WO2017207182A1 - Stator für eine elektrische maschine - Google Patents

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WO2017207182A1
WO2017207182A1 PCT/EP2017/060003 EP2017060003W WO2017207182A1 WO 2017207182 A1 WO2017207182 A1 WO 2017207182A1 EP 2017060003 W EP2017060003 W EP 2017060003W WO 2017207182 A1 WO2017207182 A1 WO 2017207182A1
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WO
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temperature sensor
stator
sensor holder
guide
section
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/060003
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Brückner
Ralf RÖNNEBECK
Peter Kraus
Harald Selzam
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148—Sectional cores

Definitions

  • the invention relates to a stator for an electrical machine of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1 and to an electric machine comprising such a stator.
  • a generic stator for an electric machine is described.
  • a temperature sensor holder is arranged between two stator coils.
  • a temperature sensor is in this case arranged between a spring section of the temperature sensor holder and individual conductor wires of the coil.
  • the arrangement of the temperature sensor between the temperature sensor holder and the conductor wires of the coil is not clearly specified.
  • the temperature sensor can be arranged after assembly by axial insertion at different positions between each two conductor wires on the coil and on the receiving region of the spring portion.
  • temperatures of up to 200 degrees Celsius can occur, so that a spring force of the spring portion of the temperature sensor holder made mostly of plastic can be reduced. As a result, a contact pressure of a respective spring section on the temperature sensor decreases towards the coil. This can reduce the accuracy of measurement and the temperature sensor may slip or even fall out.
  • measured values of temperature sensors on electrical machines can spread over a series production.
  • a clear arrangement on the coil over the entire series, as well as a high contact force reduce this scattering effects.
  • the stator suitable for an electric machine of a motor vehicle has, inter alia, a coil, a temperature sensor and a temperature sensor holder.
  • the temperature sensor holder is arranged adjacent to a coil and conveniently attached to the stator.
  • the temperature sensor is also arranged between two coils.
  • the temperature sensor holder comprises a base body and a spring portion arranged on the base body.
  • the temperature sensor holder, in particular the main body and the temperature sensor holder, are preferably integrally formed, for example as a plastic part.
  • the temperature sensor is further arranged. This is acted upon by the spring portion of the temperature sensor holder in the effective direction of the spring portion to the coil with a contact force.
  • the stator of the temperature sensor holder When mounting the stator of the temperature sensor holder is preferably inserted axially into the stator and secured thereto. Between the temperature sensor holder, in particular the spring portion, and the coil, in particular the conductor wires of the coil, a free space is formed on the stator, in which the temperature sensor is inserted.
  • the insertion of the temperature sensor is conveniently along or opposite to the insertion direction of the temperature sensor holder.
  • the temperature sensor is conveniently arranged on the spring section and on the conductor wires of the coil, optionally on a conductor strip surrounding the insulating tape of the coil.
  • the spring section is biased by the introduced temperature sensor against the direction of action and causes a contact pressure on the temperature sensor in the direction of action towards the coil.
  • the temperature sensor is thus connected to the coil. suppressed. This bias is achieved for example by appropriate dimensioning of space and temperature sensor.
  • the cross section of the temperature sensor is greater than the cross section of the free space.
  • the area of the cross section of the temperature sensor is larger than a uniformly shaped area of the free space.
  • an extension or width of the temperature sensor along the direction of action of the spring portion may be formed larger than an extension or width of the free space in the direction of action.
  • the spring section is at least two connection points on the
  • Base body of the temperature sensor holder arranged or connected thereto.
  • connection points are arranged or formed on the spring portion opposite one another.
  • connection points of the spring portion Due to the opposing arrangement of the connection points of the spring portion is deflected during assembly of the temperature sensor not only across shear against the direction of action, but also put in the longitudinal direction under tension. The contact pressure is thereby substantially increased and the spring portion is substantially more stable, in particular more stable arranged on the base body.
  • the connecting points are favorably arranged in the direction of insertion of the temperature sensor opposite to each other on the spring portion.
  • the spring section has a plurality of subsections, wherein at least one of the subsections of the spring section is offset or projecting in the direction of action relative to the main body or other subsections.
  • the spring section in particular a section of the spring section, protrudes on the temperature sensor holder in the direction of action relative to the base body.
  • a surface of the spring section which is or will be in abutting contact with the temperature sensor, be offset in the effective direction to a surface of the base body.
  • the offset can take place in the direction of action perpendicular to the insertion direction of the temperature sensor instead.
