DE102022122563A1 - Temperatursensor und Sensoranordnung - Google Patents

Temperatursensor und Sensoranordnung Download PDF

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Alexander Schubert
Stefan Kuschel
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TDK Electronics AG
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Abstract

Es wird ein Temperatursensor (1) angegeben, der eine Steckkupplung (2) mit einem integrierten Temperaturfühler (3) und einer Aufnahme (4) umfasst, die eine Öffnung (5) zum Einschieben eines Steckstiftes (6) aufweist, wobei die Position der Öffnung (5) der Aufnahme (4) senkrecht zur Aufsteckrichtung (R) der Steckkupplung (2) veränderbar ist. Des Weiteren wird eine Sensoranordnung angegeben.

Description

  • Es werden ein Temperatursensor und eine Sensoranordnung mit dem Temperatursensor angegeben.
  • Temperatursensoren werden beispielsweise dazu verwendet, Betriebstemperaturen von Elektromotoren oder von Verbrennungsmotoren zu bestimmen. In Fahrzeugen wird der Motor insbesondere mit einem zeitlich stark veränderlichen Lastprofil betrieben. Um eine Beschädigung des Motors im Betrieb zu vermeiden, ist somit eine genaue Bestimmung der Betriebstemperatur vorteilhaft. Dabei ist insbesondere die Bestimmung der Betriebstemperatur von thermisch stark beanspruchten Komponenten innerhalb des Motors wichtig, zum Beispiel von Spulen eines Stators eines Elektromotors. Ein Temperatursensor ist beispielsweise aus der Druckschrift US 2020/0266689 A1 bekannt.
  • Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist es, einen verbesserten Temperatursensor anzugeben, der einfacher zu montieren ist. Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Temperatursensors sowie der Sensoranordnung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Temperatursensor eine Steckkupplung mit einem integrierten Temperaturfühler und einer Aufnahme, die eine Öffnung zum Einschieben eines Steckstiftes aufweist, wobei die Position der Öffnung der Aufnahme senkrecht zur Aufsteckrichtung der Steckkupplung veränderbar ist. Die Steckkupplung ist bevorzugt zu einer reversiblen Steckverbindung mit dem Steckstift eingerichtet. In anderen Worten kann die Steckverbindung zwischen der Steckkupplung und dem Steckstift gelöst werden, ohne die Steckkupplung und den Steckstift zu beschädigen. Alternativ kann die Steckkupplung zu einer irreversiblen Steckverbindung mit dem Steckstift eingerichtet sein, so dass die Steckverbindung nur durch Zerstörung von einem oder beiden Elementen Steckkupplung und Steckstift lösbar ist.
  • Die Steckkupplung ist insbesondere zu einer formschlüssigen, einer kraftschlüssigen, oder einer formschlüssigen und kraftschlüssigen Verbindung mit dem Steckstift eingerichtet. Beispielsweise weisen die Öffnung der Aufnahme und der Steckstift eine gleiche oder eine ähnliche Querschnittsfläche auf, so dass nach dem Aufstecken der Steckkupplung auf den Steckstift eine mechanisch stabile Verbindung zwischen der Steckkupplung und dem Steckstift besteht. Hier und im Folgenden bezeichnet die Querschnittsfläche insbesondere eine Fläche senkrecht zur Aufsteckrichtung.
  • Die Öffnung der Aufnahme ist beispielsweise ein Sackloch, das auf einer Stirnfläche der Steckkupplung angeordnet ist. Die Öffnung weist beispielsweise eine kreisförmige, ovale, quadratische, rechteckige, oder polygonale Querschnittsfläche auf. Eine lineare Ausdehnung der Öffnung in Aufsteckrichtung ist bevorzugt größer als eine lineare Ausdehnung der Querschnittsfläche der der Öffnung. Somit ist die Steckverbindung zwischen der Steckkupplung und dem Steckstift insbesondere stabil gegenüber einer Kraft, die entgegen der Aufsteckrichtung auf die Steckkopplung wirkt.
