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Die Erfindung betrifft eine E-Maschine. Ferner betrifft die Erfindung ein Hybridmodul mit der E-Maschine.
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Ein Hauptvorteil von E-Maschinen gegenüber Verbrennungskraftmaschinen besteht im sehr hohen Drehmomentvermögen aus dem Stand heraus. Hohe Momenten werden mittels hoher Ströme erzeugt, die insbesondere in Kupferwicklungen hohe Temperaturen verursachen, die aufgrund der thermischen Widerstände nur langsam in den Kühlkreis abgeführt werden können. Um Spitzenleistungsanforderungen und deren Genauigkeiten zu garantieren sind präzise Signale zur Temperaturerfassung erforderlich.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, einen Temperatursensor über ein Kabel und eine in einem Fahrzeug vorhandene Steckverbindung zu kontaktieren.
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Es besteht die technische Aufgabe, eine räumlich nahe Anbindung eines Steckers an einen Temperatursensor zu ermöglichen, um eine optimale Signalqualität der Temperaturmessung zu ermöglichen. Dabei sollen vorhandene Geometrien einer E-Maschine genutzt werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch eine E-Maschine aufweisend einen Statorträger, einen Temperatursensor und einen Stecker, wobei der Stecker
- – ein Gehäuse mit einem mit Befestigungsmitteln versehenen ersten Ausleger und einem mit weiteren Befestigungsmitteln versehenen zweiten Ausleger zur Befestigung an den Statorträger aufweist,
- – zwei Kabelanschlüsse zur Anbindung an den Temperatursensor aufweist und
- – ein zwischen den Auslegern am Gehäuse angeordnetes Positionierungsmittel zur Positionierung des Steckers am Statorträger aufweist.
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Durch das Vorsehen der E-Maschine kann eine räumlich nahe Anbindung des Steckers an einen in der E-Maschine eingebrachten Temperatursensor auf einfache Weise erfolgen. Damit wird eine optimale Signalqualität für eine Temperaturmessung ermöglicht. Dabei soll der Stecker als eine Schnittstelle zur Kontaktierung mit einem Gegenstecker dienen.
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Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel eingerichtet, den Stecker an den Wicklungsträgern des Statorträgers zu positionieren, zu befestigen, zu fixieren oder anzubringen. Alternativ sind die Befestigungsmittel eingerichtet, den Stecker an weiteren Komponenten der E-Maschine zu positionieren, zu befestigen, zu fixieren oder anzubringen.
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Bevorzugt sind die Kabelanschlüsse eingerichtet, an ein Kabel, das mit dem Temperatursensor verbunden ist, angeschlossen zu werden. Vorzugsweise sind die Kabelanschlüsse als Anschlussstecker ausgebildet.
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Vorzugsweise ist das Positionierungsmittel vorgesehen, den Stecker an oder in einer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung am Statorträger der E-Maschine zu positionieren, zu fixieren oder anzubringen. Alternativ ist das Positionierungsmittel vorgesehen, den Stecker an oder in weiteren Komponenten der E-Maschine zu positionieren, zu fixieren oder anzubringen. Besonders bevorzugt ist das Positionierungsmittel ein Lagefixierungsmittel.
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Bevorzugt ist der Stecker als eine Schnittstelle (= Interface) zur Kontaktierung mit einem Gegenstecker ausgebildet. Bevorzugt ist der Gegenstecker eingerichtet, Signale vom Temperatursensor an eine Signalverarbeitungsvorrichtung, insbesondere an eine Leistungselektronik zu übermitteln.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Temperatursensor zwischen zwei Statorwicklungen des Statorträgers angeordnet.
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Damit befindet sich der Temperatursensor in einem stark wärmeerzeugenden Bereich. Vorzugsweise wird der wärmeerzeugende Bereich als „Hotspot“ bezeichnet.
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Bevorzugt sind die Statorwicklung Spulen. Durch das Vorsehen des Temperatursensors zwischen zwei Statorwicklungen ist eine Temperaturmessung störungsfrei, genau und zügig ausführbar.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Statorträger eine Ausnehmung zur Aufnahme des Positionierungsmittels des Steckers auf.