  • the offset is formed in particular between a Lei impart of the body and a guide surface of the spring portion.
  • the offset can remain, for example, reduced after installation of the temperature sensor, vanish negligibly or change to a negative offset. Due to the offset, the free space is in particular reduced again, so that the displacement effect of the temperature sensor is reinforced during assembly, thereby providing a greater contact pressure.
  • a length of the spring portion is greater than a distance between the connection points.
  • This greater length of the spring portion can be achieved for example by the offset of a portion of the spring portion.
  • the increased length results in particular due to the conditional detour of the offset along the spring deflection. Section. In this case, in particular the advantages explained already for the lateral offset are achieved.
  • At least one guide surface is formed on the temperature sensor holder and a contact surface is formed on the coil, by means of which a position of the temperature sensor at the temperature sensor holder and the coil is uniquely determined.
  • the position of the temperature sensor is defined by the guide surface and the contact surface perpendicular to the effective direction of the spring portion and perpendicular to the insertion direction of the temperature sensor to the temperature sensor holder.
  • the position in cross-sectional view is uniquely set to the temperature sensor holder and the coil.
  • the temperature sensor is limited by the guide surface or by a plurality of guide surfaces in its mobility, in particular in its mobility perpendicular to the effective direction and the insertion direction of the temperature sensor. This can be achieved for example by a cross-sectionally circular or v-shaped guide surface of the spring section.
  • the temperature sensor is in a kind of recording and on the coil, wherein a firm and unique arrangement is achieved by the contact pressure of the spring portion and the recording or the guide surface.
  • the temperature sensor during assembly is conveniently passed through guide sections of the temperature sensor to the guide surface. Accordingly, only a unique mounting position between the temperature sensor holder and the coil is possible.
  • the mentioned, in cross-section v-shaped guide surface can also be considered as two guide surfaces.
  • two guide surfaces are advantageously arranged on the temperature sensor holder.
  • both guide surfaces may be formed on the spring portion.
  • the already mentioned contact force is optimally transmitted to the temperature sensor.
  • a further direction of movement is restricted by a second guide section.
  • a first guide surface and a second guide surface are formed on the spring portion, so that in particular a position of the temperature sensor is defined perpendicular to the effective direction of the spring portion and perpendicular to the insertion direction of the temperature sensor to the temperature sensor holder.
  • the main body of the temperature sensor holder may have one or more guide sections. These guide sections guide the temperature sensor during assembly to the correct position on the spring section.
  • a guide section acts in such a way that the temperature sensor can be inserted exclusively on the side on the temperature sensor holder into which the effective direction of the spring section acts.
  • two further guide sections are arranged opposite to the spring section, so that the temperature sensor during installation between the two opposing guide sections necessarily on the guide portion of the spring section comes to rest.
  • the coil is used here with a contact surface essentially as a further guide contour for the temperature sensor.
  • the first guide surface on the spring portion and the second guide surface on the base body, in particular a guide portion of the body are arranged.
  • a guide surface on the spring section can be formed, for example, by a surface inclined to the direction of action of the spring section.
  • the temperature sensor is displaced transversely to the insertion direction and comes to rest on a guide section of the main body, for example a guide surface, which is arranged on a guide section.
  • the temperature sensor is applied to the guide surfaces of the temperature sensor holder and the contact surface of the coil.
  • the guide sections, guide surfaces and contact surfaces are designed such that the temperature sensor is guided during assembly to its unique position on the stator and disposed thereon.
  • the temperature sensor is made up in such a way that it has a certain length with its associated lines, so that a contact with the spring section is always achieved during assembly.
  • a guide section is formed on the spring section, which forms the first guide surface.
  • the guide portion may be executed according to the already mentioned embodiments, for example, with offset.
  • the guide portion may be formed on the spring portion by a survey in the direction of action, which provides a first guide surface, which is opposite to a second guide surface, for example, a guide portion of the body.
  • the temperature sensor can be passed for example via a ramp surface between the first and the second guide surface.
  • the distance between the first guide surface and the second guide surface essentially corresponds to the associated dimension of the temperature sensor or is smaller than it.
  • the two leadership surfaces define the position transversely to the direction of action, wherein the spring section presses the temperature sensor to the contact surface and thus fixes the mobility in the direction of action.
  • Other versions are quite conceivable.
  • the electric machine for a motor vehicle.
  • the electric machine comprises a stator with a temperature sensor holder according to at least one of the preceding embodiments or one of the claims 1 to 9.
