WO2020216594A1 - Stator einer elektrischen maschine mit tauschbarem temperatursensor - Google Patents

Stator einer elektrischen maschine mit tauschbarem temperatursensor Download PDF

Info

Publication number
WO2020216594A1
WO2020216594A1 PCT/EP2020/059334 EP2020059334W WO2020216594A1 WO 2020216594 A1 WO2020216594 A1 WO 2020216594A1 EP 2020059334 W EP2020059334 W EP 2020059334W WO 2020216594 A1 WO2020216594 A1 WO 2020216594A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator
electrical
area
receiving area
electrical machine
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/059334
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten Rohwer
Luiz-Alexandre Colodel
Paul Esse
Klaus Lindner
Quang Nam NGUYEN
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
Priority to CN202080031068.XA priority Critical patent/CN113692688A/zh
Publication of WO2020216594A1 publication Critical patent/WO2020216594A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/04—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
    • G01K13/08—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies in rotary movement

Definitions

  • the present invention relates to a stator of an electrical machine.
  • the stator is designed in particular in such a way that a temperature sensor can be exchanged in a simple manner.
  • the rotor and stator of the electrical machine can thus be protected from temperatures, with the measured temperature in particular also being able to flow into a torque control of the electrical machine.
  • the inventive stator of an electrical machine enables an exchangeable concept for the temperature sensor.
  • Temperature sensor can be easily exchanged several times if necessary.
  • the dismantling of bearing supports is avoided. Simplified handling of the temperature sensor is also made possible. This is achieved in particular in that the temperature sensor is easily accessible. At the same time it is achieved that the temperature sensor is optimal
  • the stator of an electrical machine has an electrical winding comprising electrical conductors.
  • the winding is particularly advantageous as
  • the stator has a sensor holder.
  • the sensor holder comprises a metallic receiving area and a metallic fastening area.
  • the receiving area is designed to receive a temperature sensor.
  • the fastening area is formed on at least one electrical conductor of the end winding.
  • the receiving area and the fastening area are preferably connected to one another in a thermally conductive manner, so that the temperature prevailing at the end winding can be determined by means of the temperature sensor.
  • the entire sensor holder is preferably made from the same metallic material.
  • the receiving area is opposite to the stator axis
  • Winding head in the axial direction This enables, in particular, simple and inexpensive access to the temperature sensor.
  • the temperature sensor is not attached directly to the end winding, but is rather distant from it. Safe and reliable detection of the temperature of the winding head is nevertheless made possible.
  • the temperature sensor can preferably be exchanged with little effort. This makes it possible, in particular, to design the electrical machine for high mileage, since replacement of the temperature sensor in the event of a defect is simple and easy.
  • complex wiring of a new sensor after an exchange can also be simplified.
  • the use of the sensor holder also enables a reduction in creepage distances and / or air distances in connection with the winding.
  • the sensor holder can be used for all types of circuits of the electrical machine, in particular for both
  • the sensor holder preferably comprises a likewise metallic,
  • the arm area extends between the receiving area and the fastening area and in particular enables heat conduction.
  • the Projecting of the receiving area with respect to the winding head as described above is achieved in particular by the arm area, which the
  • the receiving area spatially separates from the fastening area, but nevertheless allows heat transfer.
  • the arm region extends at least partially radially with respect to the stator axis.
  • Sensor holder are in particular formed in one piece.
  • the sensor holder is particularly advantageously designed as a stamped and bent part. As a result, the sensor holder can be produced easily and with little effort. At the same time, the sensor holder has a high thermal conductivity, so that an unadulterated temperature measurement is possible.
  • the receiving area preferably has a casing which is particularly advantageously designed as an electrical insulator and / or made of plastic.
  • a casing which is particularly advantageously designed as an electrical insulator and / or made of plastic.
  • the casing does not lie directly on the receiving area, so that an elastic expansion of the receiving area, in particular hollow-cylindrical, is made possible.
  • a hollow cylindrical gap thus advantageously remains between at least part of the receiving area and the casing. Due to the sheathing, the receiving area is electrically insulated and, in particular, also protected from external influences.
  • the sheathing can also be implemented by attaching a separate plastic sleeve.
  • the casing has a
  • Lid section an enclosing area and a predetermined breaking point.
  • the cover section is used to close the receiving area, the
  • Containment area is used to enclose the
  • the predetermined breaking point lies between the cover section and the surrounding area.
  • the enclosing area enables in particular the shielding function of the receiving area.
  • the cover section prevents foreign bodies from entering the receiving area. If, on the other hand, the temperature sensor is to be used, then the
  • Temperature measurement would be falsified.
  • a preferably present, previously described, spring action of the receiving area is prevented, so that on the one hand it is no longer possible to hold the temperature sensor in a force-locking manner, but on the other hand there is also the risk that tolerance compensation will occur if there are different
  • Temperature sensors can no longer be performed reliably. This also leads to a deterioration and / or falsification of the measured temperature.
  • the cover section prevents resin from entering the receiving area or the gap between the receiving area and the surrounding area of the casing. Thus, the above-described adverse effects are reliably prevented. If the stator is completely impregnated, the breaking point can cause the
  • Cover section can be removed in order to insert the temperature sensor can.
  • the electrical conductors of the winding preferably have electrical conductor elements for producing an electrical plug-in winding and at least one electrical connection element.
  • the electrical connector serves as a
  • the fastening area is advantageously attached to the electrical connecting element in a form-fitting and / or force-fitting manner and / or materially.
  • the fastening area is particularly advantageously welded or soldered to the electrical connecting element.
  • the electrical connection element is in particular part of the winding head.
  • the electrical conductors of the winding have conductor elements for producing a plug-in winding, the fastening area being fastened directly to at least one conductor element.
  • the fastening area is preferably fastened to the conductor element in a form-fitting and / or force-fitting and / or material-fitting manner.
  • this is particularly advantageous when no star-shaped interconnection and thus no connecting element as described above is provided.
  • the fastening area is preferably welded and / or soldered to the conductor element. Otherwise, the same advantages result as described above.
  • the fastening area enables a
  • Temperature sensor can be exchanged easily and with little effort.
  • the fastening area and the electrical conductor to which the fastening area is fastened are particularly preferably surrounded at least partially by a common extrusion coating.
  • This encapsulation is used in particular for electrical insulation and for shielding the encapsulated area from external influences.
  • encapsulating the electrical conductor is a common process if it is the connecting element described above. This usual process is therefore not impaired by the attachment of the sensor holder and enables additional overmolding of at least the fastening area of the sensor holder.
  • the receiving area is preferably designed to be elastically resilient.
  • the receiving area is particularly advantageous in the shape of a hollow cylinder.
  • the temperature sensor is to be held positively.
  • the temperature sensor which is in particular cylindrical, can be pushed into the hollow cylindrical shape of the receiving area. Inserting the
  • Temperature sensor in the receiving area causes an elastic widening of the receiving area, whereby an elastic restoring force on the
  • the temperature sensor works so that it is held positively.
  • the temperature sensor can thus be exchanged easily and with little effort, on the one hand, and on the other hand it is optimally held and attached for optimal temperature transmission.
  • the invention also relates to an electrical machine.
  • the electrical machine has a stator as described above and a rotor.
  • the stator is attached to a housing.
  • the rotor can be driven by the stator and is mounted on a bearing bracket via a bearing arrangement, the bearing bracket being attached to the housing.
  • the bearing arrangement comprises, in particular, a roller bearing or a sliding bearing, the bearing arrangement serving to support the rotor on the bearing carrier.
  • the sensor holder in particular the receiving area, protrudes into the opening or protrudes through the opening.
  • the sensor holder in particular the receiving area, protrudes through this opening in a particularly advantageous manner.
  • the sensor holder preferably extends through the opening.
  • the protruding through the opening or the protruding into the opening is achieved by the axial protrusion of the sensor holder over the winding head.
  • the temperature sensor held by the sensor holder can thus be exchanged easily and with little effort. In particular, it is not necessary to dismantle the bearing bracket and the associated expense. Such dismantling would include removing at least one bearing bracket, thereby creating a
  • An electrical connection element is advantageously provided which is used to electrically connect the winding to further electrical components outside the electrical machine.
  • the electrical connection element advantageously runs through the opening in the bearing bracket. The opening is therefore already present in the electrical machine in particular.
  • the temperature sensor to be attached to an area of the electrical machine where the electrical machine is easily accessible, so that the temperature sensor can easily be replaced.
  • a housing cover is preferably provided which serves to cover the opening and the bearing arrangement.
  • the housing cover preferably does not fulfill any supporting function on the electrical machine, but is merely a cover element.
  • the temperature sensor can be exchanged easily and with little effort by simply removing the housing cover, since it only has to be removed from the sensor holder protruding through the opening in the bearing carrier. A new temperature sensor can be inserted into the receiving area of the sensor holder just as easily and with little effort.
  • the housing is preferably designed in the shape of a hollow cylinder or pot.
  • the stator is received in the hollow cylindrical housing.
  • the front of the housing is covered by the bearing bracket.
  • the Hollow cylindrical shape of the housing is provided that a bearing bracket is arranged on each end on both sides.