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Durch das Vorsehen der Ausnehmung ist das Positionierungsmittel auf einfache Weise am Statorträger anbringbar. Vorzugsweise weist die Ausnehmung eine zum Positionierungsmittel komplementär ausgebildete Form auf. Bevorzugt ist die Ausnehmung als Gegenstück zum Positionierungsmittel ausgebildet.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Positionierungsmittel einen rechteckigen, quadratischen, trapezförmigen, dreieckigen oder kreisförmigen Querschnitt auf.
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Damit weist das Positionierungsmittel eine einfach herstellbare Form auf. Somit lässt sich das Positionierungsmittel auf einfache Weise in einer Ausnehmung der E-Maschine positionieren.
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Vorzugsweise eignen sich noch weitere Ausgestaltungen bekannter geometrischer Grundformen als Querschnitt des Positionierungsmittels. Bevorzugt weist das Positionierungsmittel einen Querschnitt auf, mit dem ein formschlüssiges Verbinden an der E-Maschine erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist das Positionierungsmittel schwalbenschwanzförmig ausgebildet.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Stecker eine das Gehäuse und das Positionierungsmittel verbindende Verstärkung auf.
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Damit ist eine Lagefixierung des Positionierungsmittels am Gehäuse ermöglicht. Ferner lässt sich die Steifheit des Positionierungsmittels auf einfache Weise erhöhen.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist ein erster Ausleger ein axiales Befestigungsmittel und/oder ein radiales Befestigungsmittel auf und ein zweiter Ausleger weist ein axiales Befestigungsmittel und/oder ein radiales Befestigungsmittel auf.
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Damit lassen sich die Ausleger des Steckers auf einfache Weise an den Wicklungsträgern befestigen.
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Bevorzugt sind die Befestigungsmittel als Klammern, Haken, Verschlüsse oder umgreifende Mittel ausgebildet. Damit ist eine Befestigung der Befestigungsmittel an der E-Maschine, insbesondere an den Wicklungsträgern am Statorträger ausführbar. Bevorzugt weisen die Befestigungsmittel Nasen auf. Besonders bevorzugt sind die Befestigungsmittel als Widerhaken oder Schnapphaken ausgebildet.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind am Statorträger Wicklungsträger mit Statorwicklungen angeordnet, wobei die Wicklungsträger Befestigungsbereiche zur Aufnahme der Befestigungsmittel aufweisen.
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Durch das Vorsehen der Befestigungsbereiche der Wicklungsträger sind die Befestigungsmittel des Steckers auf einfache Weise an den Befestigungsbereichen anbringbar oder fixierbar. Vorzugsweise weist der Befestigungsbereich eine zum Befestigungsmittel komplementär ausgebildete Form auf. Bevorzugt ist ein Befestigungsbereich als Gegenstück zum Befestigungsmittel ausgebildet. Bevorzugt sind zwei benachbarte Wicklungsträger am Statorträger voneinander beabstandet angeordnet.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Stecker mittels der Kabelanschlüsse an ein mit dem Temperatursensor verbundenes Kabel angeschlossen.
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Durch das Vorsehen des Kabels ist eine Verbindung zwischen dem Stecker und dem Temperatursensor auf einfache Weise ausbildbar. Bevorzugt ist das Kabel zumindest teilweise auf einem Statorträger der E-Maschine verlaufend angeordnet. Besonders bevorzugt erfolgt eine Kontaktierung der Anschlussstecker mit einem ersten Kabelende und es erfolgt eine Kontaktierung des Temperatursensors mit einem zweiten Kabelende.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein Gegenstecker mit dem Stecker verbindbar.
