WO2019063207A1 - Stator einer elektrischen maschine - Google Patents

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WO2019063207A1
WO2019063207A1 PCT/EP2018/072606 EP2018072606W WO2019063207A1 WO 2019063207 A1 WO2019063207 A1 WO 2019063207A1 EP 2018072606 W EP2018072606 W EP 2018072606W WO 2019063207 A1 WO2019063207 A1 WO 2019063207A1
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WO
WIPO (PCT)
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sensor element
electrical
conductor
winding
sensor
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/072606
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Steinle
Marc Kleineluemern
Klaus Lindner
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2019063207A1 publication Critical patent/WO2019063207A1/de

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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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • 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

Definitions

  • the invention is based on a stator of an electrical machine according to the preamble of the main claim.
  • Temperature sensor is provided, which is metallically connected to a side facing the sensor element and connected to the winding head.
  • the heat transfer between the sensor element and the sensor element receptacle is not optimally designed, since between the temperature sensor and the sensor element receptacle filled with casting resin or air gap may be formed. This follows with the
  • Temperature sensor measured temperature of the temperature actually present at the winding head with a comparatively long time delay, so that a comparatively low dynamic range is present.
  • the temperature sensor by casting with the casting resin is not or only consuming interchangeable.
  • Sensor element recording completely surrounds the sensor element seen in the circumferential direction and cooperates with the sensor element by direct or indirect contact heat transfer.
  • Heat transfer surface and thereby increases the dynamic range. Besides, that is Sensor element protected in the closed sensor element recording from the effects of a provided in the stator of the electric machine cooling medium.
  • the sensor element receptacle can be embodied as an opening or bore which is provided in an electrical conductor or between two electrical conductors of the electrical winding, the one or the two electrical conductors in particular in each case as
  • Conductor ends of a conductor element of an electrical plug-in winding are provided and wherein the sensor element receptacle is in particular cylindrical or conical.
  • the first embodiment is particularly suitable for electrical plug-in windings and has the advantage that the measuring point contacted directly the conductor of the plug-in winding and the choice of the measuring point is variable.
  • the sensor element receptacle can be formed between at least one electrical conductor of the electrical winding and a metallic fastening means attached to the at least one electrical conductor, wherein the at least one electrical conductor is provided in each case as a conductor end of a conductor element of an electrical plug-in winding and wherein the sensor element receptacle is in particular cylindrical or conical.
  • the second embodiment allows a very variable choice of the measuring point.
  • the Sensorelement- recording attached as a separate component to at least one electrical conductor of the electrical winding, in particular welded or soldered, wherein the at least one electrical conductor is provided in particular as a conductor end of a conductor element of an electric plug winding and wherein the recording in particular cylindrical or conical.
  • Embodiment allows a very variable choice of the measuring point and is suitable for any type of electrical winding.
  • the sensor element may for example be glued, pressed or clamped in the sensor element receptacle according to one of the three embodiments.
  • the pinching of the sensor element in the sensor element receptacle allows a very simple replacement of the sensor element.
  • Attachment of the sensor element recording achieved on the electrical conductor may be non-positively and / or on the electrical conductor
  • the attachment means has at least one stop for abutment against an end face of the at least one associated electrical conductor. In this way, a defined position of the fastening means is achieved on the associated electrical conductor and easy mounting of the fastening means. It is also advantageous if the fastening means on the at least one
  • the sensor element receptacle designed as a separate component comprises a receptacle housing which has a bore or opening for receiving the sensor element and a receptacle
  • the attachment portion allows easy attachment of the
  • the receiving housing has a cable guide for guiding sensor wires leading to the sensor element and in particular a clamping device formed on the cable guide for clamping the sensor wires.
  • the cable guide makes it possible to guide the course of the sensor wires and with the clamping device, a strain relief for the sensor wires
  • the sensor element receptacle is surrounded or sealed by an electrical non-conductor.
  • the sensor wires can be supported and / or fixed.
  • the electrical non-conductor can mechanically stiffen the sensor element receptacle, so that the robustness of the sensor element receptacle against mounting forces and / or operating forces, for. B.
  • the electrical nonconductor can serve for sealing and capsulating as well as thermally insulating the sensor element receptacle against a cooling medium in the stator 1.
  • FIG. 1 shows a stator of an electrical machine, to which a sensor element of a temperature sensor according to an embodiment of any of Figure 2 to Figure 5 can be attached,
  • Fig.l shows a stator of an electric machine, in which a sensor element of a temperature sensor according to an embodiment of any of Figure 2 to Figure 5 can be attached.