  • Der Temperaturfühler ist beispielsweise ein elektrisches Bauelement oder ein Teil eines elektrischen Bauelements, das ein elektrisches Signal als Maß für die Temperatur liefert. Bevorzugt ist der Temperatursensor innerhalb der Steckkupplung angeordnet. Beispielsweise ist der Temperaturfühler in ein Material der Steckkupplung eingebettet. Die Steckkupplung kann auch einen Hohlraum oder ein Loch aufweisen, in das der Temperaturfühler eingebracht ist. Nach einem Aufstecken der Steckkupplung auf den Steckstift ist der Temperaturfühler bevorzugt in unmittelbarer Nähe des Steckstiftes angeordnet. Beispielsweise ist der Temperaturfühler an oder in der Nähe einer Bodenfläche oder einer Mantelfläche der Öffnung der Aufnahme angeordnet. Der Temperaturfühler kann auch direkt auf der Bodenfläche oder der Mantelfläche innerhalb der Öffnung angeordnet sein.
  • Die Steckkupplung weist beispielsweise Elemente oder Materialien auf, die eine Wärmleitfähigkeit der Steckkupplung erhöhen. Insbesondere kann die Wärmeleitfähigkeit in einem Kontaktbereich mit dem Steckstift erhöht werden, wodurch ein thermischer Kontakt zwischen dem Temperaturfühler und dem Steckstift verbessert wird. Zum Beispiel weist die Steckkopplung ein Matrixmaterial mit eingebetteten metallischen Partikeln, metallischen Fasern, oder Kohlefasern mit hoher Wärmeleitfähigkeit auf. Das Matrixmaterial ist beispielsweise ein Kunststoff.
  • Die Position der Öffnung der Aufnahme ist beispielsweise relativ zu einer Montageplatte des Temperatursensors veränderbar. Die Montageplatte ist insbesondere zu einer mechanischen Befestigung des Temperatursensors an einem Gehäuse eingerichtet. Zum Beispiel kann die Montageplatte mit dem Gehäuse fest verschraubt werden. Insbesondere ist die Position der Öffnung der Aufnahme derart veränderbar, dass die Steckkupplung eine Verschiebung des Steckstiftes relativ zur fixierten Montageplatte des Temperatursensors beim Aufstecken des Temperatursensors auf den Steckstift zumindest teilweise ausgleicht. Des Weiteren kann die Öffnung der Aufnahme derart veränderbar sein, dass die Steckkupplung eine Verschiebung des Steckstiftes relativ zur fixierten Montageplatte des Temperatursensors während des Betriebs des Temperatursensors zumindest teilweise ausgleicht.
  • Durch die veränderbare Position der Öffnung der Aufnahme wird insbesondere eine Verschiebung des Steckstiftes in einer Richtung senkrecht zur Aufsteckrichtung ausgeglichen. Die Steckkupplung kann auch dazu eingerichtet sein, nach dem Aufstecken auf den Steckstift eine Verschiebung des Steckstiftes in Aufsteckrichtung auszugleichen. Vibrationen des Motors während des Betriebs führen beispielsweise zu einer relativen Verschiebung zwischen dem Gehäuse und dem Steckstift innerhalb des Gehäuses. Die veränderbare Position der Öffnung der Aufnahme erlaubt somit beispielsweise, diese Verschiebung auszugleichen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Temperatursensors ist die Position der Öffnung der Aufnahme um zumindest 50 %, bevorzugt um zumindest 100 % und besonders bevorzugt um zumindest 200 % eines Durchmessers der Öffnung der Aufnahme veränderbar. Hier und im Folgenden bezeichnet der Durchmesser eine maximale lineare Ausdehnung der Querschnittsfläche. Insbesondere ist die Position der Öffnung der Aufnahme relativ zur Montageplatte des Temperatursensors veränderbar, ohne den Temperatursensor dabei zu beschädigen. Bevorzugt ist die Veränderung der Position der Öffnung der Aufnahme reversibel.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Temperatursensors weist die Öffnung der Aufnahme eine Einführschräge auf. In anderen Worten weist die Öffnung der Aufnahme einen trichterförmigen Abschnitt auf, sodass der Durchmesser der Öffnung der Aufnahme an der Stirnfläche der Steckkupplung größer ist als der Durchmesser der Querschnittsfläche des Steckstiftes. Beispielsweise ist der Durchmesser der Öffnung der Aufnahme an der Stirnfläche der Steckkupplung um zumindest 50%, bevorzugt um zumindest 100% größer, als der Durchmesser der Querschnittsfläche des Steckstiftes.
