EP4026233A1 - Sensorbefestigung zur temperaturmessung in einer elektrischen maschine eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Sensorbefestigung zur temperaturmessung in einer elektrischen maschine eines kraftfahrzeugs

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Publication number
EP4026233A1
EP4026233A1 EP20739563.3A EP20739563A EP4026233A1 EP 4026233 A1 EP4026233 A1 EP 4026233A1 EP 20739563 A EP20739563 A EP 20739563A EP 4026233 A1 EP4026233 A1 EP 4026233A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
temperature sensor
temperature
busbar
attachment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20739563.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Silvery
Matthias Kästle
Marie-Luise ANKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4026233A1 publication Critical patent/EP4026233A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R25/00—Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits
    • H01R25/16—Rails or bus-bars provided with a plurality of discrete connecting locations for counterparts
    • H01R25/161—Details
    • H01R25/162—Electrical connections between or with rails or bus-bars
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/10—Connectors or connections adapted for particular applications for dynamoelectric machines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the invention relates to a sensor fastening with the aid of which a temperature sensor can be fastened in an electrical machine of a motor vehicle in order to measure a temperature occurring in the electrical machine.
  • Temperature sensors are used in electrical machines, for example to monitor the temperature of individual components. Temperatures of stator and rotor components are to be monitored, especially in the case of electrical machines used to drive a motor vehicle. In electrical machines with distributed windings, but also in machines with single-tooth windings, the temperature sensors are usually installed inside the stator, but where they are no longer accessible from outside for maintenance purposes. For electrical machines, especially for electric hybrid vehicles and for electric vehicles or for wheel hub drives, various winding technologies for the stator of the electrical Maschi are known. For a particularly dense or compact winding, for example, winding technologies such as what is known as hairpin or bar wave winding are used.
  • a temperature detection turns out to be difficult with such windings because they are wound or fitted very tightly, so that no temperature sensor can be inserted between the wires of the respective winding in order to measure the temperature of the winding.
  • the temperature of the winding is measured on the radial outside, but where lower temperatures occur than on the radially inner edge of the winding, so that the maximum temperature of the winding is measured which is too low.
  • a sensor attachment for temperature measurement on at least one busbar arrangement with at least one busbar, in an electrical machine with an axis of rotation, for driving a motor vehicle has at least one busbar arrangement with at least one busbar, one or more busbars having a plurality of bending elements each having a free end; a connection ring for connection to the busbar arrangement, with bending elements extending through the connection ring so that the free ends of the bending elements are arranged free-standing in such a way that the temperature of the free ends can be measured by a temperature sensor.
  • the sensor fastening is thus designed to accommodate the temperature sensor in such a way that it can detect the temperature directly at the free-standing free ends of the bending elements. It is no longer necessary to integrate the temperature sensor between the windings in a complicated manner.
  • a temperature sensor for temperature detection is integrated on at least one busbar and a connection ring of an electrical machine, for example with a hairpin or bar wave winding.
  • the temperature sensor is arranged with respect to the axis of rotation of the electrical machine, in particular radially to free ends of the bending elements.
  • a single temperature sensor does not have to cover all of the free ends of the bending elements.
  • several temperature sensors can also be used.
  • thermosensor By means of an appropriately selected positioning of the temperature sensor directly on the connection ring and between several wire or power rail ends of an electrical machine, for example with a hairpin or Bar wave winding, a reliable heat transfer for temperature measurement can be achieved between the wire ends to one another. Such a heat transfer structure can then be encapsulated or isolated in a stator arrangement.
  • connection is advantageous in that the temperature sensor can be attached to the connection ring on a very simple and inexpensive connection to the busbars. Processes that have already been used are reused and no or a few additional assembly steps are required.
  • the invention enables a permanent and constant thermal connection for recording the temperature of a winding, in particular a stator winding, of an electrical machine.
  • the winding can be, for example, a hairpin or a bar-wave winding.
  • manufacturing and material tolerances as well as movements due to vibrations and temperature changes can be compensated.
  • the temperature of a stator winding of an electrical machine can be recorded in a simple, inexpensive and yet reliable way.
  • Media flows for example water, air or oil, do not affect the measurement of the temperature in the interior of the electrical machine.
  • the thermal conductivity properties of media flows can no longer affect the temperature as the distance from the winding or the winding overhang increases.
  • the assembly and disassembly of the sensor fastening can be carried out quickly and easily.
  • the electric machine is designed in particular to introduce drive power into a drive train of the motor vehicle in motor operation to drive the motor vehicle or to drive an individual wheel of the motor vehicle as part of a wheel hub drive.
  • drag torques acting on the electrical machine can be used to generate electrical Generate energy.
  • the electrical machine has a stationary stator and a rotor that rotates relative to the stator.
  • the rotor can have permanent magnets which can interact electromagnetically with electromagnets of the stator in order to exchange a torque in motor operation and / or generator operation.
  • the stator can have at least one stator lamination that covers the winding of the stator on one axial side. The winding can be electrically insulated from the stator lamination by means of insulation elements.
  • the sensor attachment can be inserted in particular in an intermediate space formed between the stator lamination and the winding in an insulation layer containing the insulation elements.
  • the winding is based in particular on a coil winding technology that enables high power density and high energy efficiency.
  • the winding is preferably based on a hairpin or bar-wave winding. In the case of bar-wave winding, the especially distributed winding can be created in a kind of braiding process and then joined into the stator slots. As a result, smaller cross-sections can be used, the possible number of slots can be increased and / or the effect of the current displacement losses can be reduced.
  • the mounting position of the sensor attachment corresponds in particular to a relative position of the sensor attachment within the electrical machine, in which the sensor attachment is to be installed together with the temperature sensor, in which the temperature sensor is essentially aligned in the radial direction of the electrical machine and in its designated end position the winding, in particular on the radially inner edge of the winding.
  • the temperature sensor can be designed, for example, as a thermistor, also known as an NTC resistor.
  • a thermistor is a temperature-dependent resistor that belongs to the group of thermistors. It has a negative temperature coefficient as an essential property and conducts the electrical current better at high temperatures than at low temperatures. Pure semiconductor materials, some compound semiconductors and various metallic alloys show thermoconductive behavior.