  • the stator 1 of an electrical machine has an electrical conductor 2 comprising electrical winding 3, which at the end faces of the stator in each case a winding head 4 forms.
  • a sensor element receptacle 5 for a sensor element 8.1 of a temperature sensor 8 is provided.
  • the sensor element 8.1 of the temperature sensor 8 the temperature is detected at one of the two winding heads 4 of the stator.
  • the sensor element 8.1 can be any
  • Temperature sensor element such as an NTC or a PTC element be.
  • the sensor element 8.1 comprises an encapsulation or a
  • Sensor element housing for the protection of the sensor element 8.1 The encapsulation or the sensor element housing of the sensor element 8.1 is, for example
  • At least the inside of the sensor element receptacle 5 facing the sensor element 8.1 is metallically formed for good heat conduction and connected to one of the electrical conductors 2 of the winding head 4. According to the invention it is provided that the sensor element receptacle 5 the
  • Sensor element 8.1 of the temperature sensor 8 in the circumferential direction with respect to the temperature sensor 8 completely encloses and cooperates with the sensor element 8.1 by direct or indirect contact heat transfer.
  • the outer diameter of the sensor element 8.1 of the temperature sensor 8 may correspond, for example, approximately to the diameter of the opening of the sensor element receptacle 5.
  • the sensor element receptacle 5 is made of a metal, for example copper or a copper alloy, for good heat conduction.
  • FIG. 2 shows a sensor element receptacle 5 according to the invention according to a first exemplary embodiment.
  • the sensor element receptacle 5 is designed as an opening or bore, which is provided in an electrical conductor 2 or between two electrical conductors 2 of the electrical winding 3.
  • the electrical winding 3 is a plug-in winding, which is formed from a plurality of conductor elements 10, wherein the sensor element receptacle 5 in the region of the winding head in one of the conductor ends 11 of the conductor elements 10th or between two conductor ends 11 of two conductor elements 11 may be formed.
  • the sensor element receptacle 5 between two interconnected, for example, welded or soldered conductor ends 11 of two conductor elements 11 is formed.
  • the sensor element 8.1 of the temperature sensor 8 is inserted into the sensor element receptacle 5 and has indirect or direct contact with the sensor element receptacle 5 within the sensor element receptacle 5.
  • the sensor element receptacle 5 is adapted, for example, to the shape of the sensor element 8.1 or of the sensor element housing and may be designed, for example, cylindrical or conical.
  • At least two sensor wires 8. 2 run from the sensor element 8. 1 to the outside of the sensor element receptacle 5 and can be enclosed by a cable sheath 9.
  • the sensor element 8.1 of the temperature sensor 8 is for example in the
  • the sensor element receptacle 5 may be at least partially enclosed or sealed by an electrical non-conductor, for example a plastic, not shown.
  • an electrical non-conductor for example a plastic, not shown.
  • the sensor wires 8.2 and / or the cable sheath 9 can be supported and / or fixed by appropriate shaping. In this way, a strain relief for the sensor wires 8.2 can be achieved.
  • the electrical non-conductor can seal or encapsulate or thermally insulate the sensor element 8.1 with respect to a cooling medium in the stator 1.
  • the electrical non-conductor stiffen the sensor element recording, so that it can not be bent, or only over a small angle, for example, in places with low wall thickness; thereby can
  • the sensor element receptacle 5 is formed between at least one electrical conductor 2 of the electrical winding 3 on the one hand and a metallic fastening means 12 fastened to the at least one electrical conductor 2, 10, 11 on the other hand.
  • the electrical winding for example, a plug-in winding, wherein the
  • Sensor element receptacle 5 for example, between an arrangement of two interconnected conductor ends 11 of two conductor elements 10 and the metallic fastening means 12 is formed.
  • the sensor element receptacle 5 is formed between the fastening means 12 and a side face of the at least one electrical conductor 2, for example two electrical conductors 2, wherein the side face can be adapted to the contour of the sensor element 8.1, for example recessed or recessed in cross-section in cross section.
  • the sensor element receptacle 5 can be cylindrical or conical, as in the first embodiment.
  • the fastening means 12 encloses the associated electrical conductor or conductors 2 at least in sections and is designed, for example, in the form of a clip or a clip.
  • the fastening means 12 has, for example, at least one stop 14 for abutment against an end face of the at least one associated electrical conductor 2, in order to be able to bring the fastening means 12 to the at least one associated electrical conductor 2 in a defined position and then fasten it.
  • the fastening means 12 for example, to the at least one associated electrical conductor. 2
  • the sensor element 8.1 of the temperature sensor 8 is for example in the
  • the sensor element receptacle 5 may be at least partially enclosed or sealed by an electrical non-conductor not shown, for example, to support the cable sheath 9 or the sensor wires 8.2 and / or to fix and / or to the sensor element 8.1 with respect to a cooling medium in the first embodiment To encapsulate stator 1 or to thermally isolate it.