  • part embodiments are made for attachment of the temperature sensor holder to the stator.
  • the temperature sensor holder in this case comprises a base body and a mounting portion.
  • the attachment portion is designed to be movable or pivotable within limits of the base body of the temperature sensor holder.
  • the fastening section can be deflected when mounting the temperature sensor holder, as a result of which a latching lug of the fastening section can effect a latching function on a retaining element, which is preferably formed by a component of a stator of an electrical machine.
  • This holding element is arranged after assembly to the temperature sensor holder within a receiving gap, which is formed between the mounting portion and the base body.
  • the receiving gap in this case extends between a surface of the base body to a surface of the fastening portion.
  • the temperature sensor holder is arranged captive over a blocking surface of a locking lug of the mounting portion relative to the holding element.
  • the locking lug in particular its blocking surface, engages behind the retaining element, while the fastening portion engages over the retaining element.
  • the blocking surface is favorably formed perpendicular to the surface of the mounting portion to improve a holding action.
  • the blocking surface advantageously extends in the direction of the surface normal of the surface of the fastening section or against the direction of the surface. chennormalen the surface of the body.
  • the blocking surface covers at least the receiving gap or covers it. The distance between the surface of the base body and the surface of the fastening portion thus corresponds to the length of the blocking surface.
  • the detent also has a latching nose surface formed parallel to the surface of the attachment portion.
  • the latching nose surface and the surface of the base body are favorably in a plane or form a plane.
  • the blocking surface is formed as long as possible, so that the locking effect is thereby improved. In particular, a release by vibrations can be reduced thereby.
  • a mounting lamp is formed on the latch, which allows for insertion or during assembly of the temperature sensor holder pivoting of the mounting portion.
  • the attachment section slides over the mounting ramp over the retaining element, until it has completely passed the locking lug and the fastening section engages.
  • the locking lug is opposite to the base body formed a recess.
  • This recess extends from the surface of the body into it. As a result, in particular a one-piece production as a plastic part in an injection molding process is facilitated.
  • the latch engages in the recess or the length of the blocking surface is greater than the height of the receiving gap.
  • the detent surface is disposed within the recess.
  • the blocking surface can be extended again and the holding function can be improved accordingly.
  • an electric machine for a motor vehicle is proposed. This includes a temperature sensor according to one of the claims 1 to 3 or at least one of the embodiments of the temperature sensor holder of the description.
  • the temperature sensor holder is secured in addition to the locking on the electric machine by adhesive.
  • a release of the temperature sensor holder is further improved. This can, for example, provide further fastening security if the temperature sensor has a safety function.
  • the temperature sensor holder is coated by impregnation of the stator and subsequent curing with an insulating layer and thereby secured in addition to the locking on the electric machine.
  • stator with temperature sensor holder and the electric machine will be explained below by way of example with reference to the following figures. It shows:
  • Figure 1 shows a temperature sensor holder with a mounting portion
  • FIG. 2 shows a detail of a stator of an electric machine with a temperature sensor holder according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of the stator according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows a longitudinal section of the stator according to FIG. 2 with a temperature sensor
  • FIG. 5 shows the stator from FIGS. 2, 3 and 4 in a perspective section
  • FIG. 6 shows a further perspective section of the stator from FIGS. 2, 3
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the temperature sensor holder
  • FIG. 1 A first figure.
  • Figure 8 shows a further embodiment of the temperature sensor holder
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 9 shows a further illustration of the temperature sensor holder from FIG. 8 with a plurality of guide surfaces
  • FIG. 10 shows the temperature sensor holder from FIG. 9 with a modified arrangement of the guide surfaces
  • Figure 11 shows the temperature sensor holder of Figure 9 with a guide surface
  • FIG. 12 shows a stator with a temperature sensor holder according to FIGS. 8 and 9 and a temperature sensor
  • FIG. 13 shows the stator from FIG. 12 in a perspective sectional view
  • FIG. 14 shows the stator from FIGS. 12 and 13 in a further perspective view
  • FIG. 1 shows a temperature sensor holder 10.
  • This temperature sensor holder 10 is elongate and comprises a base body 12 and a spring portion 14 arranged on the main body 12 and a spring portion 14 arranged on the base body 12. By arranged attachment portion 16.
  • a U-shaped engagement portion 18 is formed on the base body.
  • the temperature sensor holder 10 is shown in Figures 2-6 within a stator in various views and sectional views.
