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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Stator für eine als Antriebsmaschine für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug ausgebildete Antriebsmaschine, umfassend einen Statorkörper mit einer Mehrzahl von Statorwicklungen sowie einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur wenigstens eines Abschnitts einer Statorwicklung.
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Aus der
DE 10 2019 121 232 A1 ist bereits eine Temperatursensorbaugruppe bekannt. Die
DE 10 2019 121 232 A1 beschreibt eine Temperatursensorbaugruppe für eine elektrische Maschine, und beinhaltet ein längliches Gehäuse, das einen Ankerabschnitt beinhaltet, einen Temperatursensor, der innerhalb des Ankerabschnitts angeordnet ist und einen Rückhaltekörper, der sich vom länglichen Gehäuse, das dem Ankerabschnitt gegenüberliegt, erstreckt und beabstandete Rückhaltearme beinhaltet. Die Temperatursensorbaugruppe beinhaltet ferner eine Drahtführung, die sich von dem Rückhaltekörper erstreckt und die sich an einem Rückhaltearm entlang von dem länglichen Gehäuse weg erstreckt und einen Führungsdraht, der sich von dem Temperatursensor und durch die Drahtführung erstreckt.
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Die
EP 3 562 004 A1 beschreibt einen Isolatorring für eine elektrische Maschine, der axial endseitig die Statorwicklungen isolierend umgibt. Der Isolatorring weist einen Fortsatz mit einer Führung zur Einführung eines Leiterabschnitts sowie einen flexiblen Armabschnitt mit einer Aufnahme für einen Temperatursensor auf.
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In der
WO 2020/026394 A1 ist eine Temperatursensoranordnung beschrieben, die einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur in der Spule einer elektrischen Maschine umfasst. Dabei ist der Temperatursensor in einer Art Metallklammer gehalten und über diese an einen Stromschienenabschnitt der Spule angeklammert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stator für eine elektrische Maschine bereitzustellen, bei dem mittels eines Temperatursensors mit konstruktiv einfachen Mitteln eine zuverlässige - insbesondere eine frei von Störeinflüssen und reproduzierbare - Erfassung der Temperatur der Statorwicklung ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere durch einen Stator für eine als Antriebsmaschine für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug ausgebildete Antriebsmaschine, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Stator für eine elektrische Maschine umfasst einen Statorkörper mit einer Mehrzahl von Statorwicklungen sowie einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur wenigstens eines Abschnitts einer Statorwicklung. Erfindungsgemäß ist der Temperatursensor zusammen mit einem Leiterabschnitt in einer wannenförmigen Aufnahme eines Anbauteils angeordnet und mittels einer Vergussmasse in der Aufnahme fixiert. Dabei ist der Leiterabschnitt in thermisch leitendem Kontakt mit dem Temperatursensor als Bestandteil der Statorwicklung oder als thermisch leitend mit der Statorwicklung verbundener Abschnitt ausgebildet. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln eine zuverlässige und ausreichend genaue Temperaturerfassung der Statorwicklung ermöglicht ist. In diesem Zusammenhang ist insbesondere die hierdurch erreichte hohe Reproduzierbarkeit der Temperaturmessungen als besonders vorteilhaft hervorzuheben. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stators die zuverlässige Temperaturerfassung auch bei fluidgekühlten elektrischen Maschinen gewährleistet, bei denen die Statorwicklung im Bereich des Temperatursensors mit Kühlfluid umströmt ist.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Bedeutung oder ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Elektrische Maschinen dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil.
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Im Falle von als Rotationsmaschinen ausgebildeten elektrischen Maschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken.
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Der Stator einer Radialflussmaschine ist üblicherweise zylindrisch aufgebaut, wobei er einen Statorkörper umfasst, der in der Regel aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten und zu Blechpaketen paketierten Elektroblechen gebildet ist. Durch diesen Aufbau werden die durch das Statorfeld verursachten Wirbelströme im Stator geringgehalten. Über den Umfang verteilt, sind in das Elektroblech parallel zur Rotorwelle verlaufend angeordnet Nuten oder umfänglich geschlossene Ausnehmungen eingelassen, welche die Statorwicklung bzw. Teile der Statorwicklung aufnehmen. In Abhängigkeit von der Konstruktion zur Oberfläche hin können die Nuten mit Verschlusselementen, wie Verschlusskeilen oder Deckeln oder dergleichen verschlossen sein, um ein Herauslösen der Statorwicklung zu verhindern.