  • the electrical non-conductor stiffen the sensor element recording, so that it can not be bent, or only over a small angle, for example, in places with low wall thickness; As a result, damage due to assembly forces and / or operating forces (eg vibration) can be avoided.
  • 4 shows a sensor element receptacle according to the invention according to a third embodiment.
  • the sensor element receptacle 5 is added as a separate component to at least one electrical conductor 2 of the electrical winding 3, in particular welded or soldered.
  • This at least one electrical conductor 2, as in the first and second embodiments may be provided in each case as a conductor end 11 of a conductor element 10 of an electrical plug-in winding.
  • Sensor element receptacle 5 comprises a receiving housing 15, which has a bore or opening 16 for receiving the sensor element 8.1 and a mounting portion 17 for attachment to the or the associated electrical conductors 2.
  • the bore or opening 16 may be, for example, cylindrical or conical.
  • the sensor wires 9 of the temperature sensor 8 protrude from the opening 16 of the
  • the sensor element 8.1 of the temperature sensor 8 can be glued or pressed in the sensor element receptacle 5.
  • the sensor element receptacle 5, as in the first and second embodiments, may be at least partially enclosed or sealed by an electrical non-conductor, not shown, in order for example to support and / or fix the cable sheath 9 or the sensor wires 8.2 and / or the sensor element 8.1 relative to one Encapsulate cooling medium in the stator 1 or thermally isolate.
  • the electrical non-conductor stiffen the sensor element recording, so that it can not be bent, or only over a small angle, for example, in places with low wall thickness; This can prevent damage from assembly forces and / or operating forces (e.g., vibration).
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the sensor element receptacle according to FIG.
  • This alternative embodiment differs from the sensor element receptacle according to FIG. 4 in that a channel-shaped or protective-tube-shaped cable guide 18 for guiding the sensor wires 8.2 and / or the cable sheath 9 is provided on the receiving housing 15.
  • a clamping device 20 for clamping the sensor wires 8.2 and / or the cable sheath 9 may be formed on the side facing away from the sensor element 8.1 end of the cable guide 18.
  • Clamping device 20 forms a strain relief and is formed for example by an external thread 21 and by longitudinal slots 22 at the end of the cable guide 18 and a co-operating with the external thread 21 union nut 23.
  • the sensor element 8.1 of the temperature sensor 8 can be glued or pressed into the sensor element receptacle 5 or fastened by frictional engagement. Alternatively, the sensor element 8.1 of the temperature sensor 8 can also be inserted with play in the sensor element receptacle 5 and the sensor wire 8.2 can be fixed accordingly. This facilitates the replacement of the temperature sensor 8.

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Abstract

Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine bekannt, mit einer elektrische Leiter umfassenden elektrischen Wicklung, die an den Stirnseiten des Stators jeweils einen Wickelkopf bildet, wobei an einem der Wickelköpfe eine Sensorelement-Aufnahme für ein Sensorelement eines Temperatursensors vorgesehen ist, die an einer dem Sensorelement zugewandten Innenseite metallisch und mit dem Wickelkopf verbunden ist. Die Wärmeübertragung zwischen dem Sensorelement und der Sensorelement-Aufnahme ist nicht optimal gestaltet, da zwischen dem Temperatursensor und der Sensorelement-Aufnahme ein mit Gießharz oder Luft gefüllter Spalt gebildet sein kann. Dadurch folgt die mit dem Temperatursensor gemessene Temperatur der tatsächlich am Wickelkopf vorliegenden Temperatur mit einer vergleichsweise langen zeitlichen Verzögerung, so dass eine vergleichsweise geringe Messdynamik vorliegt. Außerdem ist der Temperatursensor durch das Vergießen mit dem Gießharz nicht oder nur aufwendig austauschbar. Bei dem erfindungsgemäßen Stator wird die Messdynamik der Temperaturerfassung verbessert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sensorelement-Aufnahme (5) das Sensorelement (8.1) in Umfangsrichtung gesehen vollständig umschließt und mit dem Sensorelement (8.1) durch mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt wärmeübertragend zusammenwirkt.

Description

Beschreibung Titel
Stator einer elektrischen Maschine
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Stator einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine aus der US 20130270973 A bekannt, mit einer elektrische Leiter umfassenden elektrischen Wicklung, die an den Stirnseiten des Stators jeweils einen Wickelkopf bildet, wobei an einem der
Wickelköpfe eine Sensorelement-Aufnahme für ein Sensorelement eines
Temperatursensors vorgesehen ist, die an einer dem Sensorelement zugewandten Innenseite metallisch und mit dem Wickelkopf verbunden ist. Die Wärmeübertragung zwischen dem Sensorelement und der Sensorelement-Aufnahme ist nicht optimal gestaltet, da zwischen dem Temperatursensor und der Sensorelement-Aufnahme ein mit Gießharz oder Luft gefüllter Spalt gebildet sein kann. Dadurch folgt die mit dem
Temperatursensor gemessene Temperatur der tatsächlich am Wickelkopf vorliegenden Temperatur mit einer vergleichsweise langen zeitlichen Verzögerung, so dass eine vergleichsweise geringe Messdynamik vorliegt. Außerdem ist der Temperatursensor durch das Vergießen mit dem Gießharz nicht oder nur aufwendig austauschbar.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Stator einer elektrischen Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die
Messdynamik der Temperaturerfassung verbessert, also erhöht wird, indem die
Sensorelement-Aufnahme das Sensorelement in Umfangsrichtung gesehen vollständig umschließt und mit dem Sensorelement durch mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt wärmeübertragend zusammenwirkt. Durch das vollständige Umschließen des
Sensorelementes durch die Sensorelement-Aufnahme wird die
Wärmeübertragungsfläche und dadurch die Messdynamik erhöht. Außerdem ist das Sensorelement in der geschlossenen Sensorelement-Aufnahme vor Einwirkungen durch ein im Stator der elektrischen Maschine vorgesehenes Kühlmedium geschützt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stators einer elektrischen Maschine möglich.
Nach einem vorteilhaften ersten Ausführungsbeispiel kann die Sensorelement- Aufnahme als Öffnung oder Bohrung ausgeführt sein, die in einem elektrischen Leiter oder zwischen zwei elektrischen Leitern der elektrischen Wicklung vorgesehen ist, wobei der eine bzw. die beiden elektrischen Leiter insbesondere jeweils als
Leiterenden eines Leiterelementes einer elektrischen Steckwicklung vorgesehen sind und wobei die Sensorelement-Aufnahme insbesondere zylinderförmig oder kegelförmig ist. Das erste Ausführungsbeispiel ist insbesondere für elektrische Steckwicklungen geeignet und hat den Vorteil, dass die Messstelle direkt die Leiter der Steckwicklung kontaktiert und die Wahl der Messstelle variabel ist.
Alternativ kann die Sensorelement-Aufnahme nach einem vorteilhaften zweiten Ausführungsbeispiel zwischen zumindest einem elektrischen Leiter der elektrischen Wicklung und einem an dem zumindest einen elektrischen Leiter befestigten metallischen Befestigungsmittel gebildet sein, wobei der zumindest eine elektrische Leiter insbesondere jeweils als Leiterende eines Leiterelementes einer elektrischen Steckwicklung vorgesehen ist und wobei die Sensorelement-Aufnahme insbesondere zylinderförmig oder kegelförmig ist. Das zweite Ausführungsbeispiel ermöglicht eine sehr variable Wahl der Messstelle.
Nach einem vorteilhaften dritten Ausführungsbeispiel kann die Sensorelement- Aufnahme als separates Bauteil an zumindest einem elektrischen Leiter der elektrischen Wicklung angefügt, insbesondere angeschweißt oder angelötet sein, wobei der zumindest eine elektrische Leiter insbesondere jeweils als Leiterende eines Leiterelementes einer elektrischen Steckwicklung vorgesehen ist und wobei die Aufnahme insbesondere zylinderförmig oder kegelförmig ist. Das dritte
Ausführungsbeispiel ermöglicht eine sehr variable Wahl der Messstelle und ist für jede Art von elektrischer Wicklung geeignet. Das Sensorelement kann in der Sensorelement-Aufnahme nach einem der drei Ausführungsbeispiele beispielsweise festgeklebt, eingepresst oder eingeklemmt sein. Das Einklemmen des Sensorelementes in der Sensorelement-Aufnahme ermöglicht einen sehr einfachen Austausch des Sensorelementes.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Befestigungsmittel nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel den oder die zugeordneten elektrischen Leiter zumindest abschnittsweise umschließt und insbesondere klammerförmig oder clipsförmig ausgebildet ist. Auf diese Weise wird eine sehr einfache Positionierung und
Befestigung der Sensorelement-Aufnahme an dem elektrischen Leiter erreicht. Das Befestigungsmittel kann an dem elektrischen Leiter kraftschlüssig und/oder
formschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt sein.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn das Befestigungsmittel zumindest einen Anschlag zum Anliegen an einer Stirnseite des zumindest einen zugeordneten elektrischen Leiters aufweist. Auf diese Weise wird eine definierte Position des Befestigungsmittels an dem zugeordneten elektrischen Leiter und eine leichte Montage des Befestigungsmittels erreicht. Auch vorteilhaft ist, wenn das Befestigungsmittel an dem zumindest einen
zugeordneten elektrischen Leiter befestigt, insbesondere stoffschlüssig verbunden oder durch Verformen verstemmt ist. Auf diese Weise wird eine sehr einfache
Befestigung der Sensorelement-Aufnahme an dem elektrischen Leiter erreicht. Desweiteren vorteilhaft ist, wenn die als separates Bauteil ausgeführte Sensorelement- Aufnahme nach dem dritten Ausführungsbeispiel ein Aufnahmegehäuse umfasst, das eine Bohrung oder Öffnung zur Aufnahme des Sensorelementes und einen
Befestigungsabschnitt zum Anfügen an den oder die zugeordneten elektrischen Leiter aufweist. Der Befestigungsabschnitt ermöglicht eine einfache Befestigung der
Sensorelement-Aufnahme an einer beliebigen Position des Wickelkopfes der elektrischen Wicklung.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn das Aufnahmegehäuse eine Kabelführung zur Führung von zum Sensorelement führenden Sensordrähten und insbesondere eine an der Kabelführung ausgebildete Klemmeinrichtung zur Klemmung der Sensordrähte aufweist. Die Kabelführung ermöglicht es, den Verlauf der Sensordrähte zu führen und mit der Klemmeinrichtung eine Zugentlastung für die Sensordrähte
Sensorelement-Aufnahme zu integrieren.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn die Sensorelement-Aufnahme von einem elektrischen Nichtleiter umgeben oder abgedichtet ist. An dem elektrischen Nichtleiter können die Sensordrähte gestützt und/oder fixiert werden. Zudem kann der elektrische Nichtleiter die Sensorelement-Aufnahme mechanisch versteifen, so dass die Robustheit der Sensorelement-Aufnahme gegen Montagekräfte und /oder Betriebskräfte, z. B.
Vibrationen, erhöht wird. Außerdem kann der elektrische Nichtleiter dem Abdichten und Kapseln sowie dem thermischen Isolieren der Sensorelement-Aufnahme gegenüber einem Kühlmedium im Stator 1 dienen.
Zeichnung Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. zeigt einen Stator einer elektrischen Maschine, an dem ein Sensorelement eines Temperatursensors gemäß einem Ausführungsbeispiel nach einer der Fig.2 bis Fig.5 befestigt werden kann,
eine erfindungsgemäße Sensorelement-Aufnahme nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
eine erfindungsgemäße Sensorelement-Aufnahme nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
eine erfindungsgemäße Sensorelement-Aufnahme nach einem dritten Ausführungsbeispiel und
eine alternative Ausführungsform der Sensorelement-Aufnahme nach Fig.4.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig.l zeigt einen Stator einer elektrischen Maschine, bei dem ein Sensorelement eines Temperatursensors gemäß einem Ausführungsbeispiel nach einer der Fig.2 bis Fig.5 befestigt werden kann. Der Stator 1 einer elektrischen Maschine weist eine elektrische Leiter 2 umfassende elektrische Wicklung 3 auf, die an den Stirnseiten des Stators jeweils einen Wickelkopf 4 bildet. An einem der Wickelköpfe 4 des Stators 1 ist eine Sensorelement-Aufnahme 5 für ein Sensorelement 8.1 eines Temperatursensors 8 vorgesehen. Mit dem
Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 wird die Temperatur an einem der beiden Wickelköpfe 4 des Stators erfasst. Das Sensorelement 8.1 kann ein beliebiges
Temperatur-Sensorelement, beispielsweise ein NTC- oder ein PTC- Element, sein. Beispielsweise umfasst das Sensorelement 8.1 eine Kapselung bzw. ein
Sensorelementgehäuse zum Schutz des Sensorelementes 8.1. Die Kapselung bzw. das Sensorelementgehäuse des Sensorelementes 8.1 ist beispielsweise
zylinderförmig, kegelförmig oder quaderförmig.
Zumindest die dem Sensorelement 8.1 zugewandte Innenseite der Sensorelement- Aufnahme 5 ist zur guten Wärmeleitung metallisch ausgebildet und mit einem der elektrischen Leiter 2 des Wickelkopfes 4 verbunden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sensorelement-Aufnahme 5 das
Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 in Umfangsrichtung bezüglich dem Temperatursensor 8 gesehen vollständig umschließt und mit dem Sensorelement 8.1 durch mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt wärmeübertragend zusammenwirkt. Der Außendurchmesser des Sensorelementes 8.1 des Temperatursensors 8 kann beispielsweise etwa dem Durchmesser der Öffnung der Sensorelement-Aufnahme 5 entsprechen.
Durch das vollständige Umschließen des Sensorelementes 8.1 durch die
Sensorelement-Aufnahme 5 wird die Wärmeübertragungsfläche und dadurch die Messdynamik erhöht. Die Sensorelement-Aufnahme 5 ist zur guten Wärmeleitung aus einem Metall, beispielsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung, hergestellt.
Fig.2 zeigt eine erfindungsgemäße Sensorelement-Aufnahme 5 nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Sensorelement-Aufnahme 5 als Öffnung oder Bohrung ausgeführt, die in einem elektrischen Leiter 2 oder zwischen zwei elektrischen Leitern 2 der elektrischen Wicklung 3 vorgesehen ist. Nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Wicklung 3 eine Steckwicklung, die aus einer Vielzahl von Leiterelementen 10 gebildet ist, wobei die Sensorelement-Aufnahme 5 im Bereich des Wickelkopfes in einem der Leiterenden 11 eines der Leiterelemente 10 oder zwischen zwei Leiterenden 11 zweier Leiterelemente 11 gebildet sein kann. Nach Fig.2 ist die Sensorelement-Aufnahme 5 zwischen zwei miteinander verbundenen, beispielsweise verschweißten oder verlöteten Leiterenden 11 zweier Leiterelemente 11 gebildet. Das Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 ist in die Sensorelement- Aufnahme 5 eingesteckt und hat innerhalb der Sensorelement-Aufnahme 5 mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt zur Sensorelement-Aufnahme 5. Die Sensorelement- Aufnahme 5 ist beispielsweise angepasst an die Form des Sensorelementes 8.1 bzw. des Sensorelementgehäuses und kann beispielsweise zylinderförmig oder kegelförmig ausgeführt sein.
Von dem Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 ausgehend verlaufen zumindest zwei Sensordrähte 8.2, die von dem Sensorelement 8.1 nach außerhalb der Sensorelement-Aufnahme 5 verlaufen und von einem Kabelmantel 9 umschlossen sein können. Das Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 ist beispielsweise in die
Sensorelement-Aufnahme 5 eingeklebt oder eingepresst. Alternativ kann das
Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 auch mit Spiel in die Sensorelement- Aufnahme 5 eingelegt und der Sensordraht 8.2 entsprechend fixiert sein. Die Sensorelement-Aufnahme 5 kann von einem nicht dargestellten elektrischen Nichtleiter, beispielsweise einem Kunststoff, zumindest teilweise umschlossen oder abgedichtet sein. An dem elektrischen Nichtleiter können die Sensordrähte 8.2 und/oder der Kabelmantel 9 durch entsprechende Ausformung gestützt und/oder fixiert werden. Auf diese Weise kann auch eine Zugentlastung für die Sensordrähte 8.2 erreicht werden. Desweiteren kann der elektrische Nichtleiter das Sensorelement 8.1 gegenüber einem Kühlmedium im Stator 1 abdichten oder kapseln oder thermisch isolieren. Außerdem kann der elektrische Nichtleiter die Sensorelement-Aufnahme versteifen, sodass diese, beispielsweise an Stellen mit geringer Wandstärke, nicht oder nur über einen kleinen Winkel gebogen werden kann; hierdurch können
Schädigungen durch Montage- Kräfte und / oder Betriebskräfte (z.B. Vibration) vermieden werden.
Fig.3 zeigt eine erfindungsgemäße Sensorelement-Aufnahme nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Sensorelement-Aufnahme 5 zwischen zumindest einem elektrischen Leiter 2 der elektrischen Wicklung 3 einerseits und einem an dem zumindest einen elektrischen Leiter 2,10,11 befestigten metallischen Befestigungsmittel 12 andererseits gebildet. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Wicklung 3 beispielsweise eine Steckwicklung, wobei die
Sensorelement-Aufnahme 5 beispielsweise zwischen einer Anordnung von zwei miteinander verbundenen Leiterenden 11 zweier Leiterelemente 10 und dem metallischen Befestigungsmittel 12 gebildet ist. Die Sensorelement-Aufnahme 5 ist zwischen dem Befestigungsmittel 12 und einer Seitenfläche des zumindest einen elektrischen Leiters 2, beispielsweise zweier elektrischer Leiter 2, gebildet, wobei die Seitenfläche an die Kontur des Sensorelementes 8.1 angepasst, beispielsweise im Querschnitt teilkreisförmig ausgespart oder vertieft sein kann. Die Sensorelement- Aufnahme 5 kann wie beim ersten Ausführungsbeispiel zylinderförmig oder kegelförmig sein. Das Befestigungsmittel 12 umschließt den oder die zugeordneten elektrischen Leiter 2 zumindest abschnittsweise und ist beispielsweise klammerförmig oder clipsförmig ausgebildet. Das Befestigungsmittel 12 hat beispielsweise zumindest einen Anschlag 14 zum Anliegen an einer Stirnseite des zumindest einen zugeordneten elektrischen Leiters 2, um das Befestigungsmittel 12 an dem zumindest einen zugeordneten elektrischen Leiter 2 in eine definierte Position zu bringen und anschließend befestigen zu können. Zum Befestigen wird das Befestigungsmittel 12 beispielsweise an den zumindest einen zugeordneten elektrischen Leiter 2
angeschweißt oder durch Verformen mit diesem verstemmt.
Das Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 ist beispielsweise in die
Sensorelement-Aufnahme 5 eingeklebt oder eingepresst.
Die Sensorelement-Aufnahme 5 kann wie im ersten Ausführungsbeispiel von einem nicht dargestellten elektrischen Nichtleiter zumindest teilweise umschlossen oder abgedichtet sein, um beispielsweise den Kabelmantel 9 oder die Sensordrähte 8.2 zu stützen und/oder zu fixieren und/oder um das Sensorelement 8.1 gegenüber einem Kühlmedium im Stator 1 zu kapseln oder thermisch zu isolieren. Außerdem kann der elektrische Nichtleiter die Sensorelement-Aufnahme versteifen, sodass diese, beispielsweise an Stellen mit geringer Wandstärke, nicht oder nur über einen kleinen Winkel gebogen werden kann; hierdurch können Schädigungen durch Montage- Kräfte und / oder Betriebskräfte (z.B. Vibration) vermieden werden. Fig.4 zeigt eine erfindungsgemäße Sensorelement-Aufnahme nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Sensorelement-Aufnahme 5 als separates Bauteil an zumindest einen elektrischen Leiter 2 der elektrischen Wicklung 3 angefügt, insbesondere angeschweißt oder angelötet. Dieser zumindest eine elektrische Leiter 2 kann wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel jeweils als Leiterende 11 eines Leiterelementes 10 einer elektrischen Steckwicklung vorgesehen sein. Die
Sensorelement-Aufnahme 5 umfasst ein Aufnahmegehäuse 15, das eine Bohrung oder Öffnung 16 zur Aufnahme des Sensorelementes 8.1 und einen Befestigungsabschnitt 17 zum Anfügen an den oder die zugeordneten elektrischen Leiter 2 aufweist. Die Bohrung oder Öffnung 16 kann beispielsweise zylinderförmig oder kegelförmig sein. Die Sensordrähte 9 des Temperatursensors 8 ragen aus der Öffnung 16 des
Aufnahmegehäuses 15 heraus. Das Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 kann in der Sensorelement-Aufnahme 5 eingeklebt oder eingepresst sein.
Die Sensorelement-Aufnahme 5 kann wie im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel von einem nicht dargestellten elektrischen Nichtleiter zumindest teilweise umschlossen oder abgedichtet sein, um beispielsweise den Kabelmantel 9 oder die Sensordrähte 8.2 zu stützen und/oder zu fixieren und/oder um das Sensorelement 8.1 gegenüber einem Kühlmedium im Stator 1 zu kapseln oder thermisch zu isolieren. Außerdem kann der elektrische Nichtleiter die Sensorelement-Aufnahme versteifen, sodass diese, beispielsweise an Stellen mit geringer Wandstärke, nicht oder nur über einen kleinen Winkel gebogen werden kann; hierdurch können Schädigungen durch Montage- Kräfte und / oder Betriebskräfte (z.B. Vibration) vermieden werden.
Fig.5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Sensorelement-Aufnahme nach Fig.4.
Diese alternative Ausführung unterscheidet sich gegenüber der Sensorelement- Aufnahme nach Fig.4 darin, dass am Aufnahmegehäuse 15 eine kanalförmige oder schutzrohrförmige Kabelführung 18 zur Führung der Sensordrähte 8.2 und/oder des Kabelmantels 9 vorgesehen ist. Zusätzlich kann an dem dem Sensorelement 8.1 abgewandten Ende der Kabelführung 18 eine Klemmeinrichtung 20 zur Klemmung der Sensordrähte 8.2 und/oder des Kabelmantels 9 ausgebildet sein. Die
Klemmeinrichtung 20 bildet eine Zugentlastung und wird beispielsweise durch ein Außengewinde 21 und durch Längsschlitze 22 am Ende der Kabelführung 18 sowie einer mit dem Außengewinde 21 zusammenwirkenden Überwurfmutter 23 gebildet. Das Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 kann in der Sensorelement- Aufnahme 5 eingeklebt oder eingepresst oder durch Reibschluss befestigt sein. Alternativ kann das Sensorelement 8.1 des Temperatursensors 8 auch mit Spiel in d Sensorelement-Aufnahme 5 eingelegt und der Sensordraht 8.2 entsprechend fixiert sein. Dies erleichtert den Austausch des Temperatursensors 8.

Claims

Ansprüche
1. Stator (1) einer elektrischen Maschine mit einer elektrische Leiter (2) umfassenden elektrischen Wicklung (3), die an den Stirnseiten des Stators (1) jeweils einen
Wickelkopf (4) bildet, wobei an einem der Wickelköpfe (4) eine Sensorelement- Aufnahme (5) für ein Sensorelement (8.1) eines Temperatursensors (8) vorgesehen ist, die zumindest an einer dem Sensorelement (8.1) zugewandten Innenseite metallisch und mit dem Wickelkopf (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelement-Aufnahme (5) das Sensorelement (8.1) in Umfangsrichtung gesehen vollständig umschließt und mit dem Sensorelement (8.1) durch mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt wärmeübertragend
zusammenwirkt.
2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelement- Aufnahme (5) als Öffnung oder Bohrung ausgeführt ist, die in einem elektrischen Leiter (2) oder zwischen zwei elektrischen Leitern (2) der elektrischen Wicklung (3) vorgesehen ist, wobei der eine bzw. die beiden elektrischen Leiter (2)
insbesondere jeweils als Leiterenden (11) eines Leiterelementes (10) einer elektrischen Steckwicklung (3) vorgesehen sind und wobei die Sensorelement-
Aufnahme (5) insbesondere zylinderförmig oder kegelförmig ist.
3. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelement- Aufnahme (5) zwischen zumindest einem elektrischen Leiter (2) der elektrischen Wicklung (3) und einem an dem zumindest einen elektrischen Leiter (2) befestigten metallischen Befestigungsmittel (12) gebildet ist, wobei der zumindest eine elektrische Leiter (2) insbesondere jeweils als Leiterende (11) eines
Leiterelementes (10) einer elektrischen Steckwicklung (3) vorgesehen ist und wobei die Sensorelement-Aufnahme (5) insbesondere zylinderförmig oder kegelförmig ist.
4. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelement- Aufnahme (5) als separates Bauteil an zumindest einem elektrischen Leiter (2) der elektrischen Wicklung (3) angefügt, insbesondere angeschweißt oder angelötet ist, wobei der zumindest eine elektrische Leiter (2) insbesondere jeweils als
Leiterende (11) eines Leiterelementes (10) einer elektrischen Steckwicklung (3) vorgesehen ist und wobei die Sensorelement-Aufnahme (5) insbesondere zylinderförmig oder kegelförmig ist.
5. Stator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (12) den oder die zugeordneten elektrischen Leiter (2) zumindest abschnittsweise umschließt und insbesondere klammerförmig oder clipsförmig ausgebildet ist.
6. Stator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (12) zumindest einen Anschlag (14) zum Anliegen an einer Stirnseite des zumindest einen zugeordneten elektrischen Leiters (2) aufweist.
7. Stator nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (12) an dem zumindest einen zugeordneten elektrischen Leiter (2) befestigt, insbesondere stoffschlüssig verbunden oder durch Verformen verstemmt ist.
8. Stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als separates Bauteil ausgeführte Sensorelement-Aufnahme (5) ein Aufnahmegehäuse (15) umfasst, das eine Bohrung oder Öffnung (16) zur Aufnahme des Sensorelementes (8.1) und einen Befestigungsabschnitt (17) zum Anfügen an den oder die zugeordneten elektrischen Leiter (2) aufweist.
9. Stator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegehäuse (15) eine Kabelführung (18) zur Führung von zum Sensorelement (8.1) führenden Sensordrähten (8.2) und insbesondere eine an der Kabelführung (18) ausgebildete
Klemmeinrichtung (20) zur Klemmung der Sensordrähte (8.2) aufweist.
10. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelement-Aufnahme (5) von einem elektrischen Nichtleiter umgeben und/oder abgedichtet ist.
11. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (8.1) eine Kapselung bzw. ein Sensorelementgehäuse zum Schutz des Sensorelementes (8.1) umfasst.
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