  • advantageously only one bearing bracket has the described opening through which the temperature sensor protrudes. But it would also be possible to have at least one at a time
  • Temperature sensor can be exchanged easily and with little effort, since access to the temperature sensor is made possible easily and with little effort.
  • Figure 1 is a first schematic view of an electrical machine according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 shows a second schematic view of an electrical machine according to an embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a third schematic view of an electrical machine according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a fourth schematic view of an electrical machine according to an exemplary embodiment of the invention
  • Figure 5 is a schematic view of a connecting element
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of the connecting element with the sensor holder of the electrical machine according to an exemplary embodiment of the invention
  • Figure 7a to 7d are schematic views of the production of the sensor holder of the electrical machine according to an embodiment of the invention
  • Figure 8 is a schematic view of the rotor of the electrical
  • FIG. 9 shows a further schematic view of a sensor holder of the electrical machine according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 10 is yet another view of a sensor holder of
  • Figure 11 is a schematic view of a stator of the electrical
  • Figure 12 is a schematic sectional view of a sensor holder
  • FIG. 13 shows a three-dimensional representation of the sensor holder
  • FIG. 14 shows a schematic representation of the connecting element with a sheathed sensor holder.
  • FIG 1 shows schematically a view of an electrical machine 1 according to an embodiment of the invention.
  • FIGS. 2 and 3 show schematic details of the electrical machine 1 according to a
  • FIGS. 1 to 3 have slight variations, a basic overall concept being explained below.
  • Figure 4 shows schematically as a schematic sketch Structure of the electrical machine 1. In the following, FIGS. 1 to 4 are described together.
  • FIGS. 1 to 4 show an electrical machine 1, comprising a housing 3, with a stator 2 being mounted in the housing 3, which extends along a stator axis 100.
  • the stator 2 serves to drive a rotor 4, the stator 2 having a winding 8 comprising electrical conductors 16, 21.
  • This winding 8 forms an angled head 9 on at least one end face of the stator 2, in particular on both end faces.
  • a temperature measurement is to take place over end winding 9.
  • the winding 8 is designed in particular as a plug-in winding.
  • the electrical conductors 16, 21 have rigid, U-shaped or I-shaped electrical conductors
  • the housing 3 is, as shown in Figures 1 to 3, advantageously hollow cylindrical. However, a pot shape as indicated schematically in FIG. 4 can also be provided. In any case there is at least one
  • Bearing bracket 5 is provided, which serves to cover the housing 3 at the end.
  • the bearing bracket 5 serves to accommodate a bearing arrangement 20, via which the rotor 4 is mounted on the bearing bracket 5. If the electrical machine 1 is to be assembled, the stator 2 must first be fitted in the housing 3, the rotor 4 then being introduced into the stator 2 and bearing on the at least one bearing bracket 5.
  • the bearing carrier 5 has an opening 7 through which access to the end winding 9 of the stator 2 is made possible.
  • an electrical connection element 17 runs through the opening 7.
  • the electrical connection element 17 is used to make electrical contact between the winding 8 of the stator 2 and external components outside the electrical machine 1.
  • FIGS. 1 to 3 it is provided as an example that a three-phase drive is formed , so that the electrical machine 1 has three electrical connection elements 17.
  • the formation of the opening 7 in the bearing bracket 5 enables the electrical contact to be made easily and with little effort.
  • the opening 7 is together with the bearing arrangement 20 of one
  • Housing cover 7 covered. In contrast to the housing 3 and the bearing bracket 5, this housing cover 6 has no supporting function. The housing cover 6 can thus be dismantled easily and with little effort, in particular in order to achieve easy access to the electrical connection elements 17 and the bearing arrangement 20.
  • a sensor holder 10 is also provided on the end winding 9 of the rotor 1.
  • the sensor holder 10 is used to hold a
  • Temperature sensor 14 so that the temperature sensor 14 can be attached to the electrical machine 1 easily and with little effort.
  • the housing cover 6 In order to mount the temperature sensor 14, only the housing cover 6 has to be dismantled, whereby an assembly and thus also an exchange of the
  • Temperature sensor 14 is made possible easily and with little effort. In particular, it is avoided that the bearing bracket 5 and thus the bearing arrangement 20 have to be dismantled.
  • the simplified mountability and interchangeability of the temperature sensor 14 is made possible by the fact that the sensor holder 10 starting from the
  • the sensor holder 10 thus protrudes over the stator 1 in the axial direction with respect to the stator axis 100.
  • the attachment of the sensor holder 10 can be done in different ways, in particular from the
  • Interconnection of the electrical conductors 16, 21 to form the winding 8 of the stator 2 can be dependent. For example, different connections can be made, depending on whether a triangular connection or
  • Figures 5 to 7 show a variant in which there is a star connection.
  • the electrical conductors 16, 21 have both the conductor elements 21 described and a connecting element 16, the
  • Conductor elements 21 formed plug-in winding is used.
  • the connecting element 16 is preferably directly connected to the previously described electrical
  • Connecting elements 17 are electrically connected in order to provide a three-phase electrical machine 1 in the exemplary embodiment shown.
  • FIG. 5 shows a three-dimensional view of the connecting element 16 together with the sensor holder 10.
  • FIG. 6 shows a sectional view in particular through that region of the connecting element 16 to which the sensor holder 10 is attached. As shown in Figures 5 and 6, includes
  • Sensor holder 10 has a receiving area 11 which is provided for receiving the temperature sensor 14. Adjoining the receiving area 10 is an arm area 13 which connects the receiving area 11 to a fastening area 12. The sensor holder 10 is coupled to the connecting element 16 at the fastening area 12.
  • the sensor holder 10 is plugged onto an area of the connecting element 16 via the connecting area 12 and advantageously with the
  • Connecting element 16 welded or soldered. In this way, a metallic contact is preferably produced, so that an optimal
  • Attachment area 12 is present. Since advantageously the
  • the fastening area 12, the receiving area 11 and the arm area 13 are made in one piece from a metallic material, so that heat can be optimally transferred from the connecting element 16 to the
  • Recording area 11 take place.
  • the temperature measured at the receiving area 11 thus corresponds, at least with sufficient accuracy for the present invention, to the temperature at the connecting element 16. Since the connecting element 16 is attached directly to conductors of the end winding 9, a temperature of the end winding can be detected.
  • the connecting element 16 advantageously has an extrusion coating 18. This encapsulation surrounds at least a portion of the
  • the encapsulation 18 is a common encapsulation which also encloses the fastening area 12 of the sensor holder 10.
  • the connection point is advantageously between
  • the receiving area 11 is advantageously surrounded by a casing 15.
  • the receiving area 11 is designed in the shape of a hollow cylinder and preferably enables the temperature sensor 14 to be received in a non-positive manner means that the hollow cylindrical receiving area 11 is designed to be resilient, so that the receiving area 11 is expanded by inserting the cylindrical temperature sensor 14. This creates an elastic restoring force, by means of which the temperature sensor 14 is held in a non-positive manner. This applies in particular to different sizes of the temperature sensor 14, so that tolerance compensation is possible. As a result, the sensor holder 10 is suitable for different temperature sensors 14 and thus enables the temperature sensor 14 to be exchanged in a simple manner.
  • FIGS. 7a to 7d show different views of the manufacturing process of the sensor holder 10.
  • the sensor holder 10 is manufactured as a stamped sheet metal part.
  • FIG. 7a shows the punched out starting material. This is shaped by bending in such a way that, on the one hand, the hollow cylindrical shape of the
  • the fastening area 12 is shaped depending on the requirements. As shown in Figure 7b, the
  • Fastening area 12 designed, this on an area of the
  • the arm area 13 ensures that the receiving area 11 and the
  • FIG. 7c shows the application of the sheathing 15.
  • the sheathing 15 serves to electrically isolate the receiving area 11 and thus also to protect the receiving area 11 from external influences.
  • FIG. 7d shows the connection of the connecting element 16 and the sensor holder 10 by the fastening area 12 on one
  • FIG. 8 shows an alternative embodiment and use of the
  • FIGS. 9 and 10 show this
  • the basic division into fastening area 12, arm area 13 and receiving area 11 remains.
  • at least the fastening area 12 is configured differently in order to enable a corresponding fastening to the conductor element 21.
  • the gap X which remains between the casing 15 and the receiving area 11, can also be seen in FIG.
  • the receiving area 11 can be widened through this gap X when the temperature sensor 14 is inserted. This means that the
  • Temperature sensor 14 by an elastic restoring force of the
  • Recording area 11 allows.
  • the receiving area 11 can be elastically deformed independently of the casing 15.
  • FIGS. 11 to 14 show a further alternative
  • Impregnation tool 19 the stator 2 is impregnated, preferably by means of resin. In this way, the stator 2 can be electrically insulated.
  • the casing 15 is modified.
  • the casing 15 has a cover section 15a, an enclosing area 15b and a predetermined breaking point 15c in between.
  • the surrounding area 15b assumes the same function that was shown in the previous figures and described above. This means that the
  • Enclosing area 15b electrically isolates the receiving area 11 and in particular shields it from external influences.
  • the cover section 15a serves to close the receiving area 11. If impregnation is carried out by means of the impregnation tool 19, the resin is prevented from penetrating into the receiving area 11 and / or the gap X. The penetration of other foreign bodies into the gap X and / or is also possible the receiving area 11 prevents. This is shown in particular in FIGS. 12 and 13.
  • the cover section can be opened by breaking the predetermined breaking point 15c
  • Impregnation tool 19 take place. Finally, only the predetermined breaking point 15c has to be broken.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator (2) einer elektrischen Maschine (1), aufweisend eine Statorachse (100), eine elektrische Leiter (16, 21) aufweisende elektrische Wicklung (8), die an Stirnseiten des Stators (2) jeweils einen Wickelkopf (9) bildet, und eine Sensorhalterung (10) mit einem metallischen Aufnahmebereich (11) zur Aufnahme eines Temperatursensors (14) und einem metallischen Befestigungsbereich (12), wobei der Befestigungsbereich (12) an zumindest einem elektrischen Leiter (16, 21) des Wickelkopfs (9) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (11) gegenüber dem Wickelkopf (9) in bezüglich der Statorachse (100) axialer Richtung vorsteht.

