EP4445482A1

EP4445482A1 - Stator einer elektrischen maschine mit einer temperatursensoranbindung

Info

Publication number: EP4445482A1
Application number: EP22817248.2A
Authority: EP
Inventors: Thomas Fischer; Florian Greser; Uwe Knappenberger; Andreas Herzberger; Ravi SALE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-12-08
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2024-10-16
Also published as: WO2023104435A1; DE102021213953A1

Abstract

Stator (2) für eine elektrische Maschine (3), insbesondere für elektrische Antriebsmotoren für Kraftfahrzeuge, wobei der Stator (2) eine elektrische Leiter (4) umfassende elektrische Wicklung (5) aufweist, die an den Stirnseiten des Stators (2) jeweils einen Wickelkopf (6) bildet und wobei ein zur Temperaturmessung dienender Temperatursensor (7), der ein Temperaturmesselement (8) und insbesondere einen das Temperaturmesselement (8) umschließenden Sensormantel (22) aufweist, in einem Aufnahmeraum (9) eines Aufnahmeelements (10) befestigbar ist, das mit einem elektrischen Leiter (4) der elektrischen Wicklung (5) im Bereich eines der Wickelköpfe (6) verbunden ist, insbesondere an diesem befestigt ist. Vorgeschlagen wird, dass zumindest ein Federring (15) vorgesehen ist, der zum Befestigen des Temperatursensors (7) in dem Aufnahmeraum (9) des Aufnahmeelements (10) dient, und dass der Federring (15) im montierten Zustand den Temperatursensor (7) zumindest teilweise umschließt und zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum (9) des Aufnahmeelements (10) angeordnet ist, so dass das Temperaturmesselement (8) wärmeleitend mit dem Aufnahmeelement (10) verbunden ist.

Description

Beschreibung

Titel

Stator einer elektrischen Maschine mit einer Temperatursensoranbindung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen elektrischen Antriebsmotor für Kraftfahrzeuge, wobei eine Temperatursensoranbindung für einen Stator vorgesehen ist.

Aus der DE 102017 217 355 A1 ist eine in deren Fig. 4 gezeigte Ausgestaltung bekannt, bei der eine Sensorelement-Aufnahme für einen Wickelkopf eines Stators einer elektrischen Maschine vorgesehen ist. Hierbei bilden elektrische Leiter des Stators eine elektrische Wicklung, die an den Stirnseiten des Stators jeweils einen Wickelkopf bildet. Die Sensorelement-Aufnahme an einem der Wickelköpfe dient für ein Sensorelement eines Temperatursensors, wobei die Sensorelement-Aufnahme metallisch mit dem Wickelkopf verbunden ist. Die Sensorelement-Aufnahme umschließt das Sensorelement in Umfangsrichtung gesehen vollständig und wirkt mit dem Sensorelement durch mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt wärmeübertragend zusammen. Die bekannte Sensorelement-Aufnahme umfasst ein Aufnahmegehäuse, das eine Bohrung oder Öffnung zur Aufnahme des Sensorelementes und einen Befestigungsabschnitt zum Anfügen an den oder die zugeordneten elektrischen Leiter aufweist. Die Bohrung oder Öffnung kann beispielsweise zylinderförmig oder kegelförmig sein. Sensordrähte des Temperatursensors ragen aus der Öffnung des Aufnahmegehäuses heraus. Das Sensorelement des Temperatursensors kann in der Sensorelement-Aufnahme eingeklebt oder eingepresst sein. Offenbarung der Erfindung

Der erfindungsgemäße Stator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind. Insbesondere kann eine Ausgestaltung realisiert werden, die in vereinfachter Weise eine Wartung, einen Service oder einen Austausch ermöglicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Stators möglich.

Zur elektrischen Wicklung gehören auch Anschlusselemente zum Anschließen der elektrischen Wicklung an eine Energiequelle oder auch Verbindungselemente, die Leiterstränge der Wicklung miteinander verbinden. Der Federring ist vorzugsweise als geschlitzter Federring ausgestaltet.

Je nach Ausgestaltung der Temperatursensoranbindung kann eine servicefähige demontierbare Temperatursensoranbindung realisiert werden. Beispielsweise kann der Temperatursensor dann im Rahmen eines Services oder einer Wartung in einfacher Weise aus dem Aufnahmeraum des Aufnahmeelements entfernt und gegebenenfalls ausgetauscht oder auch wieder eingebaut werden. Hierbei kann beim Einbau außerdem in vereinfachter Weise die thermische Anbindung des Temperaturmesselements des Temperatursensors an das zu messende Element, nämlich die elektrische Wicklung, realisiert werden. Hierbei können definierte thermische Übergänge realisiert werden, was Messfehler verringert. Hierdurch kann gegebenenfalls eine bessere Regelung der elektrischen Maschine ermöglicht werden. Je nach Anwendung ermöglicht dies gegebenenfalls eine bessere Ausnutzung der elektrischen Maschine. Somit ist es insbesondere von Vorteil, dass ein fest definierter Kontakt zum messenden Element ermöglicht wird, wobei eine Dementierbarkeit realisiert werden kann.