  • the temperature sensor is arranged within an electrical machine 20.
  • the electric machine includes, among other things, a stator 22 and a rotor 24, which are arranged within a housing 26.
  • a plurality of coils 28 are formed on the stator 22.
  • the temperature sensor 10 is arranged between two coils 28, or adjacent to a coil 28 and attached to the stator 22.
  • the engagement section 18 engages in a receptacle 30 of the stator 22 in order to arrange a front portion of the temperature sensor holder relative to the stator 22. Furthermore, the fixing portion 16 of the temperature sensor holder 10 overlaps a holding member 32.
  • the holding member 32 is disposed on the temperature sensor holder 10 within a receiving gap 33 formed between a surface of the fixing portion 35 and a surface of the main body 44.
  • This holding element 32 may be formed, for example, on the stator by an annular plastic part, which is only shown in Figure 2 for clarity.
  • a rear part of the temperature sensor holder 10 in the axial and in the radial direction is fixedly arranged on the stator 22.
  • the temperature sensor 58 is inserted axially between two coils 28, wherein the engaging portion 18 engages the receptacle 30 and a mounting portion 16, in particular the locking lug 36 is lifted over a mounting lamp 40 of the locking lug 36 on the support member 32, slides along this and then snaps.
  • a recess 42 is formed on the base body 12 of the temperature sensor holder 10, which is opposite to the latching lug 36 of the attachment portion 16.
  • the recess 42 is formed on the base body 12 as a recess 42 with respect to the surface of the base body 44, which points into the base body 12 inside.
  • the locking lug 36 expediently projects into the recess 42 or engages in it or is at least flat with the surface 44.
  • a length of the blocking surface 38 is equal to or greater than a distance between the surface of the fixing portion 35 and the surface of the base body 44 and the width of the receiving gap 33 is formed.
  • the temperature sensor holder is inserted into the stator 22 from the side opposite the housing 26, in particular from a rotor side, or fastened thereto via the fastening section 16, in particular via the blocking surface 38 of the latching lug 36.
  • the spring portion 14 of the temperature sensor holder 10 is integrally connected via two connection points 48 with the main body 12 of the temperature sensor holder 10.
  • the main body 12 is formed, inter alia, by three guide sections 50, which are arranged in a cross section, to see in Figure 2 u-shaped to each other.
  • the guide section 50b is formed essentially in two parts with the interposition of the spring section 14.
  • the guide section 50b which is formed on the fastening side, does not carry out a guiding or guiding function for the assembly in this special embodiment variant, it is nevertheless referred to as a guide section 50b.
  • the temperature sensor holder 10 also has an insertion section 54 for guiding the temperature sensor 58 during assembly.
  • the spring portion 14 in this case has an offset between its two connection points 48, which in this case is accomplished via offset portions 52.
  • a section 15 b of the spring section relative to the adjacent sections 15 a and 15 c offset in the direction of action W to these.
  • the direction of action W corresponds essentially to the direction of the contact pressure, in which the spring portion 14 acts after assembly of the temperature sensor 58.
  • the partial section 15b is offset from the guide section 50b in the effective direction W of the spring section. Due to the lateral offset also a length of the spring portion 14 is greater than the distance between the two connection points 48, which are arranged on the spring portion 14 opposite to each other.
  • the offset can also be achieved if the spring portion, for example in comparison with the guide portion 50b, is increased in width in the direction of action W. In this case, a length of the spring section would be substantially unchanged.
  • the mounted temperature sensor holder 10 forms, as shown in Figure 2, between the spring portion 14 and the coil 28 a space 56 from. In this case, the temperature sensor 58 is received within this free space 56.
  • the temperature sensor 58 is after mounting on the one hand on the temperature sensor holder 10, in particular on the spring portion 14, and on the coil 28, in particular on conductor sections or on an insulating paper of the coil 28 at.
  • the spring section 14 is arranged longitudinally in a first or anterior third.
  • the insertion direction of the temperature sensor holder 10 is accommodating.
  • the spring section 14 is in this case arranged on the temperature sensor holder 10 in the longitudinal direction in such a way that a prefabricated temperature sensor 58 always comes into abutting contact at the same point of the spring section 14 during assembly.
  • the spring section is laterally offset relative to the guide section 50b or centered relative to the temperature sensor holder 10. During installation, the tempera- tursensor therefore only on the side which lies in the direction of action W, on the base body or the guide portion 50b slide along.