Description

Beschreibung
Titel
Stator einer elektrischen Maschine mit tauschbarem Temperatursensor
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator einer elektrischen Maschine. Der Stator ist insbesondere derart ausgebildet, dass ein Temperatursensor auf einfache Art und Weise austauschbar ist.
Aus dem Stand der Technik sind elektrische Maschinen bekannt. Bei solchen elektrischen Maschinen ist ein Stator vorhanden, der elektrische Leiter aufweist, die eine elektrische Wicklung bilden. In der US 2013/270973 A1 ist eine elektrische Maschine beschrieben, bei der die elektrische Wicklung an den Stirnseiten des Stators jeweils einen Wickelkopf bildet. An einem der Wickelköpfe ist eine Sensorelementaufnahme für einen Temperatursensor vorgesehen. Auf diese Weise kann eine Temperatur des Stators ermittelt werden, die
insbesondere zur Ansteuerung der elektrischen Maschine notwendig ist. Somit können Rotor und Stator der elektrischen Maschine gegenüber Temperaturen geschützt werden, wobei die gemessene Temperatur insbesondere auch in eine Drehmomentregelung der elektrischen Maschine einfließen kann.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Stator einer elektrischen Maschine ermöglicht ein tauschbares Konzept für den Temperatursensor. Dabei kann der
Temperatursensor bei Bedarf mehrmalig und einfach getauscht werden.
Insbesondere ist dabei die Demontage von Lagerträgern vermieden. Ebenso ist eine vereinfachte Handhabung des Temperatursensors ermöglicht. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Temperatursensor einfach zugänglich ist. Gleichzeitig wird erreicht, dass der Temperatursensor eine optimale
Temperaturmessung ermöglicht. Der Stator einer elektrischen Maschine weist eine elektrische Leiter umfassende elektrische Wicklung auf. Besonders vorteilhaft ist die Wicklung als
Steckwicklung ausgebildet, bei der starre, insbesondere U-förmige,
Leiterelemente in einen Statorgrundkörper eingesteckt und anschließend elektrisch miteinander verbunden werden. An den Stirnseiten des Stators bildet die elektrische Wicklung einen Wickelkopf. Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Stator eine Sensorhalterung aufweist. Die Sensorhalterung umfasst einen metallischen Aufnahmebereich und einen metallischen Befestigungsbereich Der Aufnahmebereich ist zur Aufnahme eines Temperatursensors ausgebildet. Der Befestigungsbereich ist an zumindest einem elektrischen Leiter des Wickelkopfs ausgebildet. Aufnahmebereich und Befestigungsbereich sind bevorzugt wärmeleitend miteinander verbunden, sodass mittels des Temperatursensors die an dem Wickelkopf vorherrschende Temperatur ermittelbar ist. Die gesamte Sensorhalterung ist bevorzugt aus demselben metallischen Werkstoff gefertigt. Der Aufnahmebereich steht bezüglich der Statorachse gegenüber dem
Wickelkopf in axialer Richtung vor. Somit ist insbesondere ein einfacher und aufwandsarmer Zugriff auf den Temperatursensor ermöglicht. Der
Temperatursensor ist dabei nicht unmittelbar an dem Wickelkopf angebracht, sondern von diesem beanstandet. Dennoch ist ein sicheres und zuverlässiges Erfassen der Temperatur des Wickelkopfs ermöglicht. Bevorzugt kann der Temperatursensor aufwandsarm getauscht werden. Somit ist insbesondere ermöglicht, die elektrische Maschine für hohe Laufleistungen auszulegen, da ein Austausch des Temperatursensors bei Defekt einfach und aufwandsarm ermöglicht ist. Durch die Verwendung der Sensorhalterung ist insbesondere auch eine komplexe Verkabelung eines neuen Sensors nach einem Austausch vereinfachbar. Die Verwendung der Sensorhalterung ermöglicht zusätzlich eine Reduktion von Kriechstrecken und/oder Luftstrecken im Zusammenhang mit der Wicklung. Die Sensorhalterung kann für alle Arten von Schaltungen der elektrischen Maschine verwendet werden, insbesondere sowohl für eine
Dreieckschaltung als auch für eine Sternschaltung.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Bevorzugt umfasst die Sensorhalterung einen, ebenfalls metallischen,
Armbereich. Der Armbereich erstreckt sich zwischen Aufnahmebereich und Befestigungsbereich und ermöglicht insbesondere eine Wärmeleitung. Das Vorstehen des Aufnahmebereichs bezüglich des Wickelkopfs wie zuvor beschrieben wird insbesondere durch den Armbereich erreicht, der den
Aufnahmebereich von dem Befestigungsbereich räumlich trennt, dennoch aber eine Wärmeübertragung zulässt. Der Armbereich erstreckt sich bezüglich der Statorachse zumindest teilweise radial.
Der Befestigungsbereich der Sensorhalterung und der Aufnahmebereich der Sensorhalterung, sowie besonders bevorzugt auch der Armbereich der
Sensorhalterung, sind insbesondere einstückig ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist die Sensorhalterung als Stanzbiegeteil ausgeführt. Dadurch ist die Sensorhalterung einfach und aufwandsarm herstellbar. Gleichzeitig weist die Sensorhalterung eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, sodass eine unverfälschte Temperaturmessung ermöglicht ist.
Der Aufnahmebereich weist bevorzugt eine Ummantelung auf, die besonders vorteilhaft als elektrischer Isolator und/oder aus Kunststoff ausgeführt ist. Dabei ist zumindest bereichsweise vorgesehen, dass die Ummantelung nicht direkt an dem Aufnahmebereich anliegt, sodass ein elastisches Aufweiten des, insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildeten, Aufnahmebereichs ermöglicht ist. Somit verbleibt vorteilhafterweise ein hohlzylinderförmiger Spalt zwischen zumindest einem Teil des Aufnahmebereichs und der Ummantelung. Durch die Ummantelung ist der Aufnahmebereich elektrisch isoliert und insbesondere auch vor äußeren Einflüssen geschützt. Die Ummantelung kann auch durch das Anbringen einer separaten Kunststoffhülse realisiert sein.
Die Ummantelung weist in einer bevorzugten Ausgestaltung einen
Deckelabschnitt, einen Umschließungsbereich und eine Sollbruchstelle auf. Der Deckelabschnitt dient zum Verschließen des Aufnahmebereichs, der
Umschließungsbereich hingegen dient zum Umschließen des
Aufnahmebereichs. Die Sollbruchstelle liegt zwischen Deckelabschnitt und Umschließungsbereich. Somit ist durch den Umschließungsbereich insbesondere die Abschirmfunktion des Aufnahmebereichs ermöglicht. Der Deckelabschnitt verhindert ein Eindringen von Fremdkörpern in den Aufnahmebereich. Soll hingegen der Temperatursensor eingesetzt werden, so ist zunächst die
Sollbruchstelle zu brechen, wodurch der Deckelabschnitt zum Freigeben des Aufnahmebereichs entfernbar ist. Dies ist insbesondere daher vorteilhaft, da Statoren von elektrischen Maschinen oftmals imprägniert werden, um elektrische Isolation zu erreichen. Dazu wird mittels eines Imprägnierwerkzeugs ein Harz oder ein anderer Kunststoff auf den Stator aufgebracht. Dieses Harz könnte ebenfalls in den Aufnahmebereich gelangen und zu einem schlechten Kontakt zwischen Temperatursensor und Aufnahmebereich führen, wodurch die
Temperaturmessung verfälscht würde. Außerdem kann die Gefahr bestehen, dass eine bevorzugt vorhandene, zuvor beschriebene, Federwirkung des Aufnahmebereichs verhindert wird, sodass zum einen kein kraftschlüssiges Halten des Temperatursensors mehr möglich ist, andererseits aber auch die Gefahr besteht, dass ein Toleranzausgleich bei unterschiedlichen