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Ein einteiliger Statorkörper zeichnet sich dadurch aus, dass der gesamte Statorkörper umfänglich gesehen einteilig ausgebildet ist. Der Statorkörper ist dabei in der Regel aus einer Vielzahl von gestapelten laminierten Elektroblechen gebildet, wobei jedes der Elektrobleche zu einem Kreisring geschlossen ausgebildet ist.
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Ein segmentiert aufgebauter Statorkörper zeichnet sich dadurch aus, dass er aus einzelnen Statorsegmentteilen aufgebaut ist. Der Statorkörper kann dabei aus einzelnen Statorzähnen oder Statorzahngruppen aufgebaut sein, wobei jeder einzelne Statorzahn oder jede einzelne Statorzahngruppe aus einer Vielzahl von gestapelten laminierten Elektroblechen gebildet sein kann, wobei jedes der Elektrobleche als Statorsegmentblechteil ausgebildet ist.
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In der Elektroindustrie versteht man unter dem Begriff der Spulenwickeltechnik die Art und die Methode des Aufwickelns des elektrischen Leiters (eines isolierten Drahtes oder einer Litze) zu einer Wicklung bzw. einer Spule. Die dabei entstehende geometrische Struktur aus einer oder mehreren Windungen oder Lagen erzeugt in ihrer Gesamtheit eine konzentrierte elektrische Eigenschaft. Spulen können als Aktuatoren - z.B. als Elektromagnet, Transformator oder Motoren ausgebildet sein. Spulen können aber auch als Sensoren - z.B. in Form von Antennen, Mikrofonen oder Messgeräten oder dergleichen ausgebildet sein und eingesetzt werden. Die Wicklungen von Aktuatoren, wie z. B. der Statoren oder Rotoren von elektrischen Maschinen, werden ebenfalls häufig als Spulen (Stator- oder Rotorspule bzw. Stator- oder Rotorwicklung) bezeichnet.
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Unter einem Temperatursensor wir ein Sensor verstanden, der in Abhängigkeit von einer Umgebungs- oder Kontakttemperatur sein Verhalten verändert und in Abhängigkeit hiervon über eine Schnittstelle entsprechende Sensorsignale bereitstellt. Beispielsweise kommen hierfür sogenannte NTC- oder PTC-Temperatursensoren in Betracht, welche in Abhängigkeit von einer Umgebungs- oder Kontakttemperatur elektrische Signale an ihren Sensoranschlussstellen bereitstellen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Leiterabschnitt für den Fall, dass er als thermisch leitend mit der Statorwicklung verbundener Abschnitt ausgebildet ist, als Stromschiene ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass über eine Stromschiene ein flächiger Kontakt zu dem Temperatursensor bereitgestellt und somit eine präzisere und zuverlässigere Temperaturerfassung gewährleistet werden kann.
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Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Leiterabschnitt als Stromschiene eines Null-Leiters, insbesondere als Stromschiene eines Sternpunktes einer im Stern betriebenen elektrischen Maschine ausgebildet ist. Hierdurch kann bei im Stern betriebenen elektrischen Maschinen eine besonders sichere und präzise Anbindung eines Temperatursensors zur Erfassung der Statorwicklungstemperatur gewährleistet werden.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Vergussmasse durch ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere durch ein Kunststoff- oder Kunststoffkompositmaterial, gebildet ist. Beispielsweise kann die Vergussmasse aus einem Epoxidharz gebildet sein. In jedem Fall wird durch das Vergießen des Temperatursensors gemeinsam mit dem Leiterabschnitt innerhalb der wannenförmigen Aufnahme des Anbauteils eine dauerhaft sichere Positionierung und Kontaktierung zwischen Temperatursensor und Leiterabschnitt gewährleistet. Darüber hinaus wird durch die Vergussmasse ein unmittelbarer Kontakt zu einem die Statorwicklung kühlenden Kühlfluid unterbunden und somit eine Beeinflussung der Temperaturmessung durch das Kühlfluid unterbunden oder zumindest wesentlich reduziert.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Temperatursensor mit seiner Sensorfläche zumindest bereichsweise flächig und in unmittelbarem Kontakt mit dem Leiterabschnitt angeordnet ist. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass die thermische Kontaktierung zwischen Temperartursensor und Leiterabschnitt verbessert und eine Isolierschicht, wie sie etwa bei Kontaktierung mit einem Wicklungsdraht der Statorwicklung vorhanden ist, nicht vorhanden ist. Zudem wäre bei einer Kontaktierung eines Wicklungsdrahtes nur eine linienförmige - und keine flächige - Kontaktierung gegeben.