  • Durch die Einführschräge ist die Steckkupplung insbesondere einfacher auf den Steckstift aufsteckbar. Beispielsweise erlaubt die Einführschräge ein blindes Montieren des Temperatursensors von außerhalb des Gehäuses, wobei eine Position des Steckstiftes innerhalb des Gehäuses zum Beispiel eine Toleranz in einer Richtung senkrecht zur Aufsteckrichtung von höchstens 50%, bevorzugt von höchstens 100% des Durchmessers der Querschnittsfläche des Steckstiftes aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Temperatursensors weist die Steckkupplung ein flexibles Material auf, sodass die Position der Öffnung der Aufnahme durch eine reversible Verformung eines Teils der Steckkupplung veränderbar ist. Beispielsweise ist eine Länge der Steckkupplung in Aufsteckrichtung größer als eine Breite der Steckkupplung senkrecht zur Aufsteckrichtung. Insbesondere kann die Position der Öffnung durch eine Biegung der Steckkupplung verändert werden. Beispielsweise weist die Steckkupplung einen flexiblen Kunststoff, insbesondere ein Silikon oder einen Elastomerkautschuk auf, oder besteht aus einem dieser Materialien.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Temperatursensors umfasst die Aufnahme eine Vielzahl von dicht gepackten Stiften, die parallel zur Aufsteckrichtung angeordnet und parallel zur Aufsteckrichtung verschiebbar sind. Bevorzugt sind die Stifte unabhängig voneinander verschiebbar. Die Stifte sind insbesondere derart dicht gepackt, dass unmittelbar benachbarte Stifte zumindest teilweise in direktem Kontakt stehen.
  • Die im Folgenden beschriebenen Merkmale eines Stiftes gelten für einen Großteil der Stifte, bevorzugt für alle Stifte. Der Stift weist beispielsweise eine kreisförmige, ovale, quadratische, rechteckige, hexagonale oder polygonale Querschnittsfläche auf. Ein Durchmesser der Querschnittsfläche des Stiftes ist bevorzugt kleiner als der Durchmesser der Querschnittsfläche des Steckstiftes. Eine Länge des Stifts ist bevorzugt größer als eine vorgegebene Einstecktiefe des Steckstiftes in der Aufnahme. Insbesondere lässt sich der Stift von der Stirnfläche der Steckkupplung bis zur Einstecktiefe verschieben. Der Stift weist beispielsweise ein Metall, wie zum Beispiel Eisen, Kupfer, oder Aluminium, einen Kunststoff, Kohlenstoff, Teflon, oder eine Keramik auf, oder besteht aus einem dieser Materialien.
  • Beim Aufstecken der Steckkupplung auf den Steckstift wird beispielsweise ein Teil der Stifte, die in direktem Kontakt mit dem Steckstift stehen, entgegen der Aufsteckrichtung verschoben. Insbesondere bildet sich durch das Verschieben der Stifte beim Aufstecken der Steckkupplung auf den Steckstift die Öffnung in der Aufnahme. Die Position der Öffnung in der Aufnahme ist somit veränderbar und passt sich beim Aufstecken auf den Steckstift an die Position des Steckstiftes an. Bevorzugt weist die Aufnahme mit den darin angeordneten Stiften einen Durchmesser auf, der größer als der Durchmesser des Steckstiftes ist. Beispielsweise ist der Durchmesser der Aufnahme um zumindest 50%, bevorzugt um zumindest 100%, und besonders bevorzugt um zumindest 200% größer als der Durchmesser des Steckstiftes.
