DE102017218473A1

DE102017218473A1 - Stator einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE102017218473A1
Application number: DE102017218473.6A
Authority: DE
Inventors: Armin Elser; Klaus Lindner; Johannes Riedl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2019-04-18
Also published as: WO2019076540A1

Abstract

Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine bekannt, mit einer elektrischen Wicklung, die als Steckwicklung aus einer Vielzahl von Leiterelementen gebildet ist, von denen eine Vielzahl in Nuten des Stators angeordnet sind, wobei die in den Nuten verlaufenden Leiterelemente zur Bildung eines Wickelkopfes mit Leiterenden aus den Nuten vorstehen, und mit einem Temperatursensor, dessen Sensorelement in einer Sensorelement-Aufnahme eines am Wickelkopf verlaufenden Leiterelementes angeordnet und in der Sensorelement-Aufnahme durch ein Gießharz gehalten ist. Die Wärmeübertragung zwischen dem Temperatursensor und der Sensorelement-Aufnahme ist nicht optimal, da zwischen dem Temperatursensor und der Sensorelement-Aufnahme ein mit Gießharz oder Luft gefüllter Spalt gebildet sein kann. Dadurch folgt die mit dem Temperatursensor gemessene Temperatur der tatsächlich am Wickelkopf vorliegenden Temperatur mit einer vergleichsweise langen zeitlichen Verzögerung, so dass eine vergleichsweise geringe Messdynamik vorliegt. Außerdem ist der Temperatursensor durch das Vergießen mit dem Gießharz nicht oder nur aufwendig austauschbar.Bei dem erfindungsgemäßen Stator wird die Wärmeübertragung zwischen dem Temperatursensor und der Sensorelement-Aufnahme verbessert und dadurch die Messdynamik bei der Temperaturmessung erhöht.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Fixierelement (10) ein Federelement ist, das das Sensorelement (6.1) des Temperatursensors (6) in die Sensorelement-Aufnahme (9) drückt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Stator einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine aus der US2013/0270973 A1 bekannt, mit einer elektrischen Wicklung, die als Steckwicklung aus einer Vielzahl von Leiterelementen gebildet ist, von denen eine Vielzahl in Nuten des Stators angeordnet sind, wobei die in den Nuten verlaufenden Leiterelemente zur Bildung eines Wickelkopfes mit Leiterenden aus den Nuten vorstehen, und mit einem Temperatursensor, dessen Sensorelement in einer Sensorelement-Aufnahme eines am Wickelkopf verlaufenden Leiterelementes angeordnet und in der Sensorelement-Aufnahme durch ein Gießharz gehalten ist. Die Wärmeübertragung zwischen dem Temperatursensor und der Sensorelement-Aufnahme ist nicht optimal, da zwischen dem Temperatursensor und der Sensorelement-Aufnahme ein mit Gießharz oder Luft gefüllter Spalt gebildet sein kann. Dadurch folgt die mit dem Temperatursensor gemessene Temperatur der tatsächlich am Wickelkopf vorliegenden Temperatur mit einer vergleichsweise langen zeitlichen Verzögerung, so dass eine vergleichsweise geringe Messdynamik vorliegt. Außerdem ist der Temperatursensor durch das Vergießen mit dem Gießharz nicht oder nur aufwendig austauschbar.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Stator einer elektrischen Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Wärmeübertragung zwischen dem Temperatursensor und der Sensorelement-Aufnahme verbessert und dadurch die Messdynamik bei der Temperaturmessung erhöht wird. Das Federelement verringert den Spalt zwischen dem Sensorelement und der Sensorelement-Aufnahme und erhöht die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Sensorelement und der Sensorelement-Aufnahme. Außerdem wird ein leichterer Austausch des Temperatursensors ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem das Fixierelement ein Federelement ist, das das Sensorelement des Temperatursensors in die Sensorelement-Aufnahme drückt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stators einer elektrischen Maschine möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung kann das Federelement ein separates Element oder am betreffenden Leiterelement einstückig ausgebildet sein.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Federelement metallisch ist. Durch das metallische Federelement wird die Wärmeübertragung verbessert, da Metall ein guter Wärmeleiter ist.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Federelement aus einem Federwerkstoff, insbesondere einem Federstahl, hergestellt ist, da das Sensorelement auf diese Weise mit hoher Federkraft an die Sensorelement-Aufnahme anpressbar ist. Dadurch wird eine zuverlässige Befestigung des Temperatursensors und eine gute Wärmeübertragung zwischen dem Sensorelement und der Sensorelement-Aufnahme erreicht.
Auch vorteilhaft ist, wenn das Federelement an dem das Sensorelement haltenden Leiterelement, insbesondere an der Sensorelement-Aufnahme dieses Leiterelementes, befestigt ist, da das Federelement auf diese Weise besonders einfach befestigbar ist.
Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Federelement klammerförmig oder clipsförmig ausgebildet, um eine formschlüssige und lösbare Befestigung des Sensorelementes zu erreichen. Dadurch lässt sich der Temperatursensor auf einfache Weise austauschen.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn das Federelement und/oder das Sensorelement vorstehende Fixiermittel aufweist, die ein Verrutschen des Sensorelementes in der Sensorelement-Aufnahme verhindern. Auf diese Weise wird das Sensorelement in der Sensorelement-Aufnahme zuverlässig in Position gehalten.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die Sensorelement-Aufnahme U-förmig oder V-förmig oder als gebogene Lasche ausgebildet ist. Bei der V-förmigen Ausführung können Sensorelemente mit unterschiedlicher Abmessung, beispielsweise unterschiedlichem Durchmesser, in der Sensorelement-Aufnahme befestigt werden, da dort nicht parallele Schenkel bzw. Flanken vorhanden sind.