  • NTC resistors made of metal oxides usually consist of pressed and sintered metal oxides of manganese, nickel, cobalt, iron, copper or titanium mixed with binders.
  • the temperature sensor can be designed as a PTC resistor, also known as a PTC resistor, for example.
  • a PTC thermistor is a temperature-dependent resistor which belongs to the group of thermistors. It has a positive temperature coefficient as an essential property and conducts the electrical current better at low temperatures than at high temperatures.
  • the bending elements can be designed as wire or sheet metal elements.
  • the free ends of the bending elements for temperature measurement are designed for contact with a temperature sensor. This means that there is as little interference as possible, so that the temperature measurement is reliable.
  • the contact between the temperature sensor and the free ends of the bending elements takes place radially to the axis of rotation of the electrical machine. It has been found that the installation of the temperature sensor can hereby simply be followed and that the temperature measurement can take place reliably at the same time.
  • the sensor attachment is designed for releasable connection with a temperature sensor, the interconnection ring preferably having interconnection ring abutment means to interact releasably connecting with temperature sensor abutment means of a temperature sensor.
  • a detachable connection that is, a non-fixed connection, allows easy assembly and disassembly of the temperature sensor. In particular, the dismantling can be carried out non-destructively and after all that is inexpensive.
  • the sensor attachment is designed for a force-fit and / or form-fit connection with a temperature sensor.
  • the temperature sensor is therefore not a means to be connected, but is not itself claimed.
  • Non-positive connections require a normal force on surfaces to be connected to each other. Their mutual displacement is prevented as long as the counter-force caused by the static friction is not exceeded. The force or frictional connection is lost and the surfaces slide on each other if the tangentially acting load force is greater than the static friction force, for example between wheel and rail or road surface in vehicles with their own drive.
  • Positive connections are created by the interlocking of at least two connection partners. As a result, the connection partners cannot disengage even with or without power transmission. In other words, with a positive connection, one connection partner is in the way of the other. Under operating loads, compressive forces act normally, i.e. at right angles to the surfaces of the connection partners. Such blocks occur in at least one direction. If a second homogeneous pair of surfaces is arranged opposite, the opposite direction is also blocked. If the pair consists of two cylindrical surfaces that are coaxial to one another, there is a form fit in all directions of the plane perpendicular to the cylinder axis.
  • the interconnection ring has interconnection ring abutment means in order to interact in a connecting manner with temperature sensor abutment means of a temperature sensor.
  • the interconnection ring abutment means can be designed differently. A non-limiting example can be ratchets. Accordingly, the temperature sensor abutment means are designed to interact with the interconnection ring abutment means. If the interconnection ring abutment means are latches, for example, the temperature sensor abutment means can be abutment edges, for example, which are attached to an outer area of the temperature sensor designed as a shrink tube. are ordered. This is an embodiment that enables a reliable, easy-to-install and inexpensive sensor attachment.
  • the bending elements are designed to interact with a temperature sensor in a force-locking and / or form-locking connection. Examples of this can be that the bending elements clamp the temperature sensor and / or enclose it in the sense of an undercut. This is a design that enables reliable, easy-to-install and inexpensive sensor mounting.
  • one or more bending elements are designed such that their free ends are arranged radially offset from the axis of rotation.
  • the temperature sensor can thus be clamped between the free ends which are radially distant from one another. This increases the reliability of the temperature measurement.
  • the sensor fastening has formwork ring abutment means which are arranged radially offset to the axis of rotation.
  • a temperature sensor can be supported on the interconnection ring abutment means on two sides, so that a reliable fixation of the temperature sensor is possible.
  • the temperature sensor can thus be arranged or fixed between the radially offset free ends and / or between the radially offset interconnection ring abutment means. This does not exclude that free ends and / or interconnection ring abutment means are arranged on the front side of the temperature sensor. Thus, the temperature can be measured at the end face, for example at a free end, and / or an interconnection ring abutment can optionally be used as a stop or latching means.
  • the sensor fastening is designed to receive a temperature sensor by means of a pushing movement, the pushing movement extending along a pushing direction laterally to the axis of rotation.
  • Lateral to the axis of rotation means here that the direction of thrust is skewed, i.e. not cutting, to the axis of rotation.
  • the thrust direction can be aligned, for example, as a tangent of a projection circle. It has been found that this enables a reliable connection and also a simple installation of a temperature sensor.
  • the sensor fastening has one or more interconnection ring abutment means, which are designed as latching means and / or as stop means.
  • interconnection ring abutment means which are designed as latching means and / or as stop means.
  • the temperature sensor can, for example, be pushed in along a pushing direction or pressed in from above in such a way that the latching means fix or lock the temperature sensor in a captive manner.
  • the busbar arrangement has three busbars.
  • the free ends of the bending elements can be from a single busbar or from several busbars. This means that the temperature of several busbars can be measured.
  • the invention also relates to a temperature sensor having at least one of the aforementioned features.
  • the temperature sensor can have contours that improve its inclusion in the sensor attachment. These contours can in particular be part of a shrink tube, for example as abutment edges for latching means and / or as guide rails for inserting and / or fixing the temperature sensor.
  • the invention further relates to a stator arrangement having at least one sensor attachment for an electrical machine with at least one of the aforementioned features, furthermore having at least one temperature sensor with at least one of the aforementioned features.
  • the temperature sensor and the sensor mounting have an epoxy coating in the connected state.
  • the temperature sensor is reliably connected to the sensor mount.
  • the stator arrangement is protected from environmental influences, so that media flows, for example: water, air or oil, do not reach the temperature sensor directly and thus do not influence it.
  • Epoxy or epoxy resins are synthetic resins that carry epoxy groups. They are curable resins, that is, reactive resins that can be converted to a thermosetting plastic with a hardener and possibly other additives.
  • the epoxy resins are polyethers with usually two terminal epoxy groups.
  • the hardening agents are reaction partners and together with the resin form the macromolecular plastic. Coatings with a similar effect can also be used as epoxy coatings for the purposes of the invention.