  • Gemäß einer weiteren Ausführung des Temperatursensors steht der Temperaturfühler in direktem Kontakt mit zumindest einem der Stifte. Die Stifte stellen dadurch den thermischen Kontakt zwischen dem Temperaturfühler und dem Steckstift her. Bevorzugt weisen die Stifte eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Beispielsweise weisen die Stifte ein Metall auf. Somit ist eine Temperatur des Steckstiftes vorteilhaft besonders genau bestimmbar.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Temperatursensor in einem Temperaturbereich zwischen einschließlich -40 °C und einschließlich 230 °C einsetzbar. Insbesondere behält das flexible Material der Steckkupplung seine flexiblen Eigenschaften in diesem Temperaturbereich bei.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Temperatursensors weist der Temperaturfühler einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand auf. Beispielsweise ist der Temperaturfühler ein Heißleiter oder ein Kaltleiter. Bei einem Heißleiter sinkt der elektrische Widerstand mit steigender Temperatur, während sich der elektrische Widerstand bei einem Kaltleiter mit steigender Temperatur vergrößert.
  • Des Weiteren wird eine Sensoranordnung angegeben. Die Sensoranordnung weist insbesondere einen hier beschriebenen Temperatursensor auf. Alle Merkmale des Temperatursensors sind auch für die Sensoranordnung offenbart und umgekehrt.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Sensoranordnung einen Temperatursensor zum Aufstecken auf einen Steckstift auf. Der Temperatursensor weist zumindest eines der oben beschriebenen Merkmale auf. Der Steckstift ist innerhalb eines Gehäuses angeordnet und über eine Öffnung im Gehäuse zugänglich, wobei die Aufnahme des Temperatursensors mithilfe ihrer Veränderbarkeit eine Verschiebung, eine Bewegung, oder eine Verschiebung und Bewegung des Steckstifts relativ zur Öffnung im Gehäuse derart kompensiert, dass ein thermischer Kontakt zwischen dem Steckstift und dem Temperaturfühler besteht. Das Gehäuse ist beispielsweise ein Gehäuse eines Elektromotors oder eines Verbrennungsmotors. Der Durchmesser des Steckstiftes liegt beispielsweise zwischen einschließlich 1 mm und einschließlich 1cm.
  • Beispielsweise kompensiert die veränderbare Öffnung der Aufnahme der Steckkupplung eine Toleranz der Position des Steckstiftes bei der Montage des Temperatursensors. Insbesondere wird die Steckkupplung bei der Montage des Temperatursensors auf den Steckstift aufgesteckt. Die veränderbare Öffnung der Aufnahme der Steckkupplung kann auch eine Verschiebung, eine Bewegung, oder eine Verschiebung und Bewegung der Position des Steckstiftes im Gehäuse während des Betriebs des Temperatursensors kompensieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Sensoranordnung verschließt die Steckkupplung beim Aufstecken auf den Steckstift die Öffnung im Gehäuse flüssigkeitsdicht. Die Steckkupplung kann die Öffnung im Gehäuse auch flüssigkeitsdicht und gasdicht verschließen. Beispielsweise ist das Gehäuse ein Teil eines Elektromotors oder eines Verbrennungsmotors, wobei keine Flüssigkeiten in das Gehäuse eintreten oder aus dem Gehäuse austreten sollen.
  • Das flüssigkeitsdichte Verschließen der Öffnung im Gehäuse beim Aufstecken der Steckkupplung auf den Steckstift ermöglicht insbesondere eine einfache Montage sowie ein einfaches Auswechseln des Temperatursensors. Zum Beispiel muss die Öffnung im Gehäuse somit nicht in einem weiteren, separaten Schritt nach der Montage des Temperatursensors verschlossen werden.