Vorteilhaft ist, wenn an dem das Sensorelement haltenden Leiterelement eine weitere Aufnahme vorgesehen ist, die in Längsrichtung des Temperatursensorelementes gesehen zur Sensorelement-Aufnahme beabstandet und zur Halterung eines Sensorkabels des Temperatursensors vorgesehen ist. Auf diese Weise wird das flexible Kabel des Temperatursensors geführt und gehalten, so dass eine Zugentlastung für das Sensorelement erreicht ist. Alternativ kann die weitere Aufnahme an der Sensorelement-Aufnahme ausgebildet sein.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn das das Sensorelement haltende Leiterelement als Stromschiene ausgebildet ist, an der eine Sternpunktverschaltung oder eine Phasenverschaltung ausgebildet ist. An einem solchen Leiterelement kann die Sensorelement-Aufnahme mit dem erfindungsgemäßen Federelement und/oder die weitere Aufnahme zur Halterung eines Kabels besonders gut ausgebildet und der Temperatursensor daran befestigt werden.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt einen Stator einer elektrischen Maschine,
2 eine Teilansicht auf einen Wickelkopf des Stators nach 1 mit dem Leiterelement, an dem ein Temperatursensor in einer Sensorelement-Aufnahme befestigt ist,
3 eine Schnittansicht durch die Sensorelement-Aufnahme des den Temperatursensor haltenden Leiterelementes entlang der Linie III-III in 2 und
4 Ansicht des die Sensorelement-Aufnahme aufweisenden Leiterelementes nach 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt einen Stator einer elektrischen Maschine.
Der Stator 1 einer elektrischen Maschine weist eine elektrische Wicklung 2 auf, die als Steckwicklung aus einer Vielzahl von Leiterelementen 3 gebildet ist, von denen eine Vielzahl in Nuten 4 des Stators 1 angeordnet sind. Die in den Nuten 4 des Stators 1 verlaufenden Leiterelemente 3 stehen mit Leiterenden 3.1 aus den Nuten 4 vor und bilden dadurch an den Stirnseiten des Stators 1 jeweils einen Wickelkopf 5, an dem die Leiterenden 3.1 der Leiterelemente 3 zur Bildung der elektrischen Wicklung 2 miteinander verschaltet bzw. verbunden sein können.
2 zeigt eine Teilansicht auf den Wickelkopf 5 des Stators 1 nach 1 mit einen Leiterelement, an dem ein Temperatursensor in einer Sensorelement-Aufnahme befestigt ist.
Der Temperatursensor 6 weist ein Sensorelement 6.1 auf, mit dem die Temperatur erfasst wird und das in einer Sensorelement-Aufnahme 9 eines am Wickelkopf 5 verlaufenden Leiterelementes 3 angeordnet ist. Das Sensorelement 6.1 kann ein beliebiges Temperatur-Sensorelement, beispielsweise ein NTC- oder ein PTC-Element, sein. Beispielsweise umfasst das Sensorelement 6.1 eine Kapselung bzw. ein Sensorelementgehäuse zum Schutz des Sensorelementes 6.1.
3 zeigt eine Schnittansicht durch die Sensorelement-Aufnahme 9 des den Temperatursensor haltenden Leiterelementes 3 entlang der Linie III-III in 2.
Das Sensorelement 6.1 des Temperatursensors 6 ist in der Sensorelement-Aufnahme 9 durch ein Fixierelement 10 gehalten.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Fixierelement 10 ein Federelement ist, das das Sensorelement 6.1 des Temperatursensors 6 mit einer Federkraft in die Sensorelement-Aufnahme 9 drückt. Auf diese Weise wird die Wärmeübertragung zwischen dem Temperatursensor 6 und der Sensorelement-Aufnahme 9 verbessert und dadurch die Messdynamik bei der Temperaturmessung erhöht. Das Federelement 10 verringert den Spalt und erhöht die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Sensorelement 6.1 und der Sensorelement-Aufnahme 9.
Das Federelement 10 kann ein separates Element oder am betreffenden Leiterelement 3 einstückig ausgebildet sein. Das Federelement 10 ist beispielsweise metallisch ausgeführt, um eine gute Wärmeleitung im Federelement 10 zu erreichen. Nach dem Ausführungsbeispiel ist das Federelement 10 aus einem Federwerkstoff, insbesondere einem Federstahl, hergestellt und als Federblech ausgebildet. Das Federelement 10 ist an dem das Sensorelement 6.1 haltenden Leiterelement 3, insbesondere an der Sensorelement-Aufnahme 9 dieses Leiterelementes 3 befestigt, beispielsweise formschlüssig, um einen einfachen Austausch des Temperatursensors 6 zu ermöglichen. Dazu kann das Federelement 10 klammerförmig oder clipsförmig ausgebildet sein und großflächig an der Sensorelement-Aufnahme 9 anliegen, um eine gute Wärmeübertragung von dem sensorelementtragenden Leiterelement 3 über das Federelement 10 zum Sensorelement 6.1 zu erzielen.
An dem Federelement 10 und/oder an dem Sensorelement 6.1 können nicht dargestellte vorstehende Fixiermittel vorgesehen sein, die ein Verrutschen des Sensorelementes 6.1 in der Sensorelement-Aufnahme 9 verhindern.
Die Sensorelement-Aufnahme 9 kann an dem sensorelementtragenden Leiterelement 3 U-förmig oder V-förmig oder als gebogene Lasche ausgebildet sein, so dass das Sensorelement 6.1 auf einfache Weise in die Sensorelement-Aufnahme 9 eingelegt und anschließend durch die Montage des Federelementes 10 fixiert werden kann.
4 zeigt eine Ansicht des die Sensorelement-Aufnahme 9 aufweisenden Leiterelementes nach 2.
An dem das Sensorelement 6.1 haltenden Leiterelement 3 kann eine weitere Aufnahme 12 vorgesehen sein, die in Längsrichtung des Temperatursensors 6 gesehen zur Sensorelement-Aufnahme 9 beabstandet und zur Halterung eines zum Sensorelement 6.1 führenden Sensorkabels 15 vorgesehen ist. Alternativ kann die Sensorelement-Aufnahme 9 die weitere Aufnahme 12 umfassen. Das Sensorkabel 15 kann in der weiteren Aufnahme 12 durch ein Federelement entsprechend dem Federelement 10 der Sensorelement-Aufnahme 9 oder auf andere Weise befestigt sein.
Das die Sensorelement-Aufnahme 9 aufweisende Leiterelement 3 kann ein beliebiges Leiterelement der elektrischen Steckwicklung sein. Nach dem Ausführungsbeispiel ist dieses Leiterelement 3 als Stromschiene ausgebildet, an der eine Sternpunktverschaltung oder eine Phasenverschaltung bzw. ein Phasenanschluss ausgeführt ist. Der Temperatursensor 6 kann an dem die Sensorelement-Aufnahme 9 aufweisenden Leiterelement 3 in axialer Richtung bezüglich einer Statorachse 1.1 des Stators 1 oder in einer Ebene parallel zur Stirnseite des Stators 1 ausgerichtet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2013/0270973 A1 [0001]

Claims

Stator (1) einer elektrischen Maschine mit einer elektrischen Wicklung (2), die als Steckwicklung aus einer Vielzahl von Leiterelementen (3) gebildet ist, von denen eine Vielzahl in Nuten (4) des Stators (1) angeordnet sind, wobei die in den Nuten (4) verlaufenden Leiterelemente (3) zur Bildung eines Wickelkopfes (5) mit Leiterenden (3.1) aus den Nuten (4) vorstehen, und mit einem Temperatursensor (6), dessen Sensorelement (6.1) in einer Sensorelement-Aufnahme (9) eines am Wickelkopf (5) verlaufenden Leiterelementes (3) angeordnet und in der Sensorelement-Aufnahme (9) durch ein Fixierelement (10) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (10) ein Federelement ist, das das Sensorelement (6.1) des Temperatursensors (6) in die Sensorelement-Aufnahme (9) drückt.
Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) ein separates Element oder am betreffenden Leiterelement einstückig ausgebildet ist.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) metallisch ist.
Stator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) aus einem Federwerkstoff, insbesondere einem Federstahl, hergestellt ist.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) an dem das Sensorelement (6.1) haltenden Leiterelement (3), insbesondere an der Sensorelement-Aufnahme (9) dieses Leiterelementes (3), befestigt ist.
Stator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) klammerförmig oder clipsförmig ausgebildet ist.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) und/oder das Sensorelement (6.1) vorstehende Fixiermittel (11) aufweist, die ein Verrutschen des Sensorelementes (6.1) in der Sensorelement-Aufnahme (9) verhindern.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelement-Aufnahme (9) U-förmig oder V-förmig oder als gebogene Lasche ausgebildet ist.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem das Sensorelement (6.1) haltenden Leiterelement (3) eine weitere Aufnahme (12) vorgesehen ist, die in Längsrichtung des Temperatursensors (6) gesehen zur Sensorelement-Aufnahme (9) beabstandet und zur Halterung eines Sensorkabels (15) des Temperatursensors (6) vorgesehen ist.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das das Sensorelement (6.1) haltende Leiterelement (3) als Stromschiene ausgebildet ist, an der eine Sternpunktverschaltung oder eine Phasenverschaltung ausgebildet ist.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (6.1) eine Kapselung bzw. ein Sensorelementgehäuse zum Schutz des Sensorelementes (6.1) umfasst.