In vorteilhafter Weise kann durch die Federgeometrie und die entsprechende Federwirkung ein Toleranzausgleich in einem großen Toleranzband erfolgen. Gleichzeitig kann die Federgeometrie ein Lösen und Fixieren an der Messstelle des zu messenden Elements bilden. Somit können der Federring und der Temperatursensor montiert und demontiert werden.

Je nach Ausgestaltung können ein oder mehrere Vorteile realisiert werden. Es kann eine flexible Positionierung des Temperatursensors am zu messenden Element, also der Statorwicklung, ermöglicht werden. Die Lösung kann robust gegenüber dynamischen Lasten sein, wobei nur ein geringer Materialeinsatz und somit ein geringes Materialgewicht erforderlich sind. Die Fixierung und Positionierung können eindeutig und wieder lösbar realisiert werden, wobei eine Dementierbarkeit und Servicefähigkeit realisiert werden können. Es kann eine gute thermische Anbindung realisiert werden, da über die Federwirkung ein Toleranzausgleich sichergestellt und damit ein guter thermischer Kontakt gewährleistet werden kann. Die Bauteile können mit geringen Kosten realisiert werden, wobei eine einfache Montage und/oder Demontage möglich ist. Neben der guten Servicefähigkeit, die durch die demontierbare und lösbare Ausgestaltung realisiert werden kann, ergibt sich somit die Möglichkeit einer präzisen Temperaturmessung.

Eine lösbare und thermische gute Anbindung kann über den Federring mit ein oder mehreren Federarmen erzielt werden. Hierbei ermöglicht die Federwirkung durch die Vorspannkraft eine sichere Positionierung und Fixierung des Temperatursensors am zu messenden Element beziehungsweise an der zu messenden Baugruppe. Ferner wird eine Servicefähigkeit beziehungsweise Dementierbarkeit ermöglicht, da insbesondere die Federarme des Federrings zusammengedrückt beziehungsweise gelöst werden können. Eine gute thermische Anbindung kann durch die Geometrie und Werkstoffauswahl erzielt werden.

Je nach Ausgestaltung kann außerdem eine flexible Positionierung des Aufnahmeelements und somit des Temperatursensors am zu messenden Element, also der Statorwicklung, ermöglicht werden.

Vorteilhaft ist es, dass der Federring zum lösbaren Befestigen des Temperatursensors in dem Aufnahmeraum des Aufnahmeelements dient. Hierdurch wird insbesondere eine gute Servicefähigkeit erzielt. In vorteilhafter Weise umfasst der Federring zumindest einen Federarm, insbesondere mehrere Federarme, wobei der zumindest eine Federarm im montierten Zustand gegen eine den Aufnahmeraum begrenzende Innenseite des Aufnahmeelements vorgespannt ist. Vorzugsweise sind mehrere Federarme, insbesondere drei Federarme, vorgesehen. Wenn drei Federarme vorgesehen sind, dann sind diese vorzugsweise jeweils um 120° zueinander beabstandet um eine Längsachse angeordnet. Die Innenseite des Aufnahmeelements ist vorzugsweise zumindest im funktionsmäßig relevanten Teil zylindermantelförmig ausgestaltet. Dadurch kann eine vorteilhafte Montage des Federrings in dem Aufnahmeraum des Aufnahmeelements erfolgen. Ferner wird eine definierte Haltekraft ermöglicht.

Vorteilhaft ist es auch, dass der Federring ein geschlitztes, zumindest näherungsweise hohlzylinderförmiges Teil aufweist und dass der zumindest eine Federarm mit dem geschlitzten, zumindest näherungsweise hohlzylinderförmigen Teil verbunden ist, insbesondere von dem hohlzylinderförmige Teil in Richtung einer Achse des Aufnahmeraums vorsteht. Wenn mehrere Federarme vorgesehen sind, dann sind diese vorzugsweise alle mit dem geschlitzten, hohlzylinderförmigen Teil verbunden. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Ausgestaltung und eine hohe Stabilität des Federrings bei geringem Bauteilgewicht. Ebenso kann hier eine bessere thermische Anbindung gewährleistet werden.