  • Durch das flüssigkeitsdichte Verschließen der Öffnung wird beispielsweise eine langfristige Funktionsfähigkeit des Elektromotors oder des Verbrennungsmotors gewährleistet. Beispielsweise verschließt die Steckkupplung die Öffnung flüssigkeitsdicht gegenüber Wasser, Öl, Benzin, Diesel, oder mehrerer dieser Flüssigkeiten. Des Weiteren kann die Steckkupplung die Öffnung dicht für Aerosole verschließen, die zumindest eine dieser Flüssigkeiten aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Sensoranordnung umfasst der Steckstift eine Steckspule eines Hairpin-Stators eines elektrischen Motors oder eines elektrischen Generators. Insbesondere wird die Steckkupplung des Temperatursensors direkt auf die Steckspule des Hairpin-Stators aufgesteckt. Somit ist der Temperatursensor insbesondere zu einer genauen Bestimmung einer Temperatur der Steckspule des Hairpin-Stators eingerichtet.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Temperatursensors sowie der Sensoranordnung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
    • 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Temperatursensors gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Temperatursensors gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils eines Temperatursensors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
    • 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Teils eines Temperatursensors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
    • 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Sensoranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit oder zum besseren Verständnis übertrieben groß oder klein dargestellt sein.
  • Der Temperatursensor 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 umfasst eine Montageplatte 9 mit einer darauf angeordneten Steckkupplung 2. Die Montageplatte 9 ist zur mechanischen Fixierung des Temperatursensors 1 auf einem Gehäuse 11 (nicht gezeigt) eingerichtet. Des Weiteren weist die Montageplatte 9 eine Dichtung 13 auf, mit der eine Öffnung 12 im Gehäuse 11 bei der Montage des Temperatursensors 1 flüssigkeitsdicht verschlossen werden kann.
  • Die Steckkupplung 2 weist eine Aufnahme 4 mit einer Öffnung 5 auf, so dass die Steckkupplung 2 reversibel auf einen Steckstift 6 (nicht gezeigt) aufgesteckt werden kann. Insbesondere wird beim Aufstecken der Steckstift 6 in die Öffnung 5 der Aufnahme 4 eingeführt. Die Öffnung 5 der Aufnahme 4 ist als Sackloch ausgebildet, das auf einer Stirnfläche der Steckkupplung 2 angeordnet ist. Insbesondere kann mit der Steckkopplung 2 eine formschlüssige und kraftschlüssige Steckverbindung zwischen dem Temperatursensor 1 und dem Steckstift 6 hergestellt werden. Zur Verbesserung einer mechanischen Verbindung zwischen der Steckkopplung 2 und dem Steckstift 6 sind Ausbuchtungen an Mantelflächen des Sackloches angeordnet, die zu einer formschlüssigen Verbindung mit entsprechenden Noppen auf dem Steckstift 6 eingerichtet sind. Des Weiteren weist die Öffnung 5 der Aufnahme 4 eine Einführschräge 7 auf. Die Einführschräge 7 erleichtert insbesondere eine blinde Montage des Temperatursensors 1.
  • Die Steckkupplung 2 weist ein flexibles Material auf, beispielsweise ein Silikon oder einen Elastomerkautschuk. Somit ist die Steckkupplung 2 biegbar und die Position der Öffnung 5 der Aufnahme 4 ist senkrecht zur Aufsteckrichtung R und relativ zur Montageplatte 9 veränderbar. Dabei lässt sich die Position der Öffnung 5 der Aufnahme 4 um zumindest 50% des Durchmessers D der Öffnung 5 der Aufnahme 4 senkrecht zur Aufsteckrichtung R verschieben. Dadurch kann bei der Montage des Temperatursensors 1 beispielsweise eine Toleranz zwischen der Position des Steckstiftes 6 im Gehäuse 11 und der Position der Öffnung 12 im Gehäuse 11 ausgeglichen werden.
  • In die Steckkupplung 2 ist ein Temperaturfühler 3 eingebettet, der neben der Öffnung 5 der Aufnahme 4 angeordnet ist. Somit besteht während des Betriebs des Temperatursensors 1 ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Temperaturfühler 3 und dem Steckstift 6. Der Temperaturfühler 3 ist beispielsweise ein temperaturabhängiger elektrischer Widerstand.
  • 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Temperatursensors gemäß dem in Verbindung mit 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist innerhalb der Steckkupplung 2 ist ein Hohlraum 14 ausgebildet, der neben der Öffnung 5 der Aufnahme 4 angeordnet ist. Der Hohlraum 14 ist beispielsweise ein Bohrloch und erstreckt sich von einer der Stirnfläche abgewandten Seite der Steckkupplung 2 bis in die Aufnahme 4 hinein. Innerhalb des Hohlraums 14 ist der Temperaturfühler 3 angeordnet.