Temperatursensoren nicht mehr zuverlässig durchgeführt werden kann. Auch dies führt zu einer Verschlechterung und/oder Verfälschung der gemessenen Temperatur. Durch den Deckelabschnitt hingegen wird verhindert, dass Harz in den Aufnahmebereich oder in den Spalt zwischen Aufnahmebereich und Umschließungsbereich der Ummantelung eintreten kann. Somit sind die zuvor beschriebenen nachteiligen Wirkungen zuverlässig verhindert. Ist der Stator vollständig imprägniert, so kann durch Brechen der Sollbruchstelle der
Deckelabschnitt entfernt werden, um den Temperatursensor einsetzen zu können.
Die elektrischen Leiter der Wicklung weisen bevorzugt elektrische Leiterelemente zum Herstellen einer elektrischen Steckwicklung und zumindest ein elektrisches Verbindungselement auf. Das elektrische Verbindungselement dient als
Sternpunkt der elektrischen Steckwicklung. Der Befestigungsbereich ist vorteilhafterweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem elektrischen Verbindungselement angebracht. An dem elektrischen Verbindungselement ist der Befestigungsbereich besonders vorteilhaft geschweißt oder gelötet. Das elektrische Verbindungselement ist insbesondere Teil des Wickelkopfes.
In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung ist wiederum vorgesehen, dass die elektrischen Leiter der Wcklung Leiterelemente zum Herstellen einer Steckwicklung aufweisen, wobei der Befestigungsbereich direkt an zumindest einem Leiterelement befestigt ist. Bevorzugt ist der Befestigungsbereich an dem Leiterelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt ist. Dies ist, im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Alternative, insbesondere dann vorteilhaft, wenn keine sternförmige Verschaltung und damit kein Verbindungselement wie zuvor beschrieben vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist der Befestigungsbereich an das Leiterelement geschweißt und/oder gelötet. Ansonsten ergeben sich dieselben Vorteile wie zuvor beschrieben.
Insbesondere ist durch den Befestigungsbereich ermöglicht, eine
Temperaturmessung an dem Wickelkopf durchzuführen, während die Position des Temperatursensors von dem Wickelkopf beabstandet ist, wo der
Temperatursensor einfach und aufwandsarm ausgetauscht werden kann.
Besonders bevorzugt sind der Befestigungsbereich und der elektrische Leiter, an dem der Befestigungsbereich befestigt ist, zumindest teilweise von einer gemeinsamen Umspritzung umgeben. Diese Umspritzung dient insbesondere zur elektrischen Isolierung und zur Abschirmung des umspritzten Bereichs vor äußeren Einflüssen. Insbesondere ist das Umspritzen des elektrischen Leiters ein üblicher Vorgang, wenn dieser das zuvor beschriebene Verbindungselement ist. Dieser übliche Vorgang wird daher durch das Anbringen der Sensorhalterung nicht beeinträchtigt und ermöglicht ein zusätzliches Umspritzen zumindest des Befestigungsbereichs der Sensorhalterung.
Der Aufnahmebereich ist bevorzugt elastisch federnd ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist der Aufnahmebereich hohlzylinderförmig. Auf diese Weise ist der Temperatursensor kraftschlüssig zu halten. Dazu kann der, insbesondere zylinderförmige, ausgebildete Temperatursensor in die Hohlzylinderform des Aufnahmebereichs eingeschoben werden. Ein Einschieben des
Temperatursensors in den Aufnahmebereich bewirkt eine elastische Aufweitung des Aufnahmebereichs, wodurch eine elastische Rückstellkraft auf den
Temperatursensor wirkt, sodass dieser kraftschlüssig gehalten ist. Somit ist der Temperatursensor einerseits einfach und aufwandsarm austauschbar, andererseits optimal gehalten und für eine optimale Temperaturübertragung angebracht.
Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Maschine. Die elektrische Maschine weist einen Stator wie zuvor beschrieben und einen Rotor auf. Der Stator ist an einem Gehäuse angebracht. Der Rotor ist von dem Stator antreibbar und ist über eine Lageranordnung an einem Lagerträger gelagert, wobei der Lagerträger an dem Gehäuse angebracht ist. Die Lageranordnung umfasst insbesondere ein Wälzlager oder ein Gleitlager, wobei die Lageranordnung zum Lagern des Rotors an dem Lagerträger dient. In dem Lagerträger ist
insbesondere eine Öffnung angebracht, sodass durch diese Öffnung insbesondere Zugriff auf den Wickelkopf ermöglicht. Die Sensorhalterung, insbesondere der Aufnahmebereich, ragt in die Öffnung hinein oder ragt durch die Öffnung hindurch. Besonders vorteilhaft steht die Sensorhalterung, insbesondere der Aufnahmebereich, durch diese Öffnung vor. Bevorzugt reicht die Sensorhalterung durch die Öffnung hindurch. Das Hindurchragen durch die Öffnung oder das Hineinragen in die Öffnung wird durch das axiale Vorstehen der Sensorhalterung über den Wickelkopf erreicht. Somit kann der von der Sensorhalterung gehaltene Temperatursensor einfach und aufwandsarm getauscht werden. Insbesondere ist dazu eine Demontage des Lagerträgers und der damit verbundene Aufwand nicht notwendig. Eine solche Demontage würde ein Entfernen zumindest eines Lagerträgers beinhalten, wodurch eine
Demontage des Rotors notwendig wäre. Dieser Aufwand kann durch den einfachen Zugriff auf den Temperatursensor aufgrund der Sensorhalterung vermieden werden.
Vorteilhafterweise ist ein elektrisches Anschlusselement vorgesehen, das zum elektrischen Verbinden der Wicklung mit weiteren elektrischen Komponenten außerhalb der elektrischen Maschine dient. Das elektrische Anschlusselement verläuft vorteilhafterweise durch die Öffnung des Lagerträgers. Somit ist insbesondere bei der elektrischen Maschine die Öffnung bereits vorhanden.
Damit ist insbesondere ermöglicht, dass der Temperatursensor an einem solchen Bereich der elektrischen Maschine angebracht ist, an dem die elektrische Maschine leicht zugänglich ist, sodass sich der Temperatursensor leicht austauschen lässt.
Bevorzugt ist ein Gehäusedeckel vorgesehen, der zum Abdecken der Öffnung und der Lageranordnung dient. Dabei erfüllt der Gehäusedeckel bevorzugt keinerlei tragende Funktion an der elektrischen Maschine, sondern ist lediglich ein Abdeckelement. Durch einfaches Entfernen des Gehäusedeckels lässt sich der Temperatursensor einfach und aufwandsarm tauschen, da dieser lediglich aus der durch die Öffnung des Lagerträgers vorstehende Sensorhalterung entfernt werden muss. Ein neuer Temperatursensor lässt sich ebenso einfach und aufwandsarm in den Aufnahmebereich der Sensorhalterung einsetzen.
Das Gehäuse ist bevorzugt hohlzylinderförmig oder topfförmig ausgeführt. In dem hohlzylinderförmigen Gehäuse ist der Stator aufgenommen. Das Gehäuse ist stirnseitig von dem Lagerträger abgedeckt. Dabei ist insbesondere bei der Hohlzylinderform des Gehäuses vorgesehen, dass beidseitig stirnseitig jeweils ein Lagerträger angeordnet ist. Allerdings weist vorteilhafterweise nur ein Lagerträger die beschriebene Öffnung auf, durch die der Temperatursensor vorsteht. Ebenso wäre aber auch möglich, jeweils zumindest einen
Temperatursensor an den stirnseitig beidseitig vorhandenen Wickelköpfen anzubringen, wobei vorteilhafterweise jeweils die zuvor beschriebene
Sensorhalterung verwendet wird. In jedem Fall ist ermöglicht, dass der