  • the temperature sensor 58 is introduced or mounted on the stator or the electrical machine 20 in the direction opposite to the mounting direction of the temperature sensor holder 10. Basically, an assembly from the same direction is also conceivable.
  • the temperature sensor 58 is introduced in the axial direction through an opening 60 of the housing 26.
  • the temperature sensor is initially caught radially by a plug-in section 54, which is substantially mouth-like, and guided to the guide sections 50.
  • the guide section 50b effects an arrangement of the temperature sensor 58 when inserted on the correct active side of the spring section 14. According to FIG. 2, this is the circumferentially correct arrangement on the temperature sensor holder 10. Furthermore, the radial alignment of the temperature sensor 58 is accomplished by the guide sections 50a and 50c , The mobility of the temperature sensor 58 in the radial direction is limited during assembly by the guide portions 50a and 50c.
  • the circular cross-section temperature sensor 58 is reliably guided to the spring portion 14 and arranged thereon.
  • the spring portion 14 is biased against the direction of action. This occurs in particular in that a cross section of the free space 56, in particular a width of the free space 56 is smaller than a diameter or width of the temperature sensor 58.
  • the temperature sensor 58 thus places on the one hand on the coil, in particular on its insulating paper 59, and on the Spring section 14 at. Due to the bias of the spring portion 14 of the temperature sensor 58 is pressed with a contact force to the coil.
  • a sealing member 62 is fixedly disposed within the opening 60.
  • the temperature sensor 58 is in this case arranged the spring portion 14.
  • the sealing portion 62 accomplishes an at least fluid and advantageously gas-tight closure and a cable bushing for the temperature sensor 58.
  • the temperature sensor 58 and the sealing member 62 is secured via a securing element 64, in particular a locking plate 64 in the axial direction. This securing element 64 is here screwed by way of example to the housing 26.
  • FIG. 7 shows a further embodiment variant of the temperature sensor holder 10.
  • the spring section 14 additionally has a guide section 66.
  • this guide section 66 essentially corresponds to a projection formed in the direction of action W of the spring section 14.
  • This guide section 66 has, on the one hand, a ramp surface 68 and a guide surface 70.
  • the temperature sensor 58 When the temperature sensor 58 is inserted, it is first guided upwards over the ramp surface 68, in particular toward the guide section 50c. In this case, the temperature sensor bears against the first guide surface 70 of the guide section 66 and on a second guide surface 72 of the guide section 50c.
  • the distance between the first guide surface 70 and the second guide portion is favorably identical or smaller than a corresponding dimension of the temperature sensor 58.
  • the temperature sensor is arranged in a defined position between the first guide surface 70 and the second guide surface 72.
  • FIG. 12 Another point of contact is given here with a contact surface 61 of the coil 28.
  • FIG. 12 Another point of contact is given here with a contact surface 61 of the coil 28.
  • FIG. 12 Another point of contact is given here with a contact surface 61 of the coil 28.
  • FIG. 12 For a further embodiment variant of the temperature sensor holder 10.
  • the temperature sensor on the temperature sensor holder 10 and correspondingly also on the coil 28 is uniquely positioned, at least in a cross-sectional view.
  • a contact pressure force on the temperature sensor 58 to the coil 28 is reached by the spring portion 14, so that a temperature measurement by the unique position and acting on the temperature sensor 58 contact force is substantially improved and scatters less especially in mass production.
  • FIG. 8 and FIG. 9. In this case, a first guide surface 70 is formed on the spring portion 14 in the form of a flat surface 70.
  • a second guide surface 72 is formed by the guide portion 50. In this case, the first guide surface 70 and the second guide surface 72 form an acute angle to each other
  • the spring portion 14 in this case also forms the guide portion 66 and causes the same effect as the ramp surface 68 and the first guide surface of Figure 7.
  • the temperature sensor is already deflected over the offset portion 58 and further through the first guide portion 70 upwards and with the second guide portion 72 brought into abutting contact.
  • temperature sensor 58 is uniquely positioned on the stator. In this case, this is on the one hand to the contact surface 610 of the coil 28 and on the other hand to the guide surface 70 and 72 of the temperature sensor holder 10 at. The temperature sensor 58 is pressed against the second guide surface 72 and a contact point or a contact surface on the coil 28 via the first guide surface 70.
  • the spring portion is deflected opposite to the direction of action W to cause a corresponding contact force in the direction of the coil 28. Due to the acute angle in particular a guide of the temperature sensor during assembly and a unique end position of the temperature sensor is effected.