  • Die Steckkopplung 2 eines Temperatursensors 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 3 weist eine Aufnahme 4 mit einer Vielzahl von Stiften 8 auf, die eine dichte Packung bilden. Dabei berühren sich direkt benachbarte Stifte 8 zumindest stellenweise. Die Stifte 8 sind insbesondere jeweils auf einer Feder gelagert und parallel zur Aufsteckrichtung R unabhängig voneinander verschiebbar.
  • Beim Aufstecken der Steckkopplung 2 auf einen Steckstift 6 werden die Stifte 8, die in direktem Kontakt mit dem Steckstift 6 stehen, entgegen der Aufsteckrichtung R in die Aufnahme 4 gedrückt. Dadurch bildet sich eine Öffnung 5 in der Aufnahme 4, in der der Steckstift 6 angeordnet ist.
  • Ein Temperaturfühler 3 steht in direktem Kontakt mit zumindest einem Stift 8. Somit stellen die Stifte 8 einen thermischen Kontakt zwischen dem Steckstift 6 und dem Temperaturfühler 3 her.
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt der Steckkopplung 2 eines Temperatursensors 1 gemäß dem in Verbindung mit 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigt 4 eine Querschnittsfläche senkrecht zur Aufsteckrichtung R im Bereich der Aufnahme 4. Die Stifte 8, die beim Aufstecken der Steckkupplung 2 auf den Steckstift 6 in die Aufnahme 4 hinein gedrückt werden, sind hier schraffiert dargestellt. Durch das Aufstecken der Steckkupplung 2 auf den Steckstift bildet sich somit die Öffnung 5 in der Aufnahme 4. Ein Durchmesser D der Öffnung 5 in der Aufnahme 4 ist kleiner als ein Durchmesser der Aufnahme, in der die Stifte 8 angeordnet sind. Beispielsweise beträgt der Durchmesser D der Öffnung 5 in der Aufnahme 4 höchstens 50% des Durchmessers der Aufnahme 4.
  • Insbesondere kann die Öffnung 5 in einem beliebigen Bereich innerhalb der Aufnahme 4 ausgebildet werden, wo Stifte 8 angeordnet sind. Somit ist die Position der Öffnung 5 der Aufnahme 4 veränderbar und kann sich bei der Montage des Temperatursensors 1 an die Position des Steckstiftes 6 anpassen. Dadurch wird beispielsweise eine blinde Montage des Temperatursensors 1 vereinfacht.
  • Die Sensoranordnung 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 5 umfasst ein Gehäuse 11 mit einer Öffnung 12 und einen Temperatursensor 1. Das Gehäuse 11 ist beispielsweise ein Teil eines elektrischen Motors. Der Temperatursensor 1 entspricht dem in Verbindung mit 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Insbesondere weist der Temperatursensor 1 eine Montageplatte 9 und eine flexible Steckkupplung 2 mit einem Temperaturfühler 3 und einer Aufnahme 4 für einen Steckstift 6 auf.
  • Der Steckstift 6 ist innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet und zum Herstellen eines thermischen Kontakts mit dem Temperaturfühler 3 eingerichtet. Der Steckstift 5 umfasst beispielsweise eine Steckspule eines Hairpin-Stators des elektrischen Motors. Der Temperatursensor 1 ist somit zu einer möglichst genauen Messung der Betriebstemperatur der Steckspule des Hairpin-Stators eingerichtet.