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In einer möglichen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist Leiterabschnitt als stromdurchflossener Leiterabschnitt ausgebildet, wodurch eine Temperaturerfassung unmittelbar am Ort der Entstehung der Wärme ermöglicht ist und somit eine präzise Erfassung der Temperatur sichergestellt ist. In einer hierzu alternativen Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Leiterabschnitt als nicht-stromdurchflossener Leiterabschnitt ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung kann bauraumtechnische Vorteile bieten. So kann in einer bevorzugten Ausführungsform dieser Weiterbildung ein Stromschienenanschluss innerhalb des beispielsweise als Kunststoffumspritzung ausgeführten Anbauteils als nicht-stromdurchflossener Stromschienenabzweig ausgebildet sein, welcher dann entsprechend an den Temperatursensor angebunden ist.
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Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Temperatursensor, den Leiterabschnitt in der Aufnahme unmittelbar kontaktierend, unter Verwendung einer Fixiereinheit fixiert ist. Hierdurch lässt sich auf konstruktiv einfache Weise der Temperatursensor innerhalb der wannenförmigen Aufnahme sicher positionieren, bevor die Aufnahme zu einem späteren Zeitpunkt im Herstellungsprozess vergossen wird. Dabei ist der Temperatursensor mit Vorteil stabartig oder flachstabartig ausgebildet, wobei die innerhalb der Aufnahme angeordnete oder ausgebildete Fixiereinheit zumindest einen ersten Montagefortsatz und einen zweiten Montagefortsatz aufweist und der Temperatursensor im Bereich seines einen axialen Endes durch den ersten Montagefortsatz von einer ersten Seite gehalten ist und im Bereich seines anderen axialen Endes durch den zweiten Montagefortsatz von der der ersten Seite gegenüberliegenden Seite gehalten ist.
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Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Fixiereinheit bzw. die Montagefortsätze derart ausgebildet und angeordnet ist/sind, dass der zwischen ihnen gehaltene Temperatursensor federkraftbeaufschlagt gegen den Leiterabschnitt gedrückt wird. Hierfür kann ein dritter Montagefortsatz Verwendung finden, wobei der Temperatursensor zwischen zwei der drei Montagefortsätze eine Biegung erfährt, durch er federkraftbeaufschlagt gegen den Leiterabschnitt gedrückt wird. Durch einen weiteren axial weiter beabstandeten Montagefortsatz kann der Temperatursensor dann über die weitere Länge in Position gehalten werden.
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Hierdurch kann die unmittelbare und flächige Kontaktierung zwischen Temperatursensor und Leiterbschnitt verbessert werden. Mit Vorteil können durch diese Maßnahme auch Dicketoleranzen der Temperatursensoren ausgeglichen und eine sicher Vorpositionierung innerhalb der Aufnahme sichergestellt werden.
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Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass ein separates Halteelement zur Fixierung des Temperatursensors vorgesehen ist, wobei das Halteelement zumindest einen, mit einer innerhalb der Aufnahme ausgebildeten Fortsatzaufnahme zusammenwirkenden Fortsatz aufweist, so dass das Halteelement kraft- und/oder formschlüssig in der Aufnahme anordenbar ist. Durch ein solches zusätzliches Halteelement kann eine alternative Befestigungsmethode zur Vorpositionierung des Temperatursensors geschaffen werden oder es kann durch das zusätzliche Halteelement eine durch Fixierelemente bereits vorhandene Befestigung zur Vorpositionierung verbessert werden.