Temperatursensor einfach und aufwandsarm ausgetauscht werden kann, da ein Zugriff auf den Temperatursensor einfach und aufwandsarm ermöglicht ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine erste schematische Ansicht einer elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine zweite schematische Ansicht einer elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 3 eine dritte schematische Ansicht einer elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 4 eine vierte schematische Ansicht einer elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 5 eine schematische Ansicht eines Verbindungselements
zusammen mit einem Sensorhalter der elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 6 eine schematische Schnittansicht des Verbindungselements mit dem Sensorhalter der elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Figur 7a bis 7d schematische Ansichten der Fertigung des Sensorhalters der elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 8 eine schematische Ansicht des Rotors der elektrischen
Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 9 eine weitere schematische Ansicht eines Sensorhalters der elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 10 eine nochmals weitere Ansicht eines Sensorhalters der
elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 11 eine schematische Ansicht eines Stators der elektrischen
Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung während einer Imprägnierung,
Figur 12 eine schematische Schnittansicht eines Sensorhalters mit
Ummantelung,
Figur 13 eine räumliche Darstellung der Sensorhalterung mit
Ummantelung, und
Figur 14 eine schematische Darstellung des Verbindungselements mit ummantelter Sensorhalterung.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt schematisch eine Ansicht einer elektrischen Maschine 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ebenso zeigen die Figuren 2 und 3 schematische Details der elektrischen Maschine 1 gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ausführungsbeispiele in den Figuren 1 bis 3 weisen leichte Variationen auf, wobei im Folgenden ein grundsätzliches Gesamtkonzept erklärt wird. Figur 4 zeigt schematisch als Prinzipskizze den Aufbau der elektrischen Maschine 1. Im Folgenden werden die Figuren 1 bis 4 gemeinsam beschrieben.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine elektrische Maschine 1 , umfassend ein Gehäuse 3, wobei in dem Gehäuse 3 ein Stator 2 angebracht ist, der sich entlang einer Statorachse 100 erstreckt. Der Stator 2 dient zum Antreiben eines Rotors 4, wobei der Stator 2 eine elektrische Leiter 16, 21 aufweisende Wicklung 8 aufweist. Diese Wcklung 8 bildet an zumindest einer Stirnseite des Stators 2, insbesondere an beiden Stirnseiten, einen Wckelkopf 9 aus. An diesem
Wickelkopf 9 soll eine Temperaturmessung erfolgen.
Die Wcklung 8 ist insbesondere als Steckwicklung ausgebildet. Dazu weisen die elektrischen Leiter 16, 21 starre, U-förmige oder I-förmige elektrische
Leiterelemente 21 auf, die in einen Rotorgrundkörper gesteckt und an den freien Enden miteinander verbunden werden. Auf diese Weise lassen sich
verschiedene Wicklungen 8 des Stators 2 realisieren.
Das Gehäuse 3 ist, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, vorteilhafterweise hohlzylinderförmig. Es kann aber auch eine wie in Figur 4 schematisch angedeutete Topfform vorgesehen sein. In jedem Fall ist zumindest ein
Lagerträger 5 vorgesehen, der zur stirnseitigen Abdeckung des Gehäuses 3 dient. Außerdem dient der Lagerträger 5 zum Aufnehmen einer Lageranordnung 20, über die der Rotor 4 an dem Lagerträger 5 gelagert ist. Soll die elektrische Maschine 1 montiert werden, so ist zunächst der Stator 2 in dem Gehäuse 3 anzubringen, wobei anschließend der Rotor 4 in den Stator 2 einzubringen und an den zumindest einen Lagerträger 5 zu lagern ist.
Der Lagerträger 5 weist eine Öffnung 7 auf, durch die ein Zugang zu dem Wickelkopf 9 des Stators 2 ermöglicht ist. Außerdem verläuft durch die Öffnung 7 ein elektrisches Anschlusselement 17. Das elektrische Anschlusselement 17 dient zum elektrischen Kontaktieren der Wcklung 8 des Stators 2 mit externen Komponenten außerhalb der elektrischen Maschine 1. In den Figuren 1 bis 3 ist beispielhaft vorgesehen, dass ein dreiphasiger Antrieb ausgebildet ist, so dass die elektrische Maschine 1 drei elektrische Anschlusselemente 17 aufweist.
Durch die Ausbildung des Öffnung 7 in dem Lagerträger 5 ist ermöglicht, die elektrische Kontaktierung einfach und aufwandsarm vorzunehmen. Der Öffnung 7 ist zusammen mit der Lageranordnung 20 von einem
Gehäusedeckel 7 abgedeckt. Dieser Gehäusedeckel 6 nimmt im Gegensatz zu dem Gehäuse 3 und dem Lagerträger 5 keine tragende Funktion wahr. Somit kann der Gehäusedeckel 6 einfach und aufwandsarm demontiert werden, insbesondere um einen einfachen Zugriff auf die elektrischen Anschlusselemente 17 und die Lageranordnung 20 zu erreichen.
An dem Wickelkopf 9 des Rotors 1 ist außerdem eine Sensorhalterung 10 vorgesehen. Die Sensorhalterung 10 dient zum Aufnehmen eines
Temperatursensors 14, so dass der Temperatursensor 14 einfach und aufwandsarm an der elektrischen Maschine 1 angebracht werden kann. Um den Temperatursensor 14 zu montieren, ist lediglich der Gehäusedeckel 6 zu demontieren, wodurch eine Montage und damit auch ein Austausch des
Temperatursensors 14 einfach und aufwandsarm ermöglicht ist. Insbesondere ist vermieden, dass der Lagerträger 5 und damit die Lageranordnung 20 demontiert werden muss.
Die vereinfachte Montierbarkeit und Austauschbarkeit des Temperatursensors 14 ist dadurch ermöglicht, dass die Sensorhalterung 10 ausgehend von dem
Wickelkopf 9, an dem die Temperaturmessung erfolgen soll, durch die Öffnung 7 reicht. Die Sensorhalterung 10 steht somit bezüglich der Statorachse 100 in axialer Richtung über den Stator 1 vor. Die Anbringung der Sensorhalterung 10 kann auf unterschiedliche Arten erfolgen, was insbesondere von der
Verschaltung der elektrischen Leiter 16, 21 zu der Wcklung 8 des Stators 2 abhängig sein kann. Beispielsweise können unterschiedlichen Anbindungen vorgenommen werden, je nachdem, ob eine Dreiecksverschaltung oder
Sternverschaltung vorliegt.
Die Figuren 5 bis 7 zeigen eine Variante, bei der eine Sternverschaltung vorliegt. In diesem Fall weisen die elektrischen Leiter 16, 21 sowohl die beschriebenen Leiterelemente 21 als auch ein Verbindungselement 16 auf, wobei das
Verbindungselement 16 zum sternförmigen Verschalten der durch die
Leiterelemente 21 gebildeten Steckwicklung dient. Das Verbindungselement 16 ist bevorzugt direkt mit den zuvor beschriebenen elektrischen
Verbindungselementen 17 elektrisch verbunden, um so in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine dreiphasige elektrische Maschine 1 bereitzustellen. Figur 5 zeigt eine räumliche Ansicht des Verbindungselements 16 zusammen mit der Sensorhalterung 10. Figur 6 zeigt eine Schnittansicht insbesondere durch denjenigen Bereich des Verbindungselements 16, an dem die Sensorhalterung 10 angebracht ist. Wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, umfasst die
