampenfläche 68 sowie eine Führungsfläche 70 auf. Bei dem Einschub des Temperatursensors 58 wird dieser zunächst über die Rampenfläche 68 nach oben hin geführt, insbesondere zu dem Leitabschnitt 50c hin. Dabei liegt der Temperatursensor an der ersten Führungsfläche 70 des Führungsabschnitts 66 sowie an einer zweiten Führungsfläche 72 des Leitabschnitts 50c an. Der Abstand zwischen dem ersten Führungsfläche 70 und dem zweiten Führungsabschnitt ist hierbei günstigerweise identisch oder geringer als eine entsprechende Abmessung des Temperatursensors 58. Dadurch wird der Temperatursensor in einer definierten Position zwischen der ersten Führungsfläche 70 und der zweiten Führungsfläche 72 angeordnet.
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Ein weiterer Berührungspunkt ist hierbei mit einer Kontaktfläche 61 der Spule 28 gegeben. Dies ist beispielhaft in 12 für eine weitere Ausführungsvariante des Temperatursensorhalters 10 gezeigt. Hierdurch ist der Temperatursensor an dem Temperatursensorhalter 10 und entsprechend auch an der Spule 28 eindeutig positioniert, zumindest bei einer Querschnittsbetrachtung. Zudem wird durch den Federabschnitt 14 eine Anpresskraft auf den Temperatursensor 58 zu der Spule 28 hin erreicht, sodass eine Temperaturmessung durch die eindeutige Lage und die auf den Temperatursensor 58 wirkende Anpresskraft wesentlich verbessert ist und insbesondere bei Serienproduktion weniger streut.
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Eine weitere Ausführungsvariante des Temperatursensorhalters 10 ist in der 8 sowie der 9 dargestellt. Dabei ist eine erste Führungsfläche 70 an dem Federabschnitt 14 in Form einer ebenen Fläche 70 ausgebildet. Eine zweite Führungsfläche 72 ist durch den Leitabschnitt 50 ausgebildet. Dabei bilden die erste Führungsfläche 70 und die zweite Führungsfläche 72 einen spitzen Winkel zueinander aus.
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Der Federabschnitt 14 bildet hierbei zugleich den Führungsabschnitt 66 aus und bewirkt denselben Effekt wie die Rampenfläche 68 und die erste Führungsfläche gemäß 7. Bei der Montage wird der Temperatursensor bereits über den Versatzabschnitt 58 und weiter durch den ersten Führungsabschnitt 70 nach oben abgelenkt und mit dem zweiten Führungsabschnitt 72 in Anlagekontakt gebracht.
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Wie in 12 detailliert dargestellt, ist Temperatursensor 58 eindeutig an dem Stator positioniert. Dabei liegt dieser einerseits an der Kontaktfläche 610 der Spule 28 sowie andererseits an den Führungsfläche 70 und 72 des Temperatursensorhalters 10 an. Der Temperatursensor 58 wird dabei über die erste Führungsfläche 70 gegen die zweite Führungsfläche 72 und einen Kontaktpunkt oder eine Kontaktfläche an der Spule 28 gedrückt.
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Auch hierbei wird der Federabschnitt entgegengesetzt zur Wirkrichtung W ausgelenkt, um eine entsprechende Anpresskraft in Richtung der Spule 28 zu bewirken. Durch den spitzen Winkel werden insbesondere eine Führung des Temperatursensors bei der Montage sowie eine eindeutige Endposition des Temperatursensors bewirkt. Die 13 und 14 verdeutlichen nochmals die Anordnung und die Ausführung des Temperatursensorhalters aus den 8 und 9 in mehreren perspektivisch geschnittenen Darstellungen. Die Führungsfläche kann dementsprechend auch in entgegengesetzter Richtung ausgeführt werden, sodass der Temperatursensor an dem Leitabschnitt 50a anliegt.
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Dabei sind in den 10 und 11 noch weitere Varianten für Führungsflächen an dem Temperatursensorhalter ausgeführt. Dabei sind gemäß 10 zwei Führungsflächen 70 und 72 v-förmig an dem Federabschnitt 14 ausgebildet. Der Temperatursensor wird dadurch mittig an dem Federabschnitt 14 angeordnet. Eine weitere Ausgestaltungsform ist nach 11 durch eine einzelne Führungsfläche an dem Temperatursensorhalter durch eine an dem Federabschnitt 14 angeordnete und im Querschnitt kreisförmig ausgestaltete Führungsfläche 70 verwirklicht. Auch hierbei ist der Temperatursensor mittig angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Temperatursensorhalter
- 12
- Grundkörper
- 14
- Federabschnitt
- 15a, b, c
- Teilabschnitt
- 16
- Befestigungsabschnitt
- 18
- Eingriffsabschnitt
- 20
- Elektrische Maschine
- 22
- Stator
- 24
- Rotor
- 26
- Gehäuse
- 28
- Spule
- 30
- Aufnahme
- 32
- Halteelement
- 33
- Aufnahmespalt
- 35
- Oberfläche des Befestigungsabschnitts
- 36
- Rastnase
- 38
- Sperrfläche
- 40
- Montagerampe
- 42
- Aussparung
- 44
- Oberfläche des Grundkörpers
- 46
- Rastnasenfläche
- 48
- Verbindungsstelle
- 50a, b, c
- Leitabschnitt
- 52
- Versatzabschnitt
- 54
- Einschubabschnitt
- 56
- Freiraum
- 58
- Temperatursensor
- 59
- Isolationspapier
- 60
- Öffnung
- 62
- Dichtungselement
- 64
- Sicherungselement
- 66
- Führungsabschnitt
- 68
- Rampenfläche
- 70
- Erste Führungsfläche
- 72
- Zweite Führungsfläche
- 74
- Kontaktfläche
- W
- Wirkrichtung
- α
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010063581 A1 [0002]