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In einer Weiterbildung, in der das Anbauteil als eine sogenannte Kunststoffumspritzung ausgebildet ist, sind innerhalb derselben eine Mehrzahl von als Stromschienenabschnitten ausgebildeten elektrischen Anschlusskontakten einteilig ausgebildet. Die Kunststoffumspritzung ist beispielsweise durch ein Spritzgußteil gebildet, welches in Form einer Kappe oder eines Deckelteils ausgebildet ist. Von der Kunststoffumspritzung umspritzt sind in dieser eine Mehrzahl von elektrischen Anschlusskontakten einteilig verbaut angeordnet, die von der einen Seite (innen) elektrisch leitend mit einem Wicklungsdrahtende einer Statorwicklung verbunden sind und über die an ihrem anderen Ende, welches nach außen aus der Kunststoffumspritzung herausragt, die elektrische Maschine zum Zwecke der Ansteuerung kontaktiert werden kann. Ferner können die Statorwicklungen innerhalb der Kunststoffumspritzung entsprechend verschaltet sein - wofür je nach Ausgestaltung zusätzliche Verschaltungsbauteile, wie Abstandhalter oder dergleichen verbaut sein können. Hierdurch wird eine sehr kompakte und montagefreundliche Einheit zum Anschluss der Statorwicklungsenden als auch zur abgekapselten Unterbringung und Anbindung des Temperatursensors geschaffen.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können.
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Es zeigen:
- 1 eine herkömmliche als Radialflussmaschine ausgebildete elektrische Maschine in einer schematischen Darstellung in einem Axialschnitt,
- 2 ein gehäuseartiges Anbauteil mit integrierten elektrischen Anschlusskontakten zur Kontaktierung der Statorwicklungen und mit einer integrierten wannenförmigen Aufnahme zur Einbettung eines Temperatursensors in einer perspektivischen Darstellung,
- 3 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt der eine Draufsicht in die wannenförmige Aufnahme mit darin angeordnetem Leiterabschnitt und integriertem Temperatursensor zeigt,
- 4 eine weitere Schnittdarstellung der Aufnahme entlang der Schnittlinie A-A in 2,
- 5 ein gehäuseartig ausgebildetes Anbauteil mit integrierten elektrischen Anschlusskontakten zur Kontaktierung der Statorwicklungen und mit einem in der wannenförmigen Aufnahme des Anbauteils vergossenen integrierten Temperatursensor, in einer perspektivischen Darstellung, in einer weiteren Ausführungsform, und
- 6 einen vergrößerten Ausschnitt der Aufnahme mit integriertem Temperatursensor in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B in 5.
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1 zeigt eine elektrische Maschine 100 gemäß dem Stand der Technik in einem Axialschnitt in schematischer Darstellung. Die elektrische Maschine 100 umfasst einen Stator mit einem aus einem Statorblechpaket gebildeten Statorkörper 2 und einer Mehrzahl von in Nuten des Statorkörpers 2 angeordneten Statorwicklungen 3 sowie einen Rotor, wobei der Rotor innerhalb des Stators in einer axial sich erstreckenden kreiszylindrischen Durchgangsöffnung angeordnet ist. Dabei ist der Rotorkörper drehfest auf einer Rotorwelle befestigt, wobei die Rotorwelle axial beidseitig in Wälzlagern in einem Motorgehäuse drehbar gelagert ist.