  • Figures 13 and 14 illustrate again the arrangement and the embodiment of the temperature sensor holder of Figures 8 and 9 in several perspective cut figures. Accordingly, the guide surface can also be executed in the opposite direction, so that the temperature sensor rests against the guide section 50a.
  • FIG. 10 further variants for guide surfaces on the temperature sensor holder are executed.
  • two guide surfaces 70 and 72 are V-shaped on the spring section 14.
  • the temperature sensor is thereby arranged centrally on the spring section 14.
  • Another one 11 is realized by a single guide surface on the temperature sensor holder by a arranged on the spring portion 14 and circular in cross-section configured guide surface 70. Again, the temperature sensor is arranged centrally.

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  • Power Engineering (AREA)

Abstract

Stator (22) für eine elektrische Maschine (20) eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Spule (28), einen Temperatursensor (58) und einen Temperatursensorhalter (10), wobei der Temperatursensorhalter (10) benachbart an der Spule (28) angeordnet ist und wobei an einem Grundkörper (12) des Temperatursensorhalters (10) ein Federabschnitt (14) angeordnet ist, der den Temperatursensor (58) in Richtung der Spule (28) mit einer Anpresskraft beaufschlagt, wobei der Federabschnitt (14) über zumindest zwei Verbindungsstellen (48) an dem Grundkörper (16) des Temperatursensorhalters (10) angeordnet ist. Zudem wird eine elektrische Maschine mit einem derartigen Stator beschrieben.

Description

Stator für eine elektrische Maschine
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.
In der DE10 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.
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.
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.
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. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator gemäß dem Patentanspruch 1. In den abhängigen Patenansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsvarianten des Stators beschrieben.
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.
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.
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.
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 ange- drückt. Diese Vorspannung wird beispielsweise durch entsprechende Dimensionierung von Freiraum und Temperatursensor erreicht.
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.
Der Federabschnitt ist dabei über zumindest zwei Verbindungsstellen an dem
Grundkörper des Temperatursensorhalters angeordnet oder mit diesem verbunden.
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.
Mit besonderem Vorteil sind die Verbindungsstellen an dem Federabschnitt gegenüberliegend zueinander angeordnet oder ausgebildet.
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.
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. Mit besonderem Vorteil sind der Temperatursensorhalter, insbesondere der Grundkörper und der Federabschnitt, einteilig ausgebildet.
Hierdurch ist eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung, beispielsweise als Kunststoffteil mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens, möglich.
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.
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.
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.
Alternativ ist eine Länge des Federabschnitts größer als ein Abstand zwischen den Verbindungsstellen.
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 Federab- Schnitts. Dabei werden hierbei insbesondere die bereits zum seitlichen Versatz erläuterten Vorteile erreicht.
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.
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.
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.
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.
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.
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, beispielswei- se an einem Leitabschnitt des Grundkörpers, ausgebildet sein. Ebenso können beide Führungsflächen an dem Federabschnitt ausgebildet sein.
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.
Es wird daher vorgeschlagen, dass zumindest die erste Führungsfläche mehrerer Führungsflächen des Temperatursensors an dem Federabschnitt angeordnet ist
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.
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. In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die erste Führungsfläche an dem Federabschnitt und die zweite Führungsfläche an dem Grundkörper, insbesondere einem Leitabschnitt des Grundkörpers, angeordnet.
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.
Ebenso wird vorgeschlagen, dass zwischen der ersten Führungsfläche und der zweiten Führungsfläche ein spitzer Winkel ausgebildet ist.
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.
Mit besonderem Vorteil ist an dem Federabschnitt ein Führungsabschnitt ausgebildet, der die erste Führungsfläche ausbildet.
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 Führungs- flächen 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.
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.
Im weiteren allgemeinen Beschreibungsteil sind Ausführungen zur Befestigung des Temperatursensorhalters an dem Stator gemacht.
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.
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.
Die Sperrfläche erstreckt sich dabei günstigerweise in Richtung der Flächennormalen der Oberfläche des Befestigungsabschnitts bzw. entgegen der Richtung der Flä- chennormalen 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.
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.
Dadurch ist die Sperrfläche möglichst lang ausgebildet, sodass die Rastwirkung dadurch verbessert wird. Insbesondere ein Lösen durch Vibrationen kann dadurch verringert werden.
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.
Mit besonderem Vorteil ist der Rastnase gegenüberliegend an dem Grundkörper eine Aussparung ausgebildet.