Sensorhalterung 10 einen Aufnahmebereich 11 , der zum Aufnehmen des Temperatursensors 14 vorgesehen ist. An den Aufnahmebereich 10 schließt ein Armbereich 13 an, der den Aufnahmebereich 11 mit einem Befestigungsbereich 12 verbindet. An dem Befestigungsbereich 12 ist die Sensorhalterung 10 mit dem Verbindungselement 16 gekoppelt.
Über den Verbindungsbereich 12 ist die Sensorhalterung 10 auf einen Bereich des Verbindungselements 16 aufgesteckt und vorteilhafterweise mit dem
Verbindungselement 16 verschweißt oder verlötet. Auf diese Weise ist bevorzugt ein metallischer Kontakt hergestellt, so dass eine optimale
Temperaturübertragung zwischen dem Verbindungselement 16 und dem
Befestigungsbereich 12 vorhanden ist. Da vorteilhafterweise der
Befestigungsbereich 12, der Aufnahmebereich 11 und der Armbereich 13 einstückig aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sind, kann somit optimal eine Wärmeübertragung von dem Verbindungselement 16 zu dem
Aufnahmebereich 11 erfolgen. Die an dem Aufnahmebereich 11 gemessene Temperatur entspricht somit, zumindest mit für die vorliegende Erfindung ausreichender Genauigkeit, der Temperatur an dem Verbindungselement 16. Da das Verbindungselement 16 unmittelbar an Leitern des Wickelkopfs 9 angebracht wird, ist somit eine Temperatur des Wickelkopfs erfassbar.
Das Verbindungselement 16 weist vorteilhafterweise eine Umspritzung 18 auf. Diese Umspritzung umgibt zumindest einen Teilbereich des
Verbindungselements 16. Insbesondere ist die Umspritzung 18 eine gemeinsame Umspritzung, die auch den Befestigungsbereich 12 der Sensorhalterung 10 umschließt. Somit ist vorteilhafterweise die Verbindungsstelle zwischen
Sensorhalterung 10 und Verbindungselement 16 vor äußeren Einflüssen geschützt.
Zur elektrischen Isolation und zum Schutz vor äußeren Einflüssen ist der Aufnahmebereich 11 vorteilhafterweise von einer Ummantelung 15 umgeben.
Der Aufnahmebereich 11 ist hohlzylinderförmig ausgestaltet und ermöglicht bevorzugt ein kraftschlüssiges Aufnehmen des Temperatursensors 14. Dies bedeutet, dass der hohlzylinderförmige Aufnahmebereich 11 federnd ausgebildet ist, so dass durch Einstecken des zylinderförmigen Temperatursensors 14 ein Aufweiten des Aufnahmebereichs 11 erfolgt. Somit entsteht eine elastische Rückstellkraft, durch die der Temperatursensor 14 kraftschlüssig gehalten ist. Dies gilt insbesondere für verschiedene Größen des Temperatursensors 14, so dass ein Toleranzausgleich ermöglicht ist. Dadurch ist die Sensorhalterung 10 für unterschiedliche Temperatursensoren 14 geeignet und ermöglicht damit auf einfache Art und Weise einen Austausch des Temperatursensors 14.
Um das Aufweiten des Aufnahmebereichs 11 zu ermöglichen, verbleibt ein Spalt zwischen der Ummantelung 15 und dem äußeren Umfang des
Aufnahmebereichs 11. Dies wird nachfolgend mit Bezug auf Figur 10 genauer beschrieben.
Figuren 7a bis 7d zeigen verschiedene Ansichten des Herstellungsprozesses der Sensorhalterung 10. Insbesondere ist die Sensorhalterung 10 als Stanzblechteil gefertigt. Figur 7a zeigt das ausgestanzte Ausgangsmaterial. Dieses wird durch Biegung derart geformt, dass einerseits die Hohlzylinderform des
Aufnahmebereichs 11 realisiert ist, andererseits der Befestigungsbereich 12 je nach Anforderungen geformt wird. Wie in Figur 7b dargestellt, ist der
Befestigungsbereich 12 ausgelegt, diesen auf einen Bereich des
Verbindungselements 16 zu stecken und mit diesem zu verschweißen. Durch den Armbereich 13 ist erreicht, dass der Aufnahmebereich 11 und der
Befestigungsbereich 12 an unterschiedlichen Orten ausgebildet sind. Figur 7c zeigt schließlich das Aufbringen der Ummantelung 15. Die Ummantelung 15 dient zum elektrischen Isolieren des Aufnahmebereichs 11 und damit auch zum Schutz des Aufnahmebereichs 11 vor äußeren Einflüssen.
Figur 7d zeigt schließlich das Verbinden von Verbindungselement 16 und Sensorhalterung 10, indem der Befestigungsbereich 12 auf einen
entsprechenden Bereich des Befestigungselements 16 aufgesteckt wird.
Anschließend erfolgt vorteilhafterweise ein Verschweißen oder Verlöten. Zuletzt kann eine gemeinsame Umspritzung 18 wie zuvor beschrieben aufgebracht werden.
Figur 8 zeigt eine alternative Ausgestaltung und Verwendung der
Sensorhalterung 10. In diesem Fall ist bevorzugt vorgesehen, dass keine Sternverschaltung vorhanden ist, so dass die Leiter 16, 21 auch kein
Verbindungselement 16 wie zuvor beschrieben aufweisen. In diesem Fall erfolgt vorteilhafterweise ein unmittelbares Verschweißen oder Verlöten der
Sensorhalterung 10, insbesondere des Befestigungsbereichs 12 mit einem Leiterelement 21 der Wicklung 8. Die Figuren 9 und 10 zeigen hierfür
verschiedene Ausgestaltungen der Sensorhalterung 10. Dabei bleibt die grundsätzliche Unterteilung in Befestigungsbereich 12, Armbereich 13 und Aufnahmebereich 11 bestehen. Allerdings ist zumindest der Befestigungsbereich 12 unterschiedlich ausgestaltet, um ein entsprechendes Befestigen an dem Leiterelement 21 zu ermöglichen.
In Figur 10 ist außerdem der Spalt X ersichtlich, der zwischen der Ummantelung 15 und dem Aufnahmebereich 11 verbleibt. Durch diesen Spalt X kann der Aufnahmebereich 11 aufgeweitet werden, wenn der Temperatursensor 14 eingeschoben wird. Somit ist eine kraftschlüssige Halterung des
Temperatursensors 14 durch eine elastische Rückstellkraft des
Aufnahmebereichs 11 ermöglicht. Der Aufnahmebereich 11 kann unabhängig von der Ummantelung 15 elastisch verformt werden.
Die Figuren 11 bis 14 zeigen schließlich eine weitere Alternative der
Sensoranordnung 10. So ist in Figur 11 gezeigt, dass mittels eines
Imprägnierwerkzeugs 19 eine Imprägnierung des Stators 2, bevorzugt mittels Harz, erfolgt. Auf diese Weise lässt sich der Stator 2 elektrisch isolieren. Um ein Eindringen von Harz in den Aufnahmebereich 11 und/oder dem Spalt X zu verhindern, ist die Ummantelung 15 modifiziert. Dazu weist die Ummantelung 15 einen Deckelabschnitt 15a, einen Umschließungsbereich 15b und eine dazwischenliegende Sollbruchstelle 15c auf. Der Umschließungsbereich 15b übernimmt dabei dieselbe Funktion, die in den vorhergehenden Figuren gezeigt und vorangegangen beschrieben wurde. Dies bedeutet, dass der
Umschließungsbereich 15b den Aufnahmebereich 11 elektrisch isoliert und insbesondere vor äußeren Einflüssen abschirmt.
Der Deckelabschnitt 15a dient zum Verschließen des Aufnahmebereichs 11. Erfolgt eine Imprägnierung mittels des Imprägnierwerkzeugs 19, so ist verhindert, dass das Harz in den Aufnahmebereich 11 und/oder den Spalt X eindringen kann. Ebenso ist ein Eindringen sonstiger Fremdkörper in den Spalt X und/oder den Aufnahmebereich 11 verhindert. Dies ist insbesondere in den Figuren 12 und 13 gezeigt.
Soll hingegen der Temperatursensor 14 in den Aufnahmebereich 11 eingeführt werden, so lässt sich durch Brechen der Sollbruchstelle 15c der Deckelabschnitt
15a entfernen, was in Figur 14 gezeigt ist. Auf diese Weise ist ermöglicht, durch eine einfache Modifikation der Ummantelung 15 einen Imprägnierschutz zu erreichen. Dabei wird die gesamte Ummantelung, umfassend Deckelabschnitt 15a, Umschließungsbereich 15b und Sollbruchstelle 15c gesammelt auf den Aufnahmebereich 11 aufgebracht und somit eine Imprägnierung mittels des
Imprägnierwerkzeugs 19 erfolgen. Zuletzt ist lediglich die Sollbruchstelle 15c zu brechen.