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2 zeigt eine kappen- oder deckelartig und als Kunststoffumspritzung ausgebildetes Anbauteil 5 eines erfindungsgemäß ausgebildeten Stators 1 in einer möglichen Ausführungsform. Das als Kunststoffumspritzung ausgebildete Anbauteil 5 weist integrierte stromschienenartig ausgebildete elektrischer Anschlusskontakte 52 für den elektrischen Anschluss der Statorwicklungen 3 bzw. für die elektrische Kontaktierung der elektrischen Maschine 1 zur Ansteuerung derselben auf. Ferner ist in dem Anbauteil 5 eine wannenartig ausgebildete Aufnahme 50 zur Aufnahme eines Temperatursensors 4 integriert. Der Temperatursensor 4 ist gemeinsam mit einem insbesondere elektrisch als auch thermisch leitend ausgebildeten Leiterabschnitt 30 in der wannenförmigen Aufnahme 50 des Anbauteils 5 angeordnet und mittels einer Vergussmasse 6 in der Aufnahme 5 fixiert. Der Leiterabschnitt 30 ist dabei in einem thermisch leitenden Kontakt mit dem Temperatursensor 4 fixiert. Der Leiterabschnitt 30 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als thermisch leitend mit der Statorwicklung 3 verbundener Abschnitt einer der im Anbauteil integrierten elektrischen Anschlusskontakte 52 ausgebildet, wobei der Leiterabschnitt 30 im dargestellten Beispiel als nicht-stromdurchflossener Seitenarm eines elektrischen Anschlusskontakts 52 ausgeführt ist. Bevorzugt ist der Leiterabschnitt 30 allerdings als stromdurchflossener Leiterabschnitt 30 ausgebildet, wobei an einem Ende der als Stromschienenabschnitt ausgeführte Leiterabschnitt 30 mit einem Wicklungsende einer Statorwicklung 3 verbunden ist und wobei das andere Ende des als Stromschiene ausgebildeten Leiterabschnitts 30 entweder als nach außen geführter elektrischer Anschlusskontakt 52 der elektrischen Maschine 100 ausgebildet ist oder mit diesem elektrisch verbunden ist. Auch ist in der 2 gezeigt, dass der Temperatursensor 4 unter Verwendung einer Fixiereinheit 500 den Leiterabschnitt 30 in der Aufnahme 50 kontaktierend fixiert ist. Dabei ist der Temperatursensor 4 stabartig bzw. flachstabartig ausgebildet. Die innerhalb der Aufnahme 50 angeordnete oder ausgebildete Fixiereinrichtung 500 weist dabei einen ersten Montagefortsatz 501 und einen zweiten Montagefortsatz 502 auf, wobei der Temperatursensor 4 im Bereich seines einen axialen Endes durch den ersten Montagefortsatz 501 von einer ersten Seite gehalten ist und im Bereich seines anderen axialen Endes durch den zweiten Montagefortsatz 502 von der der ersten Seite gegenüberliegenden Seite gehalten ist.
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Verfahrenstechnisch wird, während des Herstellungsprozesses des Stators 1, der Temperatursensor 4 in die wannenartige Aufnahme 50 des als Kunststoffumspritzung ausgebildeten Anbauteils 5 gefügt. Dabei wird die Kunststoffumspritzung als bereitgestelltes, bereits vorhandenes Bauteil betrachtet. Kunststoffumspritzungen werden oft genutzt, um Luft- und Kriechstrecken zwischen den Stromleitern einzuhalten und/oder die Stromleiter gegeneinander abzustützen und damit robuster gegen Vibrationen auszulegen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Temperatursensor 4 in die Aufnahme 50 eingelegt und durch die Fixiereinrichtung 500 in der Aufnahme 50 positioniert und fixiert. Anschließend werden die Anschlussleitungen des Temperatursensors 4 in einen Kabelausgang geklemmt, um einen definierten und möglichst lotrechten Ausgang der Anschlussleitungen aus der Aufnahme zu gewährleisten. Abschließend wird die Aufnahme 50 wird mit einer elektrisch isolierenden und gegen das Eindringen von Feuchte oder Nässe wirkenden Vergussmasse 6 gefüllt, so dass der Temperatursensor 4 nebst Leitungsabschnitt 30 gemeinsam in der Aufnahme 50 sicher positioniert und gegen das Eindringen eines Kühlfluids oder dergleichen geschützt angeordnet sind.
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3 zeigt einen vergrößert dargestellten Ausschnitt der Aufnahme 50 des Anbauteils 5 mit integriertem Temperatursensor 4 in einer Draufsicht auf die Aufnahme 50. In dieser Variante sind die Funktion der Positionierung als auch die der Fixierung des Temperatursensors 4 in der integriert ausgebildeten Fixierungseinheit 500 umgesetzt, weshalb zu diesen Zwecken kein zusätzliches Bauteil, etwa in Form eines separaten Halters, benötigt wird. Dies wird mittels mehrerer als Kunststoffdome ausgebildeter Montagefortsätze 501, 502, 503 die in der Aufnahme 50 ausgebildet sind, ermöglicht. Beim Fügen des Temperatursensors 4 wird dieser bereichsweise gebogen und durch die aufgrund der entstehenden Biegekräfte bzw. Drehmomente erzeugten Anpresskraft wird der Temperatursensor 4 auf den Leiterabschnitt 30 gedrückt. Die Fixiereinheit 500 bzw. die Montagefortsätze 501, 502, 503 sind dafür derart ausgebildet und angeordnet, dass der zwischen ihnen gehaltene Temperatursensor 4 federkraftbeaufschlagt gegen den Leiterabschnitt 30 gedrückt wird. Hierfür wird der Temperatursensor 4 an einem axialen Ende zwischen zwei axial versetzt und gegenüberliegend angeordneten Montagefortsätzen 502 und 503 unter einer geringen Verbiegung, durch die eine Federkraftbeaufschlagung in Richtung Leiterabschnitt 30 realisiert wird, verspannt. Dadurch ist es ferner möglich die herstellungsbedingten Toleranzen eines Temperatursensors 4, welche oftmals verhältnismäßig groß sind in Bezug zur Größe des Sensors, auszugleichen.