Vorteilhaft ist es auch, dass der zumindest eine Federarm im zumindest einen Federring so gegen die Innenseite des Aufnahmeelements vorgespannt ist, dass eine definierte Haltekraft erzeugt ist, mit der der Temperatursensor über den Federring in dem Aufnahmeraum des Aufnahmeelements befestigt ist. Über die definierte Haltekraft wird zum einen eine zuverlässige Befestigung ermöglicht. Zum anderen kann ein definierter Kontaktwiderstand realisiert werden, so dass Fehlertoleranzen realisiert sind.

Vorteilhaft ist es hierbei auch, dass der zumindest eine Federarm zur Erzeugung der Vorspannung einen zur Innenseite des Aufnahmeelements hin vorstehenden Vorsprung aufweist, der im montierten Zustand einem Sensormantel des Temperatursensors zugewandt ist und an dem Sensormantel anliegt. Wenn mehrere Federarme vorgesehen sind, dann weisen diese vorzugsweise alle jeweils einen solchen Halteabschnitt auf. Hierbei sind mehrere Federarme vorzugsweise in entsprechender Weise ausgestaltet. Durch diese Ausgestaltung kann zum einen ein vorteilhaftes Fügen des Temperatursensors in den Aufnahmeraum des Aufnahmeelements erfolgen. Zum anderen kann auch vermieden werden, dass nach einer Montage und Demontage wesentliche Beschädigungen, zum Beispiel in Form von tiefen Kratzern, an der Innenseite des Aufnahmeelements auftreten, die den Übergangswiderstand ungünstig beeinflussen können.

Vorteilhaft ist es, dass das Aufnahmeelement eine Hülse aufweist, in der der Aufnahmeraum ausgestaltet ist. Die Hülse kann beispielsweise aus Kupfer oder aus einem auf Kupfer basierenden Werkstoff hergestellt sein. Die Hülse kann umspritzt sein, um ein thermisches Gleichgewicht herbeizuführen und um die Einflüsse auf den Temperatursensor bei einer Temperaturmessung zu minimieren.

Vorteilhaft ist es, dass der Federarm an seinem dem hohlzylinderförmigen Teil abgewandten Ende ein vorzugsweise haken- oder laschenförmiges Anschlagelement aufweist, das das Einschieben des Federrings in den Aufnahmeraum des Aufnahmeelements begrenzt, wobei das Anschlagelement im montierten Zustand vorzugsweise teilweise außerhalb des Aufnahmeraums des Aufnahmeelements angeordnet ist, insbesondere am Aufnahmeelement anschlägt. Das vorzugsweise hakenförmige Anschlagelement kann somit zum einen das Einschieben begrenzen und zum anderen auch das Herausziehen aus dem Aufnahmeelement, insbesondere der Hülse, vereinfachen.

Vorteilhaft ist es, dass der hohlzylinderförmige Teil des Federrings ein vorzugsweise haken- oder laschenförmiges Positionierungselement aufweist, das insbesondere an einem dem Federarm abgewandten Ende des Teils ausgebildet ist, und dass das Positionierungselement im montierten Zustand eine Position des Temperatursensors relativ zu dem Federring, insbesondere durch Anschlägen des Sensormantels des Temperatursensors an dem Positionierungselement, zumindest näherungsweise vorgibt. Dadurch kann das Temperaturmesselement definiert in dem Aufnahmeraum des Aufnahmeelements positioniert werden. Diese definierte Positionierung besteht auch bezüglich des Federrings. Dadurch ergeben sich definierte Verhältnisse in Bezug auf den Wärmewiderstand zwischen dem zu messenden Element und dem Temperaturmesselement.

Vorteilhaft ist es, dass der Federring zumindest im Wesentlichen aus einem Werkstoff gebildet ist, der auf einem rostfreien Stahl basiert. Hierdurch ist eine robuste und widerstandsfähige Ausgestaltung möglich. Ferner kann hierdurch eine Federwirkung beziehungsweise eine Vorspannkraft über die Lebensdauer zumindest im Wesentlichen aufrechterhalten werden. Dadurch kann über die Lebensdauer auch eine definierte Haltekraft erzielt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A eine Temperatursensoranbindung in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei unter anderem Federarme gezeigt sind, die gegen eine Innenseite eines Aufnahmeelements vorgespannt sind;

Fig. 1 B einen Federring, der in Fig. 1A gezeigten Temperatursensoranbindung des ersten Ausführungsbeispiels in einer schematischen Schnittdarstellung;

Fig. 1C ein Aufnahmeelement der in Fig. 1 gezeigten Temperatursensoranbindung des ersten Ausführungsbeispiels in einer schematischen, auszugsweise geschnittenen Darstellung;