Diese Aussparung erstreckt sich von der Oberfläche des Grundkörpers in diesen hinein. Dadurch wird insbesondere eine einteilige Herstellung als Kunststoffteil in einem Spritzgussverfahren erleichtert.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Rastnase in die Aussparung eingreift oder die Länge der Sperrfläche größer ist als die Höhe des Aufnahmespalts.
Mit anderen Worten ist die Rastnasenfläche innerhalb der Aussparung angeordnet. Die Sperrfläche kann hierbei nochmals verlängert und die Haltefunktion entsprechend verbessert werden. 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.
Mit besonderem Vorteil ist der Temperatursensorhalter zusätzlich zu der Verrastung an der elektrischen Maschine durch Klebstoff gesichert.
Hierdurch wird ein Lösen des Temperatursensorhalters nochmals verbessert. Dies kann beispielsweise für weitere Befestigungssicherheit sorgen, wenn der Temperatursensor eine Sicherheitsfunktion aufweist.
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.
Auch hierdurch wird eine verbesserte Befestigung erreicht.
Weitere mögliche Ausführungsvarianten des Temperatursensorhalters sind im weiteren Beschreiben.
Der Stator mit Temperatursensorhalter und die elektrische Maschine werden im Weiteren beispielhaft anhand der folgenden Figuren erläutert. Es zeigt:
Figur 1 einen Temperatursensorhalter mit einem Befestigungsabschnitt
und einem Federabschnitt;
Figur 2 einen Ausschnitt aus einem Stator einer elektrischen Maschine mit einem Temperatursensorhalter gemäß der Figur 1 ;
Figur 3 einen Längsschnitt des Stators gemäß Figur 2; Figur 4 einen Längsschnitt des Stators gemäß Figur 2 mit einem Temperatursensor;
Figur 5 den Stator aus Figur 2, 3 und 4 in einem perspektivischen Schnitt;
Figur 6 einen weiteren perspektivischen Schnitt des Stators aus den Figur 2, 3
4 und 5;
Figur 7 eine weitere Ausführungsvariante des Temperatursensorhalters aus
Figur 1 ;
Figur 8 eine weitere Ausführungsvariante des Temperatursensorhalters aus
Figur 1 ;
Figur 9 eine weitere Darstellung des Temperatursensorhalters aus Figur 8 mit mehreren Führungsfläche;
Figur 10 den Temperatursensorhalter aus Figur 9 mit einer abgewandelten Anordnung der Führungsflächen;
Figur 11 den Temperatursensorhalter aus Figur 9 mit einer Führungsfläche;
Figur 12 einen Stator mit einem Temperatursensorhalter gemäß Figur 8 und 9 und einem Temperatursensor;
Figur 13 den Stator aus Figur 12 in einer perspektivischen Schnittansicht;
Figur 14 den Stator aus Figur 12 und 13 in einer weiteren perspektivischen
Schnittansicht.
In der Figur 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 Grundkör- per angeordneten Befestigungsabschnitt 16. Zudem ist an dem Grundkörper ein u- förmiger Eingriffsabschnitt 18 ausgebildet.
Der Temperatursensorhalter 10 ist in den Figuren 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.
Hierzu greift gemäß Fig. 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 Kunststoff teil ausgebildet sein, wobei dieses aufgrund der Übersichtlichkeit lediglich in Figur 2 dargestellt ist.
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.
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. 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 Figur 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.
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.
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.
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 Figur 2 u-förmig zueinander angeordnet sind. Dabei ist der Leitabschnitts 50b im Wesentlichen zweiteilig unter Zwischenschaltung des Federabschnitts 14 ausgebildet. Dabei übt der befestigungssei- tig 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. Der Federabschnitt 14 weist dabei zwischen seinen beiden Verbindungsstellen 48 einen Versatz auf, der hierbei über Versatzabschnitte 52 bewerkstelligt wird. Dabei ist ein Teilabschnitt 15 b 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.
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.
Der montierte Temperatursensorhalter 10 bildet dabei, ersichtlich in Figur 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.
Der Federabschnitt 14 ist wie in Figur 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.
Betrachtet man den Temperatursensorhalter 10 in Figur 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 Tempera- tursensor daher nur auf der Seite, die in Wirkrichtung W liegt, an dem Grundkörper bzw. dem Leitabschnitt 50b entlanggleiten.
Der Temperatursensor 58 wird dabei, wie in Figur 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.
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.