  • Eine Verschiebung V zwischen der Position der Öffnung 12 im Gehäuse 11 und der Position des Steckstiftes 6 ist beispielsweise eine Folge von Vibrationen während des Betriebs des elektrischen Motors, oder von Toleranzen bei der Herstellung des elektrischen Motors. Die Verschiebung V erschwert beispielsweise die Montage des Temperatursensors 1. Durch die flexible, insbesondere biegbare Steckkupplung 2 des Temperatursensors 1 kann die Verschiebung V ausgeglichen werden. Beispielsweise ermöglicht die flexible Steckkupplung 2 eine Veränderung der Position der Öffnung 5 der Aufnahme 4 um zumindest 50% des Durchmessers der Öffnung 5 der Aufnahme 4. Dadurch kann der Temperatursensor 1 vorteilhaft einfacher blind montiert werden. Des Weiteren kann die flexible Steckkupplung 2 Verschiebungen V aufgrund von Vibrationen während des Betriebs des elektrischen Motors ausgleichen.
  • Die Montageplatte 9 weist eine Dichtung 13 auf, welche die Öffnung 12 im Gehäuse 11 beim Aufstecken der Steckkupplung 2 auf den Steckstift 6 flüssigkeitsdicht verschließt. Dadurch können keine Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Wasser, in den elektrischen Motor eindringen. Des Weiteren ist der Temperatursensor 1 dadurch einfach austauschbar.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
  • Bezugszeichen
  • 1
    Temperatursensor
    2
    Steckkupplung
    3
    Temperaturfühler
    4
    Aufnahme
    5
    Öffnung der Aufnahme
    6
    Steckstift
    7
    Einführschräge
    8
    Stift
    9
    Montageplatte
    10
    Sensoranordnung
    11
    Gehäuse
    12
    Öffnung im Gehäuse
    13
    Dichtung
    14
    Hohlraum
    R
    Aufsteckrichtung
    D
    Durchmesser
    V
    Verschiebung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20200266689 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Temperatursensor (1), aufweisend eine Steckkupplung (2) mit einem integrierten Temperaturfühler (3) und einer Aufnahme (4), die eine Öffnung (5) zum Einschieben eines Steckstiftes (6) aufweist, wobei die Position der Öffnung (5) der Aufnahme (4) senkrecht zur Aufsteckrichtung (R) der Steckkupplung (2) veränderbar ist.
  2. Temperatursensor (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Position der Öffnung (5) der Aufnahme (4) um zumindest 50% eines Durchmessers (D) der Öffnung (5) der Aufnahme (4) veränderbar ist.
  3. Temperatursensor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Öffnung (5) der Aufnahme (4) eine Einführschräge (7) aufweist.
  4. Temperatursensor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steckkupplung (2) ein flexibles Material aufweist, so dass die Position der Öffnung (5) der Aufnahme (4) durch eine reversible Verformung eines Teils der Steckkupplung (2) veränderbar ist.
  5. Temperatursensor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Aufnahme (4) eine Vielzahl von dicht gepackten Stiften (8) umfasst, die parallel zur Aufsteckrichtung (R) angeordnet und parallel zur Aufsteckrichtung (R) verschiebbar sind.
  6. Temperatursensor (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Temperaturfühler (3) in direktem Kontakt mit zumindest einem der Stifte (8) steht.
  7. Temperatursensor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, der in einem Temperaturbereich zwischen einschließlich -40°C und einschließlich 230°C einsetzbar ist.
  8. Temperatursensor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Temperaturfühler (3) einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand aufweist.
  9. Sensoranordnung (10), aufweisend einen Temperatursensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Aufstecken auf einen Steckstift (6), wobei der Steckstift (6) innerhalb eines Gehäuses (11) angeordnet und über eine Öffnung (12) im Gehäuse (11) zugänglich ist, und wobei die Aufnahme (4) mithilfe ihrer Veränderbarkeit eine Verschiebung (V) oder Bewegung des Steckstifts (6) relativ zur Öffnung (12) im Gehäuse (11) derart kompensiert, dass ein thermischer Kontakt zwischen dem Steckstift (6) und dem Temperaturfühler (3) besteht.
  10. Sensoranordnung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steckkupplung (2) beim Aufstecken auf den Steckstift (6) die Öffnung (12) im Gehäuse (11) flüssigkeitsdicht verschließt.
  11. Sensoranordnung (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der Steckstift (6) eine Steckspule eines Hairpin-Stators eines elektrischen Motors oder eines elektrischen Generators umfasst.
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