Fig. 1 D das in Fig. 1C dargestellte Aufnahmeelement in einer schematischen Darstellung, wobei ein Verbindungselement zur Verbindung mit einem Wickelkopf gezeigt ist; Fig. 1 E das in Fig. 1C dargestellte Aufnahmeelement aus der mit I bezeichneten Blickrichtung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 1 F einen Temperatursensor mit einem Temperaturmesselement in einer auszugsweisen, schematischen Darstellung für die Temperatursensoranbindung;

Fig. 2A einen Federring für eine Temperatursensoranbindung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer schematischen, räumlichen Darstellung;

Fig. 2B den in Fig. 2A gezeigten Federring in einer schematischen Seitenansicht;

Fig. 2C den in Fig. 2B gezeigten Federring aus der mit II bezeichneten Blickrichtung;

Fig. 2D den in Fig. 2B gezeigten Federring in einer Ansicht von hinten;

Fig. 2E den in Fig. 2 B gezeigten Federring in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung;

Fig. 3A einen Wickelkopf eines Stators einer elektrischen Maschine und eine Temperatursensoranbindung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel in einer auszugsweisen, schematischen, räumlichen Darstellung, wobei unter anderem eine Befestigung an einem Leiter der Wicklung gezeigt ist;

Fig. 3B den in Fig. 3A gezeigten Stator mit der Temperatursensoranbindung in einer Detaildarstellung, wobei insbesondere die Befestigung an dem Leiter gezeigt ist;

Fig. 3C ein Aufnahmeelement für die in Fig. 3B gezeigte Temperatursensoranbindung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Darstellung; Fig. 3D das in Fig. 3C dargestellte Aufnahmeelement in einer schematischen Darstellung von der Seite;

Fig. 3E das in Fig. 3D dargestellte Aufnahmeelement in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der mit III bezeichneten Schnittlinie;

Fig. 3F das in Fig. 3D gezeigte Aufnahmeelement in einer schematischen Darstellung aus der mit IV bezeichneten Schnittdarstellung;

Fig. 3G eine abgewandelte Grundform zur Ausgestaltung des in Fig. 3D dargestellten Aufnahmeelements;

Fig. 4A ein Federring in einer schematischen, räumlichen Darstellung für eine Temperatursensoranbindung entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4B den in Fig. 4A gezeigten Federring aus der mit V bezeichneten Blickrichtung;

Fig. 4C den in Fig. 4A gezeigten Federring aus der VI bezeichneten Blickrichtung in einer schematischen Darstellung;

Fig. 4D den in Fig. 4C gezeigten Federring in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der mit VII bezeichneten Schnittlinie;

Fig. 4F den in Fig. 4C gezeigten Federring in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der mit VIII gekennzeichneten Schnittlinie;

Fig. 5A eine Temperatursensoranbindung in einer auszugsweisen, schematischen, räumlichen Darstellung entsprechend einer möglichen Ausgestaltung, wobei ein Temperatursensor und ein Federring dargestellt sind;

Fig. 5B eine Temperatursensoranbindung entsprechend einer möglichen Ausgestaltung in einer auszugsweisen, schematischen, räumlichen Darstellung, wobei ein Temperatursensor und ein Aufnahmeelement dargestellt sind; Fig. 6 eine Hülse einer Temperatursensoranbindung in einer schematischen, räumlichen Darstellung entsprechend einer abgewandelten Ausgestaltung;

Fig.7 einen Federring gemäß einer alternativen Ausführung zu Fig.4A.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1A bis 1 F zeigen eine Temperatursensoranbindung 1 für einen Stator 2 (Fig. 3A) einer elektrischen Maschine 3, wobei der Stator 2 eine elektrische Leiter 4 umfassende elektrische Wicklung 5 aufweist, die an den Stirnseiten des Stators 2 jeweils einen Wickelkopf 6 bildet. Die Temperatursensoranbindung 1 eignet sich besonders für elektrische Maschinen 3, die als elektrische Antriebsmotoren für Kraftfahrzeuge dienen.