Claims

Ansprüche
1. Stator (2) einer elektrischen Maschine (1), aufweisend
eine Statorachse (100),
eine elektrische Leiter (16, 21) aufweisende elektrische Wicklung (8), die an Stirnseiten des Stators (2) jeweils einen Wckelkopf (9) bildet, und eine Sensorhalterung (10) mit einem metallischen Aufnahmebereich (11) zur Aufnahme eines Temperatursensors (14) und einem metallischen Befestigungsbereich (12),
wobei der Befestigungsbereich (12) an zumindest einem elektrischen Leiter (16, 21) des Wckelkopfs (9) angebracht ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (11) gegenüber dem Wickelkopf (9) in bezüglich der Statorachse (100) axialer Richtung vorsteht.
2. Stator (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
Befestigungsbereich (12) und Aufnahmebereich (11) ein Armbereich (13) angeordnet ist, der sich bezüglich der Statorachse (100) zumindest teilweise radial erstreckt.
3. Stator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (12) der Sensorhalterung (10) und der Aufnahmebereich (11) der Sensorhalterung (10) einstückig ausgebildet und insbesondere als Stanzbiegeteil ausgeführt sind.
4. Stator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (11) eine Ummantelung (15) aufweist, die insbesondere als elektrischer Isolator und/oder aus Kunststoff ausgeführt ist.
5. Stator (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ummantelung (15) einen Deckelabschnitt (15a) zum Verschließen des Aufnahmebereichs (11), einen Umschließungsbereich (15b) zum
Umschließen des Aufnahmebereichs (11) und eine dazwischenliegende Sollbruchstelle (15c) aufweist, sodass durch Brechen der Sollbruchstelle (15c) der Deckelabschnitt (15a) zum Freigeben des Aufnahmebereichs (11) entfernbar ist.
6. Stator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (16, 21) elektrische
Leiterelemente (21) zum Herstellen einer elektrischen Steckwicklung und zumindest ein elektrisches Verbindungselement (16), das einen Sternpunkt der elektrischen Steckwicklung bildet, aufweisen, wobei der
Befestigungsbereich (12) an dem elektrischen Verbindungselement (16) angebracht ist.
7. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Leiter (16, 21) Leiterelemente (21) zum
Herstellen einer Steckwicklung aufweisen, wobei der Befestigungsbereich (12) an zumindest einem Leiterelement (12) befestigt ist.
8. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich (12) denjenigen Leiter (16, 21), an dem dieser befestigt ist, zumindest abschnittsweise umschließt und wobei vorteilhafterweise der Befestigungsbereich (12) und derjenige Leiter (16, 21), an dem dieser befestigt ist, zumindest teilweise von einer gemeinsamen Umspritzung (18) umgeben sind.
9. Stator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (11) elastisch federnd, insbesondere hohlzylinderförmig, ausgebildet ist, um den
Temperatursensor (14) kraftschlüssig zu halten.
10. Elektrische Maschine (1) aufweisend ein Gehäuse (3), in dem ein Stator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angebracht ist,
einen Rotor (4), der von dem Stator (2) antreibbar und durch eine
Lageranordnung (20) an einem an dem Gehäuse (3) angebrachten
Lagerträger (5) gelagert ist, wobei der Lagerträger (5) eine Öffnung (7) aufweist, und wobei der die Sensorhalterung (10), insbesondere der Aufnahmebereich (12), in die Öffnung (7) hineinragt oder hindurchragt.
11. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elektrisches Anschlusselement (17) zum Verbinden der Wicklung (8) mit weiteren elektrischen Komponenten außerhalb der elektrischen Maschine (1) durch die Öffnung (7) verläuft.
12. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 10 oder 11 , gekennzeichnet durch einen Gehäusedeckel (6), mit dem die Öffnung (7) und die Lageranordnung (20) abgedeckt sind.
13. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) hohlzylinderförmig oder topfförmig ausgeführt ist, wobei der Lagerträger (5) stirnseitig an dem Gehäuse (3) angebracht ist.
PCT/EP2020/059334 2019-04-26 2020-04-02 Stator einer elektrischen maschine mit tauschbarem temperatursensor WO2020216594A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080031068.XA CN113692688A (zh) 2019-04-26 2020-04-02 具有能够更换的温度传感器的电机的定子