Der Leitabschnitt 50b bewirkt hierbei eine Anordnung des Temperatursensors 58 bei Einschub auf der korrekten Wirkseite des Federabschnitts 14. Gemäß Figur 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.
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.
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.
In der Figur 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.
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.
Ein weiterer Berührungspunkt ist hierbei mit einer Kontaktfläche 61 der Spule 28 gegeben. Dies ist beispielhaft in Figur 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. Eine weitere Ausführungsvariante des Temperatursensorhalters 10 ist in der Figur 8 sowie der Figur 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.
Der Federabschnitt 14 bildet hierbei zugleich den Führungsabschnitt 66 aus und bewirkt denselben Effekt wie die Rampenfläche 68 und die erste Führungsfläche gemäß Figur 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.
Wie in Figur 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.
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 Figur 13 und 14 verdeutlichen nochmals die Anordnung und die Ausführung des Temperatursensorhalters aus den Figuren 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.
Dabei sind in den Figuren 10 und 1 1 noch weitere Varianten für Führungsflächen an dem Temperatursensorhalter ausgeführt. Dabei sind gemäß Figur 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 Aus- gestaltungsform ist nach Figur 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.
Bezuqszeichen Temperatursensorhalter
Grundkörper
Federabschnitt
a,b,c Teilabschnitt
Befestigungsabschnitt
Eingriffsabschnitt
Elektrische Maschine
Stator
Rotor
Gehäuse
Spule
Aufnahme
Halteelement
Aufnahmespalt
Oberfläche des Befestigungsabschnitts Rastnase
Sperrfläche
Montagerampe
Aussparung
Oberfläche des Grundkörpers
Rastnasenfläche
Verbindungsstelle
a,b,c Leitabschnitt
Versatzabschnitt
Einschubabschnitt
Freiraum
Temperatursensor
Isolationspapier
Öffnung
Dichtungselement
Sicherungselement 66 Führungsabschnitt
68 Rampenfläche
70 Erste Führungsfläche
72 Zweite Führungsfläche
74 Kontaktfläche
W Wirkrichtung a Winkel

Claims

Patentansprüche
1 . Stator (22) für eine elektrische Maschine (20) eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Spule (28), einen Temperatursensor (58) und einen Temperatursensorhalter (10), wobei der Temperatursensorhalter (10) benachbart an der Spule (28) angeordnet ist und wobei an einem Grundkörper (12) des Temperatursensorhalters (10) ein Federabschnitt (14) angeordnet ist, der den Temperatursensor (58) in Richtung der Spule (28) mit einer Anpresskraft beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass der Federabschnitt (14) über zumindest zwei Verbindungsstellen (48) an dem Grundkörper (16) des Temperatursensorhalters (10) angeordnet ist.
2. Stator (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (48) an dem Federabschnitt (14) gegenüberliegend zueinander ausgebildet sind.
3. Stator (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federabschnitt (14) mehrere Teilabschnitte (15) aufweist, wobei zumindest einer der Teilabschnitte (15b) des Federabschnitts in Wirkrichtung gegenüber dem Grundkörper (12) oder den anderen Teilabschnitten (15) versetzt ist oder hervorsteht.
4. Stator (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Federabschnitts (14) größer ist als ein Abstand zwischen den zwei Verbindungsstellen (48).
5. Stator (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Temperatursensorhalter (10) zumindest eine Führungsfläche (70, 72) und an der Spule (28) eine Kontaktfläche (61 ) ausgebildet ist, durch die eine Position eines Temperatursensors (58) an dem Temperatursensorhalter (10) und der Spule (28) eindeutig festgelegt ist.
6. Stator (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Führungsfläche (70) mehrerer Führungsflächen (70, 72) des Temperatursensors (58) an dem Federabschnitt (14) angeordnet ist.
7. Stator (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Führungsfläche (70) und die zweite Führungsfläche (72) an dem Federabschnitt (14) angeordnet sind.
8. Stator (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Führungsfläche (70) an dem Federabschnitt (14) und die zweite Führungsfläche (72) an dem Grundkörper (12), insbesondere einem Leitabschnitt (50) des Grundkörpers (12) angeordnet ist.
9. Stator (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Führungsfläche (70) und der zweiten Führungsfläche (72) ein spitzer Winkel (a) ausgebildet ist.
10. Elektrische Maschine (20) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Stator (22) mit einem Temperatursensorhalter (10) gemäß den vorhergehenden Patentansprüchen.
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