Die Temperatursensoranbindung 1 weist einen Temperatursensor 7 auf, der ein Temperaturmesselement 8 und beispielsweise ein das Temperaturmesselement 8 umschließenden Sensormantel 22 umfasst. Das Temperaturmesselement 8 kann hierbei einen Glaskopf aufweisen. Das Temperaturmesselement 8 kann als NTC-Widerstand (Heißleiter) ausgebildet sein. Im montierten Zustand, in dem mittels des Temperaturmesselements 8 eine Temperaturmessung bezüglich der elektrischen Wicklung 5 erfolgen kann, ist der Temperatursensor 7 in einem Aufnahmeraum 9 eines Aufnahmeelements 10 der Temperatursensoranbindung 1 befestigt. Am Aufnahmeelement 10 ist eine Haltestruktur oder -geometrie 11 vorgesehen, die beispielsweise aus einem Kupferblech ausgestaltet sein kann. Die Haltegeometrie 11 kann dann auf geeignete Weise mit der elektrischen Wicklung 5 verbunden sein. Das Aufnahmeelement 10 ist auf diese Weise mit einem elektrischen Leiter 4 der elektrischen Wicklung 5 im Bereich eines der Wickelköpfe 6 verbunden, also an dem Leiter 4 befestigt bzw. angefügt.

Außerdem ist an dem Aufnahmeelement 10 eine Umspritzung 12 vorgesehen. Das Aufnahmeelement 10 dient als Halter. Die Umspritzung 12 dient dazu, ein thermisches Gleichgewicht herbeizuführen, den Halter vor Konvektion zu schützen und die Einflüsse auf den Temperatursensor 7 bei der Temperaturmessung zu minimieren. Das Aufnahmeelement 10 kann als Kupferhülse ausgestaltet sein.

Zur Befestigung des Temperatursensors 7 in dem Aufnahmeraum 9 des Aufnahmeelements 10 ist ein Federring 15 vorgesehen. Der Federring 15 umschließt den Temperatursensor 7 im montierten Zustand zumindest teilweise. Im montierten Zustand ist der Federring 15 mit dem Temperatursensor 7 zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum 9 angeordnet. Das Temperaturmesselement 8 ist dann wärmeleitend mit dem Aufnahmeelement 10 verbunden, wobei die Wärmeleitung über den Federring 15 erfolgen kann. Hierbei kann in vorteilhafter weise eine lösbare Befestigung des Temperatursensors 7 in dem Aufnahmeraum 9 des Aufnahmeelements 10 realisiert werden.

Der Federring 15 sorgt für eine definierte Kraft beim Fügen des Temperatursensors 7 und sorgt sogleich für die notwendige Gegenkraft gegenüber den Betriebskräften, so dass der Temperatursensor 7 nicht in seiner Position verrutscht. Der Federring 15 bietet eine ausreichend große thermische Anbindung an das Aufnahmeelement 10, das vorzugsweise als Kupferhülse ausgebildet ist. Hierbei kann der Temperatursensor 7 demontierbar bleiben.

Der Federring 15 weist zumindest einen, beispielsweise mehrere Federarme 16, 17, 18 (Fig. 2B) auf. Die Federarme 16, 17, 18 sind so ausgestaltet, dass diese im montierten Zustand jeweils gegen eine Innenseite 20 des Aufnahmeelements 10 vorgespannt sind. Die Innenseite 20 begrenzt hierbei den Aufnahmeraum 9 und ist vorzugsweise zylindermantelförmig oder beinah zylindrisch ausgestaltet.

Der Federring 15 weist außerdem ein geschlitztes, hohlzylinderförmiges Teil 21 auf, über das die Federarme 16, 17, 18 verbunden sind. Das Teil 21 des Federrings 15 ist vorzugsweise als geschlitzte Hülse ausgeformt, wie es in entsprechender Weise unter anderem in den Fig. 2A, 2C, 4A und 4C veranschaulicht ist. Hierdurch ist im montierten Zustand eine gewisse Vorspannung gegenüber dem Temperatursensor 7 realisierbar, um eine Befestigung des Temperatursensors 7 in dem Federring 15 zu erzielen. Die Federarme 16, 17, 18 stehen beispielsweise von dem hohlzylinderförmige Teil 21 in Richtung einer Achse des Aufnahmeraums 9 vor.

Die Federarme 16, 17, 18 weisen an ihrem dem hohlzylinderförmigen Teil 21 abgewandten Ende einen beispielsweise bauchförmigen Halteabschnitt 16‘, 17‘, 18‘ auf, der im montierten Zustand einem Sensormantel 22 des Temperatursensors 7 zugewandt ist und an dem Sensormantel 22 anliegt. Hierdurch ist eine zuverlässige Befestigung des Temperatursensors 7 möglich. Dies gilt insbesondere in Kombination mit der Befestigung an dem geschlitzten, hohlzylinderförmigen Teil 21. Ferner weisen die Federarme 16, 17, 18 zur Erzeugung der Vorspannung einen zur Innenseite des Aufnahmeelements (10) hin vorstehenden Vorsprung (16“, 17“, 18“) auf, mit denen die Federarme 16, 17, 18 im montierten Zustand an der Innenseite 20 des Aufnahmeraums 9 anliegen, so dass die definierte Haltekraft erzeugt ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Vorsprünge 16“, 17“, 18“ durch bauchförmige Halteabschnitte 16“, 17“, 18“ gebildet.