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019206006.4A DE102019206006A1 (de) 2019-04-26 2019-04-26 Stator einer elektrischen Maschine mit tauschbarem Temperatursensor
DE102019206006.4 2019-04-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020216594A1 true WO2020216594A1 (de) 2020-10-29

Family

ID=70166029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/059334 WO2020216594A1 (de) 2019-04-26 2020-04-02 Stator einer elektrischen maschine mit tauschbarem temperatursensor

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN113692688A (de)
DE (1) DE102019206006A1 (de)
WO (1) WO2020216594A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023104435A1 (de) * 2021-12-08 2023-06-15 Robert Bosch Gmbh Stator einer elektrischen maschine mit einer temperatursensoranbindung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021104364A1 (de) 2021-02-24 2022-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gehäuse für eine elektrische Maschine und Elektromaschinenanordnung
DE102021207625A1 (de) 2021-07-16 2023-01-19 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Elektrische Maschine

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19859011C1 (de) * 1998-12-21 2000-09-21 Metabowerke Kg Elektromotor
CN203132726U (zh) * 2013-03-28 2013-08-14 天津市百利溢通电泵有限公司 一种潜油电机定子绕组温度检测装置
US20130270973A1 (en) 2012-04-11 2013-10-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotary electric machine
JP5693686B2 (ja) * 2013-09-09 2015-04-01 三菱電機株式会社 回転電機
CN105141073A (zh) * 2015-09-30 2015-12-09 重庆长安汽车股份有限公司 一种电机组件
FR3037738A1 (fr) * 2015-06-22 2016-12-23 Valeo Equip Electr Moteur Stator a connecteur equipe d'une unite de mesure thermique et machine electrique comportant un tel stator
WO2018162247A1 (de) * 2017-03-08 2018-09-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektromotor und verfahren zur herstellung eines derartigen elektromotors
WO2018199149A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社デンソー 回転電機
US20180337580A1 (en) * 2015-11-25 2018-11-22 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Stator for rotary electric machine and rotary electric machine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2551998A1 (de) * 2010-03-24 2013-01-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Instrument zum hinzufügen eines temperaturfühlelements
JP2011223827A (ja) * 2010-04-14 2011-11-04 Toyota Motor Corp 回転電機
JP5075941B2 (ja) * 2010-05-18 2012-11-21 パナソニックＥｓパワーツール株式会社 ブラシ付モータにおける温度センサの取付構造及び電動工具
JP5741327B2 (ja) * 2011-08-31 2015-07-01 トヨタ自動車株式会社 回転電機
FR2995739A1 (fr) * 2012-09-17 2014-03-21 Valeo Equip Electr Moteur Isolant de bobine apte a recevoir un capteur de temperature, interconnecteur pour stator et support pour capteur de temperature correspondants
CN107209062B (zh) * 2015-01-29 2018-08-21 株式会社芝浦电子 温度传感器
CN208223670U (zh) * 2018-05-11 2018-12-11 广东伊莱特电器有限公司 一种插针式温度传感器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19859011C1 (de) * 1998-12-21 2000-09-21 Metabowerke Kg Elektromotor
US20130270973A1 (en) 2012-04-11 2013-10-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Rotary electric machine
CN203132726U (zh) * 2013-03-28 2013-08-14 天津市百利溢通电泵有限公司 一种潜油电机定子绕组温度检测装置
JP5693686B2 (ja) * 2013-09-09 2015-04-01 三菱電機株式会社 回転電機
FR3037738A1 (fr) * 2015-06-22 2016-12-23 Valeo Equip Electr Moteur Stator a connecteur equipe d'une unite de mesure thermique et machine electrique comportant un tel stator
CN105141073A (zh) * 2015-09-30 2015-12-09 重庆长安汽车股份有限公司 一种电机组件
US20180337580A1 (en) * 2015-11-25 2018-11-22 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Stator for rotary electric machine and rotary electric machine
WO2018162247A1 (de) * 2017-03-08 2018-09-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektromotor und verfahren zur herstellung eines derartigen elektromotors
WO2018199149A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社デンソー 回転電機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023104435A1 (de) * 2021-12-08 2023-06-15 Robert Bosch Gmbh Stator einer elektrischen maschine mit einer temperatursensoranbindung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019206006A1 (de) 2020-10-29
CN113692688A (zh) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020216594A1 (de) Stator einer elektrischen maschine mit tauschbarem temperatursensor
EP2320092B1 (de) Pumpenaggregat
DE69019307T2 (de) Aufbau eines motorgehäuses mit integriert angegossenem elektrischem anschluss.
EP1947343B1 (de) Pumpenaggregat
DE102016204958A1 (de) Elektrische Maschine sowie Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
EP3935717B1 (de) Verschaltungsanordnung für einen stator, temperatursensoreinrichtung und system zum erfassen einer temperatur
EP3567705B1 (de) Stator für eine elektrische maschine und verfahren zum herstellen einer elektrischen maschine
DE102016204968A1 (de) Elektrische Maschine sowie Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
DE102016204954A1 (de) Elektrische Maschine sowie Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
WO2019015720A1 (de) Elektromotor
DE102017205532A1 (de) Stator einer elektrischen Maschine, eine elektrische Maschine, sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen
EP0065585B1 (de) Verfahren zur Einstellung des Axialspiels zwischen dem Rotor und den am Stator befestigten Lagern eines Elektromotors.
DE4432356A1 (de) Montageverfahren und Läufer eines Elektromotors
EP2643920B1 (de) Schirmungsanordnung für einen bürstenkommutierten elektromotor sowie stellgeber mit einem elektromotor
EP3864741B1 (de) Elektromotor, bremsvorrichtung und fahrzeug
WO2007128379A1 (de) Kommutator- rotor einer elektrischen maschine sowie verfahren zu seiner herstellung
DE102020118224A1 (de) Stator
DE19756575B4 (de) Elektromotor
EP3949029A1 (de) Steckverbinder mit einem als gussteil ausgebildeten kontaktierungselement
DE102021131197B4 (de) Elektrische Maschine umfassend einen Stator sowie einen an einem axialen Ende des Stators angeordneten Leiterträger
DE102017204805A1 (de) Elektrische Maschine sowie Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
DE102018218527A1 (de) Gehäusedeckel für eine elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen eines Gehäusedeckels
DE10021392C2 (de) Glockenankerelektromotor
EP3864739B1 (de) Elektroantrieb, bremsvorrichtung und fahrzeug
EP3637592B1 (de) Elektromotor stator

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20716772

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20716772

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1