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4 zeigt eine weitere Schnittdarstellung der Aufnahme entlang der Schnittlinie A-A in 2. Hier ist gut zu erkennen, wie der Temperatursensor 4 durch einen der Montagefortsätze 500, 501 in der Aufnahme 50 positioniert gehalten ist, wobei der Temperatursensor 4 flächig an einen stromschienenartig ausgebildeten Leiterabschnitt 30 gedrückt wird und diesen unmittelbar - ohne irgendeine isolierend wirkende Zwischenschicht - kontaktiert.
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5 zeigt - in einer weiteren möglichen Ausführungsform - das gehäuseartig ausgebildete Anbauteil 5 mit integrierten, stromschienenartig ausgebildeten elektrischen Anschlusskontakten 52 zum Anschluss der Drahtenden der Statorwicklungen 3 als auch zur elektrischen Kontaktierung der Statorwicklungen 3 von außen. Ferner weist das Anbauteil 5 einen integrierten Temperatursensor 4 auf, der genau wie in der Darstellung gemäß 2 in einer Aufnahme 50 mittels einer Vergussmasse 6 vergossen ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Temperatursensor 4 anstatt auf einer horizontal orientierten Stromschiene auf einer vertikal ausgerichteten Stromschiene appliziert. Dabei wird ein zusätzliches Halteelement 7 (siehe 6) als Fixierungseinheit 500 genutzt.
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Das Halteelement 7 wird im vorliegenden Beispiel über entsprechend ausgebildete Fortsätze 70 (Dome/Pins) in Fortsatzaufnahmen 51 (Öffnungen) der Kunststoffumspritzung gefügt. Durch Verpressen des Halterelements 7 in der Kunststoffumspritzung wird ein fester Sitz, ein Toleranzausgleich und eine definierte Anpresskraft zur Fixierung des Temperatursensors 4 erzeugt. Der Temperatursensor 4 liegt hier vorteilhaft im stromdurchflossenen Bereich eines Leiterabschnitts 30 einer Sternschiene.
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6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Anbauteils 5 mit der Aufnahme 50 mit integriertem Temperatursensor 4 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B in 5. Gut zu erkennen ist in dieser Darstellung, dass der Temperatursensor 4 flächig auf dem stromschienenartig ausgebildeten Leiterabschnitt 30 zur Anlage kommt und in dieser Position durch das bügel- oder klammerartig ausgebildete Halteelement 7 fixiert wird, so dass während des weiteren Herstellungsprozesses, bei dem die Aufnahme 50 mit Vergussmasse 6 gefüllt und vergossen wird, sicher die kontaktbehaftete Positionierung von Leiterabschnitt 30 und Temperatursensor 4 beibehalten wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stator
- 2
- Statorkörper
- 3
- Statorwicklung
- 30
- Leiterabschnitt
- 4
- Temperatursensor
- 5
- Anbauteil
- 50
- Aufnahme
- 51
- Fortsatzaufnahme
- 52
- elektrischer Anschlusskontakt (Anbauteil)
- 500
- Fixiereinheit
- 501
- erster Montagefortsatz
- 502
- zweiter Montagefortsatz
- 503
- dritter Montagefortsatz
- 6
- Vergussmasse
- 7
- Halteelement
- 70
- Fortsatz
- 100
- Elektrische Maschine
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019121232 A1 [0002]
- EP 3562004 A1 [0003]
- WO 2020/026394 A1 [0004]