Bei einer abgewandelten Ausgestaltung kann das Aufnahmeelement 10 auch eine Hülse 25 aufweisen oder zumindest im Wesentlichen als Hülse 25 ausgebildet sein, wie es beispielsweise auch anhand von Fig. 3G weiter beschrieben ist. Der Aufnahmeraum 9 kann dann in entsprechender Weise in der Hülse 25 ausgebildet sein. Die Hülse 25 könnte ebenso auf andere Art und Weise von unten geschlossen oder offen ausgebildet sein.

Fig. 2A bis 2E zeigen einen Federring 15 einer Temperatursensoranbindung 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Ansichten. Zumindest einer der Federarme 16,17,18 weist in diesem Ausführungsbeispiel an seinem dem hohlzylinderförmigen Teil 21 abgewandten Ende ein haken- oder laschenförmiges Anschlagelement 26 auf, das beim Einschieben des Federrings 15 in den Aufnahmeraum 9 des Aufnahmeelements 10 das Einschieben begrenzt und beispielsweise am Aufnahmeelement 10 anschlägt. Es können auch mehrere hakenförmige Anschlagelemente 26 vorgesehen sein.

Ferner weist der hohlzylinderförmige Teil 21 des Federrings 15 ein vorzugsweise haken- oder laschenförmiges Positionierungselement 27 auf, das insbesondere an einem dem Federarm 16,17,18 abgewandten Ende des Teils 21 ausgebildet ist und eine Position des Temperatursensors 7, insbesondere des Temperaturmesselements 8, relativ zu dem Federring 15 vorgibt, beispielsweise durch Anschlägen des Sensormantels 22 des Temperatursensors 7 an dem Positionierungselement 27. Beispielsweise stößt der in Fig. 1F dargestellte Temperatursensor 7 beim Einfügen in den Federring 15 mit einer Spitze 30 seines Sensormantels 22 an einer Anschlagfläche 31 des Positionierungselements 27 an. Der Temperatursensor 7 ist dann fixiert und positioniert. Alternativ zu der haken- oder laschenförmigen Ausführung des Positionierungselementes 27 nach Fig.4A kann das Positionierungselement 27 nach Fig.7 als Crimphülse ausgebildet sein, die an einem dem Federarm 16,17,18 abgewandten Ende des Teils 21 angeordnet ist und über einen Steg 27.2 mit dem Teil 21 verbunden ist. Die Crimphülse 27 umschließt den Temperatursensor 7 mit zwei Crimplaschen 27.1 und ist mit dem Sensormantel 22 des Temperatursensors 7 vercrimpt.

Ferner kann der Federring 15 so in dem Aufnahmeraum 9 angeordnet werden, dass eine Anschlagfläche 32 des Anschlagelements 26 an einer Oberseite 33 (Fig. 1A) des Aufnahmeelements 10 anschlägt. Insbesondere wenn eine Umspritzung 12 vorgesehen ist, dann kann das Anschlägen auch an einer Oberseite 34 der Umspritzung 12 erfolgen. Das Anschlagelement 26 befindet sich dann im montierten Zustand teilweise außerhalb des Aufnahmeraums 9. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung können mehrere Anschlagelemente 26 vorgesehen sein, insbesondere in diesem Fall bis zu drei.

Um im montierten Zustand eine gute Wärmeleitfähigkeit zu erzielen, ist der Federring 15 vorzugsweise aus einem Werkstoff gebildet, der auf einem rostfreien Stahl basiert. Ebenso Federstahl oder Federeigenschaften sind vorteilhaft, um eine Relaxation im Betrieb zu vermeiden oder durch eine höhere Streckgrenze des Materials ein Setzen beim Einfügen zu verhindern.