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Vorzugsweise ist der Stecker als eine Schnittstelle (= Interface) zur Kontaktierung mit dem Gegenstecker ausgebildet. Bevorzugt ist der Gegenstecker eingerichtet, Signale vom Temperatursensor an eine Signalverarbeitungsvorrichtung, insbesondere an eine Leistungselektronik zu übermitteln.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere ferner gelöst durch ein Hybridmodul aufweisend eine E-Maschine, wie zuvor beschrieben.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft durch Figuren veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Steckers einer erfindungsgemäßen E-Maschine,
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2 eine schematische Teilansicht eines Statorträgers der erfindungsgemäßen E-Maschine,
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3 die Teilansicht des Statorträgers aus 2 mit dem Stecker aus 1 im montierten Zustand,
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4 eine schematische Ansicht eines alternativen Steckers der erfindungsgemäßen E-Maschine,
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5 eine schematische Teilansicht eines alternativen Statorträgers der erfindungsgemäßen E-Maschine,
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6 die Teilansicht des Statorträgers aus 5 mit dem Stecker aus 4 im montierten Zustand,
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7 die Teilansicht aus 6 in einer anderen Perspektive,
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8 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen E-Maschine,
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9 eine schematische Ansicht eines Gegensteckers und
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10 eine schematische Seitensicht eines Hybridmoduls aus dem Stand der Technik.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Steckers einer erfindungsgemäßen E-Maschine.
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Der Stecker 1 weist ein Gehäuse 2 mit zwei an dem Gehäuse 2 angeschlossenen Auslegern 3, 4 auf. Ein erster Ausleger 3 weist ein axiales Befestigungsmittel 5 und ein radiales Befestigungsmittel 7 mit einem Widerhaken 24 auf. Ein zweiter Ausleger 4 weist ebenfalls ein axiales Befestigungsmittel 6 und ein radiales Befestigungsmittel 8 mit einem Widerhaken 25 auf. Die Befestigungsmittel 5, 6, 7, 8 dienen der Befestigung an Wicklungsträgern 17, die an einem Statorträger einer E-Maschine angeschlossen sind, wie in den 2 und 3 gezeigt.
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Ferner weist der Stecker 1 zwei Kabelanschlüsse 10, 11 auf. Dabei sind die Kabelanschlüsse 10, 11 eingerichtet, an ein Kabel 21, das mit dem Temperatursensor einer E-Maschine verbunden ist, angeschlossen zu werden, wie in den 2 und 3 gezeigt. Die Kabelanschlüsse 10 und 11 erstrecken sich in der Bildebene nach unten und sind mit Kontaktierungspads 27 und 28 verbunden.
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Ferner weist der Stecker 1 ein zwischen den Auslegern 3, 4 am Gehäuse 2 angeordnetes Positionierungsmittel 9 auf. Das Positionierungsmittel 9 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Außerdem weist der Stecker 1 eine Verstärkung 14 auf, die das Gehäuse 2 und das Positionierungsmittel 9 verbindet. Durch die Verstärkung lassen sich eine Lagefixierung und eine erhöhte Steifheit des Positionierungsmittels 9 erzielen. Das Positionierungsmittel 9 ist vorgesehen, den Stecker 1 am Statorträger zu fixieren und den Stecker 1 in einer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung am Statorträger zu positionieren, wie in den 2 und 3 gezeigt.
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2 zeigt eine schematische Teilansicht eines Statorträgers der erfindungsgemäßen E-Maschine.
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Der Statorträger 15 der E-Maschine 30 weist eine Ausnehmung 20 zur Aufnahme des Positionierungsmittels 9 des Steckers 1 auf. Dabei ist die Ausnehmung 20 als Gegenstück zum Positionierungsmittel 9 ausgebildet. Die Ausnehmung 20 ist rechteckig ausgebildet. Ferner sind am Statorträger 15 Wicklungsträger 17 mit Statorwicklungen 16 vorgesehen. Ein Wicklungsträger 17 weist zwei Befestigungsbereiche 18, 19 auf. Der Befestigungsbereich 18 ist eingerichtet, das axiale Befestigungsmittel 5 und das radiale Befestigungsmittel 7 mit dem Widerhaken 24 aufzunehmen. Der Befestigungsbereich 19 ist eingerichtet, das axiale Befestigungsmittel 6 und das radiale Befestigungsmittel 8 mit dem Widerhaken 25 aufzunehmen.
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Das Kabel 21 verläuft auf dem Statorträger 15 im Bereich zwischen der Ausnehmung 20 und den Wicklungsträgern 17. Dabei ist der Stecker 1 mittels des Kabels 21 mit dem Temperatursensor (hier nicht gezeigt) verbunden.
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3 zeigt die Teilansicht des Statorträgers aus 2 mit dem Stecker aus 1 im montierten Zustand.
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Die Befestigungsmittel 5, 7 des ersten Auslegers 3 und die Befestigungsmittel 6, 8 des zweiten Auslegers 4 sind am Wicklungsträger 17 befestigt. Dabei sind die Befestigungsmittel 5, 7 des ersten Auslegers 3 am ersten Verankerungspunkt 18 des Wicklungsträgers 17 befestigt und die Befestigungsmittel 6, 8 des zweiten Auslegers 4 sind am zweiten Verankerungspunkt 19 des Wicklungsträgers 17 befestigt.
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Der Befestigungsbereich 18 nimmt das axiale Befestigungsmittel 5 und das radiale Befestigungsmittel 7 mit dem Widerhaken 24 auf. Dabei umgreift das axiale Befestigungsmittel 5 den Befestigungsbereich 18. Der Widerhaken 24 des Befestigungsmittels 7 rastet in eine entsprechend zum Widerhaken 24 ausgebildete Gegenkontur am Befestigungsbereich 18 ein.
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Der Befestigungsbereich 19 nimmt das axiale Befestigungsmittel 6 und das radiale Befestigungsmittel 8 mit dem Widerhaken 25 auf. Dabei umgreift das axiale Befestigungsmittel 6 den Befestigungsbereich 19. Der Widerhaken 25 des Befestigungsmittels 8 rastet in eine entsprechend zum Widerhaken 25 ausgebildete Gegenkontur am Befestigungsbereich 19 ein.
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Das Positionierungsmittel 9 des Steckers 1 ist in die Ausnehmung 20 des Statorträgers 15 eingesetzt. Der Stecker 1 ist mittels des Positionierungsmittels 9 am Statorträger 15 positioniert und mittels der Befestigungsmittel 5, 6, 7, 8 fest an den Trägerwicklungen 18, 19 fixiert.
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Die zwei Kabelanschlüsse 10, 11 des Steckers 1 gemäß 1 sind mit dem Kabel 21 stromleitend verbunden.
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4 zeigt eine schematische Ansicht eines alternativen Steckers der erfindungsgemäßen E-Maschine.
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Im Unterschied zur 1 weist der Stecker 1 der 4 einen erster Ausleger 3 mit einem axialen Befestigungsmittel 5 und einem zweiten Ausleger 4 mit einem axialen Befestigungsmittel 6 auf. Beide Befestigungsmittel 5, 6 dienen der Befestigung an Wicklungsträgern 17 die an einem Statorträger angeschlossen sind, wie in den 5 und 6 gezeigt.
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Ferner weist das Positionierungsmittel 9 einen trapezförmigen Querschnitt mit zwei Abschrägungen (abgeschrägte Flächen) 12, 13 auf. Das Positionierungsmittel 9 weist eine schwalbenschwanzförmige Geometrie auf.
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5 zeigt eine schematische Teilansicht eines alternativen Statorträgers der erfindungsgemäßen E-Maschine.
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Der Statorträger 15 der E-Maschine 30 weist eine Ausnehmung 20 zur Aufnahme des Positionierungsmittels 9 des Steckers 1 auf. Dabei ist die Ausnehmung 20 als Gegenstück zum Positionierungsmittel 9 ausgebildet.
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Im Unterschied zur 2 ist die Ausnehmung 20 schwalbenschwanzförmig ausgebildet. Die Ausnehmung 20 weist zwei Abschrägungen (= abgeschrägte Flächen) 22, 23 auf um die zwei Abschrägungen 12, 13 des Positionierungsmittels 9 aufnehmen zu können.
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6 zeigt die Teilansicht des Statorträgers aus 5 mit dem Stecker aus 4 im montierten Zustand und 7 zeigt die Teilansicht aus 6 in einer anderen Perspektive.
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Das axiale Befestigungsmittel 5 des ersten Auslegers 3 und das axiale Befestigungsmittel 6 des zweiten Auslegers 4 sind am Wicklungsträger 17 befestigt. Dabei ist das Befestigungsmittel 5 des ersten Auslegers 3 am ersten Verankerungspunkt 18 des Wicklungsträgers 17 befestigt und das Befestigungsmittel 6 des zweiten Auslegers 4 ist am zweiten Verankerungspunkt 19 des Wicklungsträgers 17 befestigt.
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Das Positionierungsmittel 9 des Steckers 1 ist in die Ausnehmung 20 des Statorträgers 15 eingesetzt. Der Stecker ist mittels des Positionierungsmittels 9 und der Befestignungsmittel 5, 6 fest am Statorträger 15 bzw. den Trägerwicklungen 18, 19 fixiert.
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Die zwei Kabelanschlüsse 10, 11 des Steckers 1 gemäß 4 sind mit dem Kabel 21 stromleitend verbunden.
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8 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen E-Maschine.
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Die E-Maschine 30 weist einen der oben beschriebenen Stecker 1 gemäß den 1 oder 4 in einem am Statorträger 15 fixierten Zustand auf. Der Statorträger 15 ist teilweise mittels eines Vergusses 31 vergossen. Der Temperatursensor 26 ist zwischen zwei Statorwicklungen 16 angeordnet.
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Durch das Vorsehen der E-Maschine mit den beiden oben gezeigten Stecker kann eine räumlich nahe Anbindung der Stecker an den in der E-Maschine eingebrachten Temperatursensor auf dem Statorträger der E-Maschine erfolgen, um eine optimale Signalqualität der Temperaturmessung zu ermöglichen. Dabei werden vorhandene Geometrien des Statorträgers der E-Maschine genutzt.
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9 zeigt eine schematische Ansicht eines Gegensteckers.
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Der Gegenstecker 40 weist ein Gehäuse 41 auf. In dem Gehäuse 41 sind Öffnungen zur Aufnahme von Federn 42, 43 vorgesehen. Die Federn 42, 43 sind als Gegenkontaktierung zu den Kontaktierungspads 27, 28 ausgebildet. Entlang einer äußeren Mantelfläche des Gehäuses 41 ist eine Dichtung 44 angeordnet. Die Dichtung 44 ermöglicht eine dichte und feste Verbindung des Gegensteckers 40 mit dem Stecker 1. Vorzugsweise sind die Federn Sprungfedern mit einem annähernd kreisförmigen Querschnitt und aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt.
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Der Gegenstecker 40 ist eingerichtet, Signale vom Temperatursensor 26 an eine Signalverarbeitungsvorrichtung, insbesondere an eine Leistungselektronik (nicht gezeigt) zu übermitteln.
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10 zeigt eine schematische Seitensicht eines Hybridmoduls aus dem Stand der Technik.
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Das Hybridmodul 50 weist eine Verbrennungsmotorseite 51 und eine Getriebeseite 52 auf, wobei ein Kontaktierungsstecksystem 53 mit einem Temperatursensor 26 auf der Verbrennungsmotorseite 51 in eine Öffnung 55 einer Gehäusewand 54 des Hybridmoduls 50 einsetzbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stecker
- 2
- Gehäuse
- 3
- Ausleger
- 4
- Ausleger
- 5
- axiales Befestigungsmittel
- 6
- axiales Befestigungsmittel
- 7
- radiales Befestigungsmittel
- 8
- radiales Befestigungsmittel
- 9
- Positionierungsmittel
- 10
- Kabelanschluss
- 11
- Kabelanschluss
- 12
- Abschrägung
- 13
- Abschrägung
- 14
- Verstärkung
- 15
- Statorträger
- 16
- Statorwicklung
- 17
- Wicklungsträger
- 18
- Befestigungsbereich
- 19
- Befestigungsbereich
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Kabel
- 22
- Abschrägung
- 23
- Abschrägung
- 24
- Widerhaken
- 25
- Widerhaken
- 26
- Temperatursensor
- 27
- Kontaktierungspads
- 28
- Kontaktierungspads
- 30
- E-Maschine
- 31
- Verguss
- 40
- Gegenstecker
- 41
- Gehäuse
- 42
- Feder
- 43
- Feder
- 44
- Dichtung
- 50
- Hybridmodul
- 51
- Verbrennungsmotorseite
- 52
- Getriebeseite
- 53
- Kontaktierungsstecksystem
- 54
- Gehäusewand
- 55
- Öffnung