  • thermosets produced by crosslinking have good mechanical properties as well as good temperature and chemical resistance
  • the invention also relates to an electrical machine for electrically driving a motor vehicle with a stator arrangement, which can be designed and developed as described above, and a rotor which can be coupled to a drive train of the motor vehicle and interacts with the electromagnets of the stator arrangement.
  • a temperature sensor for connection to a sensor attachment according to a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a busbar arrangement with three busbars of a sensor attachment of a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 4 the busbar according to FIG. 2 from another perspective view
  • 5 a plan view of a sensor fastening according to a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 6 a perspective detail of the sensor fastening from FIG. 5;
  • FIG. 7 a plan view of the sensor fastening from FIG. 5;
  • FIG. 9 a perspective view of a stator arrangement with the temperature sensor from FIG. 1 and the sensor attachment from FIG. 5.
  • the invention relates to a sensor attachment 10 for temperature measurement on at least one busbar arrangement 12 with at least one busbar 12a, 12b, 12c, in an electrical machine with an axis of rotation, for driving a motor vehicle, having at least one busbar arrangement 12 with at least one busbar 12a, 12b , 12c, wherein one or more busbars 12a, 12b, 12c have a plurality of bending elements 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, each of which has a free end 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g; a connection ring 18 for connection to the busbar arrangement 12, where bending elements 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g extend through the connection ring 18 so that the free ends 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g of the bending elements 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g are arranged free-
  • Figures 1 to 4 show the inventive solution in its individual components, i.e. the temperature sensor in Figure 1, the busbar arrangement 12 in Figure 3 and a second busbar 12b of the busbar arrangement 12 in Figures 2 and 4.
  • Figure 5 shows a unit of the Sensor fastening 10, the busbar arrangement 12 and the interconnection ring 18 being joined together to form the sensor fastening 10.
  • Figures 6 to 9 exemplify the mode of operation and the assembly steps of the sensor mounting 10 when it is integrated into an electrical machine and how the thermal connection of the temperature sensors 20 in the stator of the electrical machine or between the wires th is enabled and fixed.
  • the temperature sensor 20 is preferably designed as an NTC or PTC resistance element.
  • FIG. 1 illustrates the basic structure of a preferred temperature sensor 20.
  • the temperature sensor 20 is sheathed with a shrink tube.
  • This shrink tube has a temperature sensor abutment at each side 24a, 24b, each designed as a guide shaft, which is used to fix the temperature sensor 20.
  • This temperature sensor 20 is connected to a cable by means of a connection technique, for example by welding or crimping.
  • Figures 2 and 4 show a structure of a preferred bus bar 12b.
  • the busbar 12b is expanded compared to conventional busbars in order to be bent up in three directions.
  • a sheet is conventionally shaped flat, for example by punching or laser cutting the sheet.
  • the individual bending elements 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g are correspondingly reshaped and / or left unbent.
  • the bending element 14d is pulled radially inward, against the two closest bending elements 14c, 14e. in order to be able to position the temperature sensor 20 in such a way that an optimal heat transfer can take place.
  • FIG. 3 shows a busbar arrangement 12 with three busbars 12a, 12b, 12c of an electrical machine.
  • busbar arrangement 12 with three busbars 12a, 12b, 12c is, as shown in Figure 5, sheathed with a plastic-like material. This also means that the busbar arrangement 12 is connected to the interconnection ring 18.
  • FIGS 6 and 7 show an interface of the temperature sensor 20, comprising, for example, four interconnection ring abutment means 22a, 22b, 22c, 22d.
  • the fourth Interconnection ring abutment means 22d designed as stop means or holding element, serves to bring the temperature sensor 20 into an end position or to limit it there.
  • the mounting direction of the temperature sensor 20 is shown as the pushing direction S, see Figure 8.
  • the lateral interconnection ring abutment means 22a, 22b, 22c are exemplarily designed as latches and clamp the temperature sensor 20 so that it does not change its position undesirably in the last assembly step , see Figure 9.
  • FIG. 9 reveals the end position of the temperature sensor 20, which is preferably coated or encased in a final assembly step with an insulating material, not shown, for example epoxy. This is done in order to isolate open welds at free ends 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g of the bending elements 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g. Since the temperature sensor 20 is at approximately the same height as any welds on the busbars 12a, 12b, 12c, this process can be used to hold the temperature sensor 20 in position and at the same time to thermally insulate it accordingly.
  • an insulating material not shown, for example epoxy.
  • the temperature sensor 20 is pressed directly between the busbars 12a, 12b, 12c and is largely protected from environmental influences by the insulation by epoxy dipping. This means that no media flows, for example: water, air or oil, reach the temperature sensor 20 directly, so that it is protected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

Es ist eine Sensorbefestigung (10) zur Temperaturmessung an mindestens einer Stromschienenanordnung (12) mit mindestens einer Stromschiene (12a, 12b, 12c), in einer elektrischen Maschine mit einer Drehachse, zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, aufweisend mindestens eine Stromschienenanordnung (12) mit mindestens einer Stromschiene (12a, 12b, 12c), wobei eine oder mehrere Stromschienen (12a, 12b, 12c) eine Vielzahl von Biegeelementen (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g) aufweisen, die jeweils ein freies Ende (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g) aufweisen; und einen Verschaltungsring (18) zur Verbindung mit der Stromschienenanordnung (12), wobei sich Biegeelemente (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g) durch den Verschaltungsring (18) erstrecken, sodass die freien Enden (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g) der Biegeelemente (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g) derart freistehend angeordnet sind, dass die Temperatur der freien Enden (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g) durch einen Temperatursensor (20) messbar ist. Dies ermöglicht eine genaue Messung einer Temperatur in einer Wicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.

Description

Sensorbefestiqunq zur Temperaturmessunq in einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeuqs
Die Erfindung betrifft eine Sensorbefestigung, mit deren Hilfe ein Temperatursensor in einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs befestigt werden kann, um eine in der elektrischen Maschine auftretende Temperatur zu messen.
Temperatursensoren werden in elektrischen Maschinen eingesetzt, um beispielsweise die Temperatur einzelner Komponenten zu überwachen. Insbesondere bei elektri schen Maschinen zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs sind Temperaturen von Stator- und Rotorkomponenten zu überwachen. Bei elektrischen Maschinen mit verteilter Wicklung, aber auch bei Maschinen mit Einzelzahnwicklungen, sind die Temperatur sensoren meist innerhalb des Stators verbaut, wo sie jedoch zu Wartungszwecken von außerhalb nicht mehr zugänglich sind. Für elektrischen Maschinen, insbesondere für elektrische Hybridfahrzeuge sowie für Elektrofahrzeuge oder für Radnabenantrie be, sind verschiedene Wicklungstechnologien für den Stator der elektrischen Maschi nen bekannt. Für eine besonders dichte bzw. kompakte Wicklung werden beispiels weise Wicklungstechnologien wie die sogenannte Hairpin- oder Stab-Wellenwicklung verwendet. Eine Temperaturerfassung gestaltet sich bei derartigen Wicklungen schwierig, da diese sehr eng gewickelt oder bestückt sind, sodass kein Temperatur sensor zwischen die Drähte der jeweiligen Wicklung gesteckt werden kann, um die Temperatur der Wicklung zu messen. Die Temperatur der Wicklung wird in diesem Fall an der radialen Außenseite gemessen, wo jedoch geringere Temperaturen als am radial inneren Rand der Wicklung auftreten, so dass eine zu geringe Maximaltempera tur der Wicklung gemessen wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine genaue Messung einer Temperatur in einer Wicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Sensorbefestigung und durch eine Statoranordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüchen. Be- vorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nach folgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist somit eine Sensorbefestigung zur Temperaturmessung an min destens einer Stromschienenanordnung mit mindestens einer Stromschiene, in einer elektrischen Maschine mit einer Drehachse, zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, auf weisend mindestens eine Stromschienenanordnung mit mindestens einer Stromschiene, wobei eine oder mehrere Stromschienen eine Vielzahl von Biegeelementen aufweisen, die jeweils ein freies Ende aufweisen; einen Verschaltungsring zur Verbindung mit der Stromschienenanordnung, wobei sich Biegeelemente durch den Verschaltungsring erstrecken, sodass die freien Enden der Biegeelemente derart freistehend angeordnet sind, dass die Temperatur der freien Enden durch einen Temperatursensor messbar ist.
Somit ist die Sensorbefestigung ausgebildet, um den Temperatursensor derart aufzu nehmen, dass er die Temperatur unmittelbar an den freistehenden freien Enden der Biegeelemente erfassen kann. Es ist nicht weiter notwendig, den Temperatursensor kompliziert zwischen die Wicklungen zu integrieren.
Anders formuliert ist ein Temperatursensor zur Temperaturerfassung an mindestens einer Stromschiene und einem Verschaltungsring einer elektrischen Maschine, bei spielsweise mit einer Hairpin- oder Stab-Wellenwicklung, angeordnet integriert. Dabei ist der Temperatursensor mit Bezug auf die Drehachse der elektrischen Maschine insbesondere radial zu freien Enden der Biegeelemente angeordnet.
Ein einzelner Temperatursensor muss nicht sämtliche freie Enden der Biegeelemente abdecken. So können beispielsweise auch mehrere Temperatursensoren verwendet werden.
Mittels einer entsprechend ausgewählten Positionierung des Temperatursensors di rekt am Verschaltungsring und zwischen mehreren Draht- beziehungsweise Strom schienenenden einer elektrischen Maschine, mit beispielsweise einer Hairpin- oder Stab-Wellenwicklung, kann ein zur Temperaturmessung zuverlässiger Wärmeüber gang zwischen den Drahtenden zueinander erreicht werden. Anschließend kann eine solche Wärmeübergangskonstruktion bei einer Statoranordnung gekapselt bezie hungsweise isoliert werden.
Diese Anbindungsart ist dahingehend vorteilhaft, da der Temperatursensor auf eine sehr einfache und kostengünstige Anbindung an den Stromschienen am Verschal tungsring befestigt werden kann. Es werden bereits genutzt Prozesse weiterverwen det und keine bis wenige weitere Montageschritte benötigt.
Die Erfindung ermöglicht eine dauerhafte und gleichbleibende thermische Anbindung zur Temperaturerfassung einer Wicklung, insbesondere eine Statorwicklung, einer elektrischen Maschine. Die Wicklung kann beispielsweise eine Hairpin- oder eine Stab-Wellenwicklung sein. Außerdem können Fertigungs- und Materialtoleranzen so wie Bewegungen aufgrund von Vibrationen und Temperaturänderungen ausgeglichen werden. Dabei kann die Temperatur einer Statorwicklung einer elektrischen Maschine auf einfache, kostengünstige und dennoch sichere Weise erfasst werden.
Medienströme, beispielsweise Wasser, Luft oder Öl, beeinträchtigen die Messung der Temperatur im Innenraum der elektrischen Maschine nicht. Die Wärmeleiteigenschaf ten von Medienströmen, beeinträchtigen die kann die Temperatur mit wachsendem Abstand zur Wicklung beziehungsweise zum Wicklungskopf nicht weiter. Dabei wird eine thermische Verbindung von gleichbleibender Güte zwischen Temperatursensor und zu überwachender Wärmequelle, beispielsweise der Wicklung oder dem Wick lungskopf gewährleistet, sodass ein konstantes Temperatursignal gemessen wird.
Die Montage und Demontage der Sensorbefestigung können einfach und schnell durchgeführt werden.
Die elektrische Maschine ist insbesondere ausgelegt im Motorbetrieb zum Antrieb des Kraftfahrzeugs eine Antriebsleistung in einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs einzu leiten oder als Teil eines Radnabenantriebs ein einzelnes Rad des Kraftfahrzeugs an zutreiben. In einem Generatorbetrieb der elektrischen Maschine können an der elektrischen Maschine angreifende Schleppmomente genutzt werden, um elektrischen Energie zu erzeugen. Die elektrische Maschine weist einen feststehenden Stator und einen relativ zu dem Stator drehenden Rotor auf. Der Rotor kann Dauermagneten aufweisen, die mit Elektromagneten des Stators elektromagnetisch Zusammenwirken können, um im Motorbetrieb und/oder Generatorbetrieb ein Drehmoment auszutau schen. Der Stator kann mindestens ein Statorblech aufweisen, das die Wicklung des Stators an einer axialen Seite überdeckt. Die Wicklung kann über Isolationselemente gegenüber dem Statorblech elektrisch isoliert sein. Die Sensorbefestigung kann ins besondere in einem zwischen dem Statorblech und der Wicklung ausgebildeten Zwi schenraum in einer die Isolationselemente enthaltenen Isolationsschicht eingesteckt sein. Die Wicklung beruht insbesondere auf einer Spulenwickeltechnik, die eine hohe Leistungsdichte und eine hohe Energieeffizienz ermöglichen. Vorzugsweise beruht die Wicklung auf einer Hairpin- oder Stab-Wellenwicklung. Bei der Stab-Wellenwicklung kann die, insbesondere verteilte, Wicklung in einer Art Flechtverfahren erstellt und an schließend in die Stator-Nuten gefügt werden. Dadurch kann mit geringeren Quer schnitten gearbeitet werden, die mögliche Nutanzahl erhöht werden und/oder, der Ef fekt der Stromverdrängungsverluste gemindert werden. Die Montagelage der Sensor befestigung entspricht insbesondere einer Relativlage der Sensorbefestigung inner halb der elektrischen Maschine, in welche die Sensorbefestigung zusammen mit dem Temperatursensor verbaut werden soll, in welcher der Temperatursensor im Wesent lichen in radialer Richtung der elektrischen Maschine ausgerichtet ist und in seiner designierten Endlage an der Wicklung, insbesondere an dem radial inneren Rand der Wicklung, anliegt.
Der Temperatursensor kann beispielsweise als Heißleiter, auch bekannt als NTC- Widerstand, ausgebildet sein. Ein Heißleiter ist ein temperaturabhängiger Widerstand, welcher zu der Gruppe der Thermistoren zählt. Er weist als wesentliche Eigenschaft einen negativen Temperaturkoeffizienten auf und leitet bei hohen Temperaturen den elektrischen Strom besser als bei tiefen Temperaturen. Heißleitendes Verhalten zei gen reine Halbleitermaterialien, einige Verbindungshalbleiter und verschiedene metal lische Legierungen. NTC-Widerstände aus Metalloxiden bestehen üblicherweise aus mit Bindemitteln versetzten, gepressten und gesinterten Metalloxiden von Mangan, Nickel, Kobalt, Eisen, Kupfer oder Titan. Alternativ kann der Temperatursensor beispielsweise als Kaltleiter, auch bekannt als PTC-Widerstand, ausgebildet sein. Ein Kaltleiter ist ein temperaturabhängiger Wider stand welcher zu der Gruppe der Thermistoren zählt. Er weist als wesentliche Eigen schaft einen positiven Temperaturkoeffizienten auf und leitet bei tiefen Temperaturen den elektrischen Strom besser als bei hohen Temperaturen.
Prinzipiell haben alle Metalle einen positiven Temperaturkoeffizienten, sind also Kalt leiter; im Unterschied zu den diesbezüglich behandelten Bauelementen ist ihr Tempe raturkoeffizient jedoch wesentlich kleiner und weitgehend linear wie bei dem wegen ih rer Linearität als Temperatursensoren eingesetzten Platin-Messwiderstand.
Die Biegeelemente können als Draht oder als Blechelemente ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die freien Enden der Biegeelemente zur Temperaturmessung zum Kontakt mit einem Temperatursensor ausgebildet sind. Somit erfolgen möglichst wenig Störein flüsse, sodass die Temperaturmessung zuverlässig erfolgt.
Insbesondere erfolgt der Kontakt zwischen dem Temperatursensor und den freien Enden der Biegeelemente radial zur Drehachse der elektrischen Maschine. Es hat sich herausgestellt, dass die Montage des Temperatursensors hierdurch einfach er folgen kann und dass die Temperaturmessung gleichzeitig zuverlässig erfolgen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorbefestigung zur lösbaren Verbindung mit einem Temperatursensor ausgebildet ist, wobei der Verschaltungsring vorzugsweise Verschaltungsringwiderla germittel aufweist, um mit Temperatursensorwiderlagermitteln eines Temperatur sensors lösbar verbindend wechselzuwirken. Eine lösbare Verbindung, also eine nicht feste Verbindung, ermöglicht eine einfache Montage und Demontage des Tempera tursensors. Insbesondere kann die Demontage zerstörungsfrei und nach alledem kos tengünstig erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorbefestigung ausgebildet ist zur kraftschlüssigen und/oder formschlüs sigen Verbindung mit einem Temperatursensor. Der Temperatursensor ist somit nicht ein zu verbindendes Mittel, jedoch nicht selbst beansprucht.
Kraftschlüssige Verbindungen setzen eine Normal-Kraft auf miteinander zu verbin dende Flächen voraus. Ihre gegenseitige Verschiebung ist verhindert, solange die durch die Haftreibung bewirkte Gegen-Kraft nicht überschritten wird. Der Kraft- bezie hungsweise Reibschluss ist verloren und die Flächen rutschen aufeinander, wenn die tangential wirkende Last-Kraft größer als die Haftreibungs-Kraft ist, so zum Beispiel zwischen Rad und Schiene oder Straßenbelag bei Fahrzeugen mit eigenem Antrieb.
Formschlüssige Verbindungen entstehen durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern. Dadurch können sich die Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Anders ausgedrückt ist bei ei ner formschlüssigen Verbindung der eine Verbindungspartner dem anderen im Weg. Bei Betriebsbelastung wirken Druckkräfte normal, das heißt rechtwinklig zu den Flä chen der Verbindungspartner. Solche Sperrungen kommen in mindestens einer Rich tung vor. Ist ein zweites homogenes Flächenpaar gegenüber angeordnet, ist auch die Gegenrichtung gesperrt. Besteht das Paar aus zwei zueinander koaxialen Zylinderflä chen, so besteht Formschluss in allen Richtungen der zur Zylinderachse senkrechten Ebene.
Es hat sich herausgestellt, dass kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindun gen kostengünstige Möglichkeiten zur zuverlässigen Temperaturmessung bilden.
Optional kann vorgesehen sein, dass der Verschaltungsring Verschaltungsringwider lagermittel aufweist, um mit Temperatursensorwiderlagermitteln eines Temperatur sensors verbindend wechselzuwirken. Die Verschaltungsringwiderlagermittel können unterschiedlich ausgebildet sein. Ein nicht beschränkendes Beispiel können Verras- tungen sein. Dementsprechend sind die Temperatursensorwiderlagermittel ausgebil det, um mit den Verschaltungsringwiderlagermitteln zu wechselwirken. Sofern die Verschaltungsringwiderlagermittel beispielsweise Verrastungen sind, können die Temperatursensorwiderlagermittel beispielsweise Widerlagerkanten sein, die an ei nem als Schrumpfschlauch ausgebildeten Außenbereich des Temperatursensors an- geordnet sind. Hierbei handelt es sich um eine Ausgestaltung, die eine zuverlässige, einfach zu montierende und kostengünstige Sensorbefestigung ermöglicht.
Weiterhin optional kann vorgesehen sein, dass die Biegeelemente ausgebildet sind, um mit einem Temperatursensor kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbindend wechselzuwirken. Beispiele hierzu können sein, dass die Biegeelemente den Tempe ratursensor einklemmen und/oder im Sinne einer Hinterschneidung umschließen. Hierbei handelt es sich um eine Ausgestaltung, die eine zuverlässige, einfach zu mon tierende und kostengünstige Sensorbefestigung ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Biegeelemente derart ausgebildet sind, dass ihre freien Enden zur Drehachse radial versetzt angeordnet sind. Der Temperatursensor kann somit zwischen den radial voneinander entfernten freien Enden eingeklemmt werden. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Temperaturmessung.
Optional kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Sensorbefestigung Verschal tungsringwiderlagermittel aufweist, die zur Drehachse radial versetzt angeordnet sind. Ein Temperatursensor kann an zwei Seiten an den Verschaltungsringwiderlagermit teln widergelagert werden, sodass eine zuverlässige Fixierung des Temperatur sensors möglich ist.
Der Temperatursensor kann somit zwischen den radial versetzten freien Enden und/oder zwischen den radial versetzten Verschaltungsringwiderlagermitteln angeord net beziehungsweise fixiert werden. Dies schließt nicht aus, dass freie Enden und/oder Verschaltungsringwiderlagermittel stirnseitig am Temperatursensor ange ordnet sind. Somit kann an der Stirnseite beispielsweise an einem freien Ende die Temperatur gemessen werden und/oder es kann optional ein Verschaltungsringwider lagermittel als Anschlag beziehungsweise Verrastungsmittel verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorbefestigung ausgebildet ist, um einen Temperatursensor mittels einer Schubbewegung aufzunehmen, wobei sich die Schubbewegung entlang einer Schub richtung lateral zur Drehachse erstreckt. Lateral zur Drehachse bedeutet hierbei, dass die Schubrichtung windschief, also nicht schneidend, zur Drehachse verläuft. Dabei kann die Schubrichtung beispielsweise als Tangente eines Projektionskreises ausge richtet sein. Es hat sich herausgestellt, dass hierdurch eine zuverlässige Verbindung und zudem eine einfache Montage eines Temperatursensors möglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorbefestigung ein oder mehrere Verschaltungsringwiderlagermittel auf weist, die als Rastmittel und/oder als Anschlagmittel ausgebildet sind. Dies ist eine kostengünstige und zudem zuverlässige Befestigungs- und Positionierungsmöglichkeit für einen Temperatursensor. Der Temperatursensor kann beispielsweise entlang einer Schubrichtung eingeschoben werden oder von oben derart eingedrückt werden, dass die Rastmittel den Temperatursensor verliersicher fixieren beziehungsweise verras- ten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stromschienenanordnung drei Stromschienen aufweist. Die freien Enden der Biegeelemente können dabei von einer einzigen Stromschiene oder von mehreren Stromschienen sein. Somit lässt sich eine Temperaturmessung mehrerer Stromschie nen durchführen.
Die Erfindung betrifft ferner einen Temperatursensor mit mindestens einem der vorge nannten Merkmale. Insbesondere kann der Temperatursensor Konturen aufweisen, die seine Aufnahme in der Sensorbefestigung verbessern. Diese Konturen können insbesondere Bestandteil eines Schrumpfschlauchs sein, beispielsweise als Widerla gerkanten für Rastmittel und/oder als Führungsschienen zum Einführen und/oder Fi xieren des Temperatursensors.
Die Erfindung betrifft ferner eine Statoranordnung, aufweisend mindestens eine Sen sorbefestigung für eine elektrische Maschine mit mindestens einem der vorgenannten Merkmale, weiterhin aufweisend mindestens einen Temperatursensor mit mindestens einem der vorgenannten Merkmale.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Statoranordnung ist vorgesehen, dass der Temperatursensor und die Sensorbefestigung im verbundenen Zustand eine Epoxidbeschichtung aufweisen. Hierdurch wird der Temperatursensor zuverlässig mit der Sensorbefestigung verbunden. Weiterhin ist die Statoranordnung vor Umweltein flüssen geschützt, sodass Medienströme, beispielsweise: Wasser, Luft oder Öl, nicht direkt auf den Temperatursensor gelangen und diesen somit nicht beeinflussen. Epo xid beziehungsweise Epoxidharze sind Kunstharze, die Epoxidgruppen tragen. Sie sind härtbare Harze, also Reaktionsharze, die mit einem Härter und gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen zu einem duroplastischen Kunststoff umgesetzt werden kön nen. Die Epoxidharze sind Polyether mit in der Regel zwei endständigen Epoxidgrup pen. Die Härtungsmittel sind Reaktionspartner und bilden zusammen mit dem Harz den makromolekularen Kunststoff. Ähnlich wirkende Beschichtungen können im Sinne der Erfindung auch als Epoxidbeschichtung verwendet werden.
Die durch Vernetzung erzeugten Duroplaste besitzen gute mechanische Eigenschaf ten sowie eine gute Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit
Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Maschine zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Statoranordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und einem mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs an koppelbaren und mit den Elektromagneten der Statoranordnung zusammenwirkenden Rotor.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfol gend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1 : einen Temperatursensor zur Verbindung mit einer Sensorbefestigung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht einer Stromschiene einer Sensorbefestigung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig.3: eine Stromschienenanordnung mit drei Stromschiene einer Sensorbefestigung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4: die Stromschiene nach Figur 2 aus einer anderen perspektivischen Ansicht, Fig. 5: eine Draufsicht auf eine Sensorbefestigung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6: einen perspektivischen Ausschnitt der Sensorbefestigung aus Figur 5;
Fig. 7: eine Draufsicht auf die Sensorbefestigung aus Figur 5;
Fig. 8: eine perspektivische Ansicht des Temperatursensors aus Figur 1 und der Sensorbefestigung aus Figur 5; und
Fig. 9: eine perspektivische Ansicht einer Statoranordnung mit dem Temperatur sensors aus Figur 1 und der Sensorbefestigung aus Figur 5.
Die Erfindung betrifft eine Sensorbefestigung 10 zur Temperaturmessung an mindes tens einer Stromschienenanordnung 12 mit mindestens einer Stromschiene 12a, 12b, 12c, in einer elektrischen Maschine mit einer Drehachse, zum Antrieb eines Kraftfahr zeugs, aufweisend mindestens eine Stromschienenanordnung 12 mit mindestens einer Stromschiene 12a, 12b, 12c, wobei eine oder mehrere Stromschienen 12a, 12b, 12c eine Vielzahl von Biegeele menten 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g aufweisen, die jeweils ein freies Ende 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g aufweisen; einen Verschaltungsring 18 zur Verbindung mit der Stromschienenanordnung 12, wo bei sich Biegeelemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g durch den Verschaltungs ring 18 erstrecken, sodass die freien Enden 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g der Bie geelemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g derart freistehend angeordnet sind, dass die Temperatur der freien Enden 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g durch einen Temperatursensor 20 messbar ist.
Dabei zeigen die Figuren 1 bis 4 die erfinderische Lösung in ihren Einzelkomponen ten, also den Temperatursensor in Figur 1 , die Stromschienenanordnung 12 in Figur 3 und eine zweite Stromschiene 12b der Stromschienenanordnung 12 in den Figuren 2 und 4. Weiterhin zeigt Figur 5 eine Baueinheit der Sensorbefestigung 10, wobei die Stromschienenanordnung 12 und der Verschaltungsring 18 zu der Sensorbefestigung 10 zusammengefügt sind. Die Figuren 6 bis 9 offenbaren beispielhaft die Funktions weise und die Montageschritte der Sensorbefestigung 10, wenn diese in eine elektri sche Maschine integriert wird und wie die thermische Anbindung des Temperatur- sensors 20 im Stator der elektrischen Maschine beziehungsweise zwischen den Dräh ten ermöglicht und fixiert wird.
Der Temperatursensor 20 ist vorzugsweise als ein NTC- oder PTC- Widerstandselement ausgebildet.
Figur 1 verdeutlicht den prinzipiellen Aufbau eines bevorzugten Temperatursensors 20. Hierbei ist der Temperatursensor 20 mit einem Schrumpfschlauch ummantelt. Dieser Schrumpfschlauch verfügt seitlich jeweils ein Temperatursensorwiderlagermit tel 24a, 24b, jeweils ausgebildet als Führungsschacht, welcher zur Fixierung des Temperatursensors 20 verwendet wird. Dieser Temperatursensor 20 ist mittels einer Verbindungstechnik, beispielsweise durch Verschweißen oder Crimpen, mit einem Kabel verbunden.
Die Figuren 2 und 4 zeigen einen Aufbau einer bevorzugten Stromschiene 12b. Dabei ist die Stromschiene 12b gegenüber konventionellen Stromschienen erweitert, um in drei Richtungen aufgebogen zu werden. Zuerst wird ein Blech herkömmlich flach in Form gebracht, beispielsweise durch Stanzen oder Lasern des Blechs. Anschließend werden die einzelnen Biegeelemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g entsprechend umgeformt und/oder ungebogen gelassen. Beispielsweise wird das Biegeelement 14d radial nach innen gezogen, entgegen den nächstliegenden beiden Biegeelementen 14c, 14e. um den Temperatursensor 20 derart positionieren zu können, dass ein op timaler Wärmeübergang stattfinden kann.
Figur 3 zeigt eine Stromschienenanordnung 12 mit drei Stromschienen 12a, 12b, 12c einer elektrischen Maschine.
Die Stromschienenanordnung 12 mit drei den Stromschienen 12a, 12b, 12c ist, wie in Figur 5 dargestellt, mit einem kunststoffartigen Material ummantelt. Dies bedeutet auch, dass die Stromschienenanordnung 12 mit dem Verschaltungsring 18 verbunden ist.
Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Schnittstelle des Temperatursensors 20, umfassend beispielsweise vier Verschaltungsringwiderlagermittel 22a, 22b, 22c, 22d. Das vierte Verschaltungsringwiderlagermittel 22d, ausgebildet als Anschlagmittel beziehungs weise Halteelement dient dazu, den Temperatursensor 20 in eine Endposition zu brin gen beziehungsweise dort zu begrenzen. Die Montagerichtung des Temperatur sensors 20 wird als Schubrichtung S gezeigt, siehe Figur 8. Die seitlichen Verschal- tungsringwiderlagermittel 22a, 22b, 22c sind beispielshaft als Verrastungen ausgebil det und klemmen den Temperatursensor 20 ein, damit dieser im letzten Montage schritt nicht seine Position ungewünscht ändert, siehe Figur 9.
Figur 9 offenbart die Endposition des Temperatursensors 20, welcher vorzugsweise in einem letzten Montageschritt mit einem isolierenden Material, nicht dargestellt, bei spielsweise Epoxid beschichtet beziehungsweise ummantelt wird. Dies geschieht, um offene Schweißstellen an freien Enden 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g der Biege elemente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g zu isolieren. Da sich der Temperatur sensor 20 auf ungefähr gleicher Höhe, wie etwaige Schweißstellen der Stromschienen 12a, 12b, 12c befindet, kann dieser Prozess genutzt werden, um den Temperatur sensor 20 auf Position zu halten und gleichzeitig entsprechend thermisch zu isolieren.
Schließlich ist der Temperatursensor 20 direkt zwischen die Stromschienen 12a, 12b, 12c gepresst und durch die Isolierung durch ein Epoxidtauchen weitestgehend vor Umwelteinflüssen geschützt. Somit gelangen keine Medienströme, beispielsweise: Wasser, Luft oder Öl, direkt auf den Temperatursensor 20, sodass dieser geschont bleibt.
Bezuqszeichenliste Sensorbefestigung Stromschienenanordnung a Erste Stromschiene b Zweite Stromschiene c Dritte Stromschiene em14a Erstes Biegeelemente der zweiten Stromschiene b Zweites Biegeelemente der zweiten Stromschiene c Drittes Biegeelemente der zweiten Stromschiene d Viertes Biegeelemente der zweiten Stromschiene e Fünftes Biegeelemente der zweiten Stromschiene f Erstes Biegeelemente der ersten Stromschiene g Zweites Biegeelemente der ersten Stromschiene a Freies Ende des ersten Biegeelements der zweiten Stromschieneb Freies Ende des zweiten Biegeelements der zweiten Stromschienec Freies Ende des dritten Biegeelements der zweiten Stromschiened Freies Ende des vierten Biegeelements der zweiten Stromschienee Freies Ende des fünften Biegeelements der zweiten Stromschienef Freies Ende des ersten Biegeelements der ersten Stromschieneg Freies Ende des zweiten Biegeelements der ersten Stromschiene Verschaltungsring Temperatursensor a Erstes Verschaltungsringwiderlagermittel b Zweites Verschaltungsringwiderlagermittel c Drittes Verschaltungsringwiderlagermittel d Viertes Verschaltungsringwiderlagermittel a Erstes Temperatursensorwiderlagermittel b Zweites Temperatursensorwiderlagermittel Statoranordnung Schubrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Sensorbefestigung (10) zur Temperaturmessung an mindestens einer Strom schienenanordnung (12) mit mindestens einer Stromschiene (12a, 12b, 12c), in einer elektrischen Maschine mit einer Drehachse, zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, auf weisend mindestens eine Stromschienenanordnung (12) mit mindestens einer Stromschiene (12a, 12b, 12c), wobei eine oder mehrere Stromschienen (12a, 12b, 12c) eine Vielzahl von Biegeelementen (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g) aufweisen, die jeweils ein freies Ende (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g) aufweisen; einen Verschaltungsring (18) zur Verbindung mit der Stromschienenanordnung (12), wobei sich Biegeelemente (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g) durch den Ver schaltungsring (18) erstrecken, sodass die freien Enden (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g) der Biegeelemente (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g) derart freistehend ange ordnet sind, dass die Temperatur der freien Enden (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g) durch einen Temperatursensor (20) messbar ist.
2. Sensorbefestigung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g) der Biegeelemente (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g) zur Temperaturmessung zum Kontakt mit einem Tempe ratursensor (20) ausgebildet sind, insbesondere radial zur Drehachse der elektrischen Maschine.
3. Sensorbefestigung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Sensorbefestigung (10) zur lösbaren Verbindung mit einem Temperatur sensor (20) ausgebildet ist, wobei der Verschaltungsring (18) vorzugsweise Verschal tungsringwiderlagermittel (22a, 22b, 22c, 22d) aufweist, um mit Temperatursensorwi derlagermitteln (24a, 24b) eines Temperatursensors (20) lösbar verbindend zu wech selwirken.
4. Sensorbefestigung (10) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbefestigung (10) ausgebildet ist zur kraftschlüssigen und/oder form schlüssigen Verbindung mit einem Temperatursensor (20), wobei der Verschaltungsring (18) vorzugsweise Verschaltungsringwiderlagermittel (22a, 22b, 22c, 22d) aufweist, um mit Temperatursensorwiderlagermitteln (24a, 24b) eines Temperatursensors (20) verbindend wechselzuwirken, und/oder wobei die Biegeelemente (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g) vorzugsweise ausgebil det sind, um mit einem Temperatursensor (20) kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbindend wechselzuwirken.
5. Sensorbefestigung (10) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Biegeelemente (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g) derart aus gebildet sind, dass ihre freien Enden (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g) zur Drehach se radial versetzt angeordnet sind, und/oder dass die Sensorbefestigung (10) Ver schaltungsringwiderlagermittel (22a, 22b, 22c, 22d) aufweist, die zur Drehachse radial versetzt angeordnet sind, um einen Temperatursensor (20) zwischen den radial ver setzten freien Enden (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g) und/oder zwischen den radial versetzten Verschaltungsringwiderlagermitteln (22a, 22b, 22c, 22d) anzuordnen.
6. Sensorbefestigung (10) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbefestigung (10) ausgebildet ist, um einen Temperatursensor (20) mit tels einer Schubbewegung aufzunehmen, wobei sich die Schubbewegung entlang ei ner Schubrichtung (S) lateral zur Drehachse erstreckt.
7. Sensorbefestigung (10) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbefestigung (10) ein oder mehrere Verschaltungsringwiderlagermittel (22a, 22b, 22c, 22d) aufweist, die als Rastmittel (22a, 22b, 22c) und/oder als An schlagmittel (22d) ausgebildet sind.
8. Sensorbefestigung (10) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschienenanordnung (12) drei Stromschienen (12a, 12b, 12c) aufweist.
9. Statoranordnung (26), aufweisend mindestens eine Sensorbefestigung (10) für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen der Sensorbefestigung (10) nach min destens einem der vorgenannten Ansprüche, weiterhin aufweisend mindestens einen Temperatursensor (20) mit den Merkmalen des Temperatursensors (20) nach mindes tens einem der vorgenannten Ansprüche.
10. Statoranordnung (26) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (20) und die Sensorbefestigung (10) im verbundenen Zu stand eine Epoxidbeschichtung aufweisen.
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