In diesem Ausführungsbeispiel weist das geschlitzte, zylinderförmige Teil 21 einen Schlitz 35 auf. Hierbei kann ein gewisses Aufspreizen ermöglicht werden, um den Temperatursensor 7 festzuhalten. Bei einer Variante des Schlitzes 35 kann das zylinderförmige Teil 21 auf dem Sensormantel 22 durch Crimpen, Pressen oder andere Art und Weise befestigt werden. Fig. 3A bis 3F zeigen die Temperatursensoranbindung 1 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Ansichten. Hierbei zeigen Fig. 3A und 3B außerdem eine mögliche Befestigung an zumindest einem elektrischen Leiter 4 am Wickelkopf 6 einer Wicklung 5 des Stators 2 der elektrischen Maschine 3. Über Befestigungsarme 36, 37 kann hierbei eine gequetschte Hülse 25, die in Fig. 3B gezeigt ist, oder eine als Tiefziehteil ausgestaltete Hülse 25, die in Fig. 3G dargestellt ist, mit dem elektrischen Leiter 4 verbunden werden. Die Hülse 25 kann auch als einfaches Rohr, rohrähnliches Teil oder dergleichen ausgebildet sein. Die Befestigungsarme (Flügel) 36, 37 realisieren Auflageflächen für die Anpresskraft für das Anschweißen eines Blechs 38 mit der zuvor angelöteten Hülse 25 an den pinförmigen elektrischen Leiter 4. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung können die Flügel 36, 37 entfallen und die Hülse 25 wird mit dem Blech 38 lasergeschweißt und nicht verlötet, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.

Hierbei kann die Hülse 25 über ihre Länge mit dem Blech 38 verlötet sein. Über die Lötstelle ist eine direkte Wärmeübertragung vom elektrischen Leiter 4 (Pin) über das Blech 38 auf die Hülse 25 möglich. Die Ausgestaltung der Hülse 25 als Tiefziehteil (oder Rohr) hat den Vorteil, dass eine weitere Materialeinsparung realisiert werden kann.

Fig. 4A bis 4F zeigen einen Federring 15 einer Temperatursensoranbindung 1 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel in verschiedenen Ansichten. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine entlang einer Längsachse 40 betrachtete Länge 41 des Positionierungselement 27 zumindest näherungsweise gleich groß wie eine Länge 42 des geschlitzten, zylinderförmigen Teils 21. Beispielsweise kann die Länge 41 etwa 20 % kleiner als die Länge 42 sein. Ferner sind Krümmungsradien der bauchförmigen Halteabschnitte 16“, 17“, 18“ und gegebenenfalls der bauchförmigen Halteabschnitte 16‘, 17‘, 18‘ mit einem sehr kleinen Krümmungsradius 45 ausgeführt, wie es exemplarisch in Fig. 4F anhand des bauchförmigen Halteabschnitts 18“ des Federarms 18 gezeigt ist. Der Krümmungsradius 45 ist hierbei vorzugsweise kleiner als eine Materialstärke des Federarms 18. Insbesondere kann der Krümmungsradius 45 etwa 25 % der Materialstärke des Federarms 18 betragen. Fig. 5A zeigt die Temperatursensoranbindung 1 in einer auszugsweisen, schematischen, räumlichen Darstellung im montierten Zustand, wobei der Temperatursensor 7 und der an dem Temperatursensor 7 befestigte Federring 15 dargestellt sind. Hierbei stößt die Spitze 30 des Sensormantels 22 des Temperatursensors 7 an dem Positionierungselement 27 an.

Fig. 5B zeigt eine Temperatursensoranbindung 1 in einer auszugsweisen, schematischen, räumlichen Darstellung entsprechend einer weiteren möglichen Ausgestaltung. Hierbei ist an der Hülse 25 ein L-förmig gebogenes Blech 38 angebracht, um eine mechanische und wärmeleitende Verbindung mit einem Wickelkopf 6, insbesondere einem elektrischen Leiter 4 der Wicklung 5 am Wickelkopf 6, zu ermöglichen.

Fig. 6 zeigt eine Hülse 25 einer Temperatursensoranbindung 1 in einer schematischen, räumlichen Darstellung entsprechend einer abgewandelten Ausgestaltung. Bei dieser abgewandelten Ausgestaltung entfallen die Flügel 36, 37. Die Hülse 25 ist mit dem Blech 38 lasergeschweißt.

Ferner weist die Hülse 25 eine Rille 50 auf, um die Federarme 16, 17, 18 gut abzufangen. Die Rille 50 kann in das Rohr 51 der Hülse 25 eingeprägt werden. Die Rille 50 trägt dazu bei beim Einfügen eine ergonomische und/oder haptische Rückmeldung für den Mitarbeiter beziehungsweise Servicemechaniker zu erzielen. Ferner leistet die Rille 50 einen zusätzlichen Widerstand gegen ein Lösen des Temperatursensors 7 von dem Aufnahmeelement (Aufnahmehalter) 10 sowohl in der Montage beziehungsweise im Service als auch im Betrieb.

Bei einer anderen Anwendung kann das Aufnahmeelement 10 ebenso mit einer Hochvolt-Verschaltbaugruppe metallisch verbunden werden, so dass auch an einer anderen Stelle als an einer Wicklung 5 eine Temperaturmessung möglich ist.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche

1. Stator (2) für eine elektrische Maschine (3), wobei der Stator (2) eine elektrische Leiter (4) umfassende elektrische Wicklung (5) aufweist, die an den Stirnseiten des Stators (2) jeweils einen Wickelkopf (6) bildet, und wobei ein zur Temperaturmessung dienender Temperatursensor (7), der ein Temperaturmesselement (8) und insbesondere einen das Temperaturmesselement (8) umschließenden Sensormantel (22) aufweist, in einem Aufnahmeraum (9) eines Aufnahmeelements (10) befestigbar ist, das mit einem elektrischen Leiter (4) der elektrischen Wicklung (5) im Bereich eines der Wickelköpfe (6) verbunden ist, insbesondere an diesem befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Federring (15) vorgesehen ist, der zum Befestigen des Temperatursensors (7) in dem Aufnahmeraum (9) des Aufnahmeelements (10) dient, und dass der Federring (15) im montierten Zustand den Temperatursensor (7) zumindest teilweise umschließt und zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum (9) des Aufnahmeelements (10) angeordnet ist, so dass das Temperaturmesselement (8) wärmeleitend mit dem Aufnahmeelement (10) verbunden ist.

2. Stator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (15) zum lösbaren Befestigen des Temperatursensors (7) in dem Aufnahmeraum (9) des Aufnahmeelements (10) dient.

3. Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (15) zumindest einen Federarm (16, 17, 18), insbesondere mehrere Federarme (16, 17, 18), aufweist und dass der zumindest eine Federarm (16, 17, 18) im montierten Zustand gegen eine den Aufnahmeraum (9) begrenzten Innenseite (20) des Aufnahmeelements (10) vorgespannt ist.

4. Stator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (15) ein vorzugsweise geschlitztes, zumindest näherungsweise hohlzylinderförmiges Teil (21) aufweist und dass der zumindest eine Federarm (16, 17, 18) mit dem vorzugsweise geschlitzten, zumindest näherungsweise hohlzylinderförmigen Teil (21) verbunden ist, insbesondere von dem hohlzylinderförmigen Teil (21) in Richtung einer Achse des Aufnahmeraums (9) vorsteht.

5. Stator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Federarm (16, 17, 18) im montierten Zustand so gegen die Innenseite (20) des Aufnahmeelements (10) vorgespannt ist, dass eine definierte Haltekraft erzeugt ist, mit der der Temperatursensor (7) über den Federring (15) in dem Aufnahmeraum (9) des Aufnahmeelements (10) befestigt ist.

6. Stator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Federarm (16, 17, 18) zur Erzeugung der Vorspannung einen zur Innenseite des Aufnahmeelements (10) hin vorstehenden Vorsprung (16“, 17“, 18“) aufweist, der im montierten Zustand an der Innenseite (20) anliegt.

7. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Federarm (16, 17, 18) an seinem dem hohlzylinderförmigen Teil (21) abgewandten Ende einen Halteabschnitt (16‘, 17‘, 18‘) aufweist, der im montierten Zustand einem Sensormantel (22) des Temperatursensors (7) zugewandt ist und an dem Sensormantel (22) anliegt.

8. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (10) eine Hülse (25) aufweist, in der der Aufnahmeraum (9) ausgestaltet ist.

9. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, - 17 - dadurch gekennzeichnet, dass der Federarm (16, 17, 18) an seinem dem hohlzylinderförmigen Teil (21) abgewandten

Ende ein vorzugsweise haken- oder laschenförmiges Anschlagelement (26) aufweist, das das Einschieben des Federrings (15) in den Aufnahmeraum (9) des Aufnahmeelements (10) begrenzt, wobei das Anschlagelement (26) im montierten Zustand vorzugsweise teilweise außerhalb des Aufnahmeraums (9) des Aufnahmeelements (10) angeordnet ist, insbesondere am Aufnahmeelement (10) anschlägt.

10. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlzylinderförmige Teil (21) des Federrings (15) ein vorzugsweise haken- oder laschenförmiges Positionierungselement (27) aufweist, das insbesondere an einem dem Federarm abgewandten Ende des Teils (21) ausgebildet ist, und dass das Positionierungselement (27) im montierten Zustand eine Position des Temperatursensors (7) relativ zu dem Federring (15), insbesondere durch Anschlägen des Sensormantels (22) des Temperatursensors (7) an dem Positionierungselement (27), zumindest näherungsweise vorgibt.

11. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (15) zumindest im Wesentlichen aus einem Werkstoff gebildet ist, der auf einem rostfreien Stahl basiert.

12. Elektrische Maschine (3) mit einem Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche.