WO2021190693A1

WO2021190693A1 - Vorrichtung zur anbringung eines temperatursensors an einer elektrischen maschine und verfahren hierzu

Info

Publication number: WO2021190693A1
Application number: PCT/DE2021/100203
Authority: WO
Inventors: Christian Silvery; Matthias Kästle; Mike CZERLEWITZ
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2021-03-01
Publication date: 2021-09-30
Also published as: DE102020107860A1; DE102020107860B4

Abstract

Es ist eine Vorrichtung (100) zur Anbringung eines Temperatursensors (1) an einer elektrischen Maschine (30) offenbart. Ebenso ist ein Verfahren zum Positionieren eines Temperatursensors (1) an einer Statorwicklung (36) einer elektrischen Maschine (30) offenbart. Die Vorrichtung (100) besteht aus einem Tragarm (101) und einem federnden Arm (102), der mit dem Tragarm (101) verbunden ist. Ein Sensorhalter (9) ist an einem freien Ende (103) des federnden Arms (102) angebracht. Ein Temperatursensorkörper (2) ist kraftschlüssig und lösbar im Sensorhalter (9) gehaltert.

Description

Vorrichtung zur Anbringung eines Temperatursensors an einer elektrischen

Maschine und Verfahren hierzu

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anbringung eines Temperatursensors an einer elektrischen Maschine. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 102013 000 949 A1 betrifft eine

Temperatursensor-Einheit, die in einem Elektromotor zur Erfassung der Temperatur des Wickelkopfes eines Elektromotors vorgesehen ist. Es ist außerdem ein Austausch der Temperatursensor-Einheit möglich. Das Sensorgehäuse besitzt einen langgestreckten Einschubbereich, wobei das Messelement gegenüber dem Sensorgehäuse in seiner Lage fixiert ist.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2014215 916 A1 offenbart eine Sensoreinrichtung für einen Elektromotor sowie einen Elektromotor mit der Sensoreinrichtung. Hierzu wird ein Sensor zur Erfassung der Temperatur in einem Sensorgehäuse angeordnet. Das Sensorgehäuse weist einen Bodenabschnitt mit einem Boden zur Auflage auf den Stator in einer Erfassungsrichtung auf. Der Sensor erfasst die Temperatur über den Boden, wobei der Bodenabschnitt relativ zu einem Basisabschnitt in der Erfassungsrichtung bewegbar angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung ist zum Einsatz in eine Aufnahmeöffnung eines Flansches des Elektromotors ausgebildet. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2015203 435 A1 betrifft einen

Temperatursensor für elektrische Maschinen, mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einem Übergangsbereich zwischen beiden Enden. Im Übergangsbereich ist ein Sensorelement und an dem ersten Ende ein Sensoranschluss angeordnet.

Zwischen dem Übergangsbereich und dem zweiten Ende ist eine Sensorspitze zur Kontaktierung in einem Messbereich angeordnet. Die Sensorspitze ist aus einem

Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit und der Hauptkörper ist aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2016 121 853 A1 wird ein Stator für einen Elektromotor angegeben, mit einem Statorgehäuse, in dem mindestens eine Statorwicklung aufgenommen ist. Auf einem Stützkörper ist die mindestens eine Statorwicklung gehalten. Ein Temperatursensor ist zur Temperaturüberwachung in einer Ausnehmung des Stützkörpers gehalten. Der Stützkörper ist als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet, in dem die Ausnehmung für den Temperatursensor erzeugt ist.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2017 215 091 A1 betrifft eine Anordnung zur Kontaktierung eines Temperatursensors an einem Wickelkopf einer Elektromaschine, insbesondere an einem Wickelkopf eines Stators derselben. Die Kontaktierung des Temperatursensors erfolgt mittels eines Befestigungselements, wobei der Wickelkopf durch eine, zwei oder mehr Drahtwicklungen gebildet ist. Das Befestigungselement ist zumindest auf eine Drahtwicklung des Wickelkopfes aufgesetzt und mit derselben verbunden.

Gemäß dem Stand der Technik wird zur Messung der Wicklungstemperatur einer elektrischen Maschine die Temperatur im Bereich des sogenannten Wickelkopfes erfasst. Dabei handelt es sich um denjenigen Bereich der Wicklung, in dem die linear angeordneten Abschnitte der Wicklung, also die Stränge, durch bogenförmige Abschnitte des Wicklungsdrahtes miteinander verbunden sind. Da die üblichen Wickelköpfe geometrisch nicht genau gefertigt werden können, ist eine Ankopplung eines Temperatursensors von außen nicht oder nur sehr schwer möglich. Die Geometrie der für eine Ankopplung eines Temperatursensors prinzipiell geeigneten Kontaktflächen am Wickelkopf ist nicht genau definiert und unterliegt bei der Herstellung großen Schwankungen.

Aus den genannten Gründen wird der Temperatursensor, üblicherweise ein NTC- Element, in den Wckelkopf bzw. zwischen zwei Wickelköpfe eingesetzt und dort zusammen mit dem Wicklungsdraht in Isolierlack eingegossen. Die freibleibenden Drahtenden des Temperatursensors werden aus der elektrischen Maschine heraus geführt. Da die genannten Temperatursensoren durch das Vergießen mit dem Wicklungsdraht nicht austauschbar sind, werden in die Wicklung mehrere Temperatursensoren eingesetzt, so dass bei Ausfall eines Sensors die Temperatursignale von dem oder von den verbleibenden Sensoren geliefert werden. Die Temperaturerfassung erfolgt also redundant durch mehrere Sensoren. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Anbringung eines Temperatursensors an einer elektrischen Maschine zu schaffen, so dass unterschiedliche und funktionssichere Anbindungskonzepte des Temperatursensors an die elektrische Maschine realisiert werden können, wobei die Vorrichtung zur Temperaturerfassung einfach und schnell austauschbar sein soll.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Temperaturerfassung für eine elektrische Maschine gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Anbringung eines Temperatursensors an einer elektrischen Maschine zu schaffen, das für unterschiedliche und funktionssichere Anbindungskonzepte des Temperatursensors an die elektrische Maschine realisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Anbringung eines Temperatursensors an einer elektrischen Maschine gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 10 umfasst.

Die Vorrichtung zur Anbringung eines Temperatursensors an einer elektrischen Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass diese aus einem Tragarm und einem federnden Arm aufgebaut ist. Der federnde Arm ist mit dem Tragarm verbunden. Ein Sensorhalter ist an einem freien Ende des federnden Arms angebracht. Ein Temperatursensorkörper ist kraftschlüssig und lösbar im Sensorhalter gehaltert. Der Temperatursensor ist im Temperatursensorkörper eingebettet. Der Vorteil ist, dass der Temperatursensor bzw. der Temperatursensorkörper nicht innerhalb der Wicklung bzw. des Wickelkopfes angeordnet ist und die zu messende Temperatur mittels geeigneter Anbindung an einer Stelle außerhalb der Wicklung gemessen wird. Hierdurch besteht bei Bedarf (Versagen des Temperatursensors) die Möglichkeit, den Temperatursensorkörper oder die gesamte Vorrichtung mit dem Temperatursensorkörper auf einfache Weise auszutauschen.

Der Temperatursensorkörper ist derart im Sensorhalter gehaltert, dass eine Erfassungsfläche des Temperatursensorkörpers frei zugänglich ist. Der Vorteil der freien Zugänglichkeit der Erfassungsfläche des

Temperatursensorkörpers ist, dass für die Temperaturfassung der Temperatursensor im Temperatursensorkörper mit einer genügend großen Fläche mit der Oberfläche des Objekts, von dem die Temperatur erfasst werden soll, in Kontakt ist. Der Temperatursensorkörper ist derart ausgestaltet, dass er den Temperatursensorchip, die Führungsdrähte des Temperatursensorchips und die Verbindung zu den Leitungsdrähten des Temperatursensors vollständig umgibt. Die Leitungsdrähte des Temperatursensors werden vom Temperatursensorkörper nur zum Teil umgeben, so dass diese an den Temperatursensorkörper sicher angebunden sind. Die Leitungsdrähte können zur Herausführung aus dem Sensorhalter an einer Seitenwand in entsprechenden Ausformungen klemmend gehaltert werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Tragarm ein erstes Befestigungselement ausgebildet haben, das die Vorrichtung in radialer Richtung an einem Verschaltungsträger der elektrischen Maschine örtlich festlegt. Ein zweites Befestigungselement des Tragarms fixiert die Vorrichtung in axialer Richtung am Verschaltungsträger der elektrischen Maschine.

Durch die örtliche Festlegung der Vorrichtung durch das erste und zweite Befestigungselement resultiert eine betriebssichere und dennoch lösbare Montierung der Vorrichtung an einem Verschaltungsträger einer Statorwicklung der elektrischen Maschine.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform ist das erste Befestigungselement des Tragarms eine Nase, die formschlüssig mit einem Verschaltungsring des Verschaltungsträgers zusammenwirkt. Das zweite Befestigungselement hat einen Durchbruch ausgebildet, in den eine Nase eines radial außen liegenden Verschaltungsrings formschlüssig eingreift.

Der Vorteil der Nase des Tragarms und der Nase des radial außenliegenden Verschaltungsrings ist, dass dadurch eine lagerichtige und zweiachsige Fixierung der Vorrichtung in radialer Richtung und inaxialer Richtung der elektrischen Maschine möglich ist. Zur lagerichtigen Anbringung der Vorrichtung an der elektrischen Maschine sind für den Tragarm der Vorrichtung am radial außen liegenden Verschaltungsring jeweils zwei Positionierhilfen und an mindestens einem weiteren Verschaltungsring jeweils zwei Positionierhilfen ausgebildet. Der Vorteil der Positionierhilfen ist, dass die Vorrichtung an der dafür vorgesehenen Stelle an der elektrischen Maschine angebracht und somit das Ineinandergreifen der Befestigungselemente und der Nasen ermöglicht wird.

Gemäß eine möglichen Ausführungsform ist der federnde Arm der Vorrichtung derart ausgebildet, dass der im Sensorhalter gehalterte Temperatursensorkörper mit seiner Erfassungsfläche in radialer Richtung zum Verschaltungsträger hin an der Statorwicklung unter mechanischem Druck anliegt.

Der Vorteil der Montage der Vorrichtung am Verschaltungsträger der elektrischen Maschine ist, dass durch den federnden Arm eine Federkraft in radialer Richtung zum Zentrum des Verschaltungsträgers der elektrischen Maschine erzeugt wird. Der Temperatursensorkörper mit dem Temperatursensor wird somit seitlich an die Statorwicklung gepresst, was in einem dauerhaften und flächigen Kontakt mit der Statorwicklung resultiert (unabhängig von Erschütterungen und/oder Vibrationen).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der federnde Arm derart ausgebildet, dass der im Sensorhalter der Vorrichtung gehalterte Temperatursensorkörper mit seiner Erfassungsfläche in axialer Richtung auf der Statorwicklung unter mechanischem Druck anliegt.

Der Vorteil dieser Ausgestaltung der Vorrichtung ist, dass der Temperatursensorkörper mit dem Temperatursensor axial auf die Oberfläche der Satorwicklung gepresst wird.

Die Federkrafteinwirkung durch den federnden Arm der Vorrichtung sorgt für einen in axialer Richtung wirkenden, dauerhaften und betriebssicheren Kontakt mit der Oberfläche der Statorwicklung. Durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung erzielt man, dass diese wenig Bauraum in axialer Richtung beansprucht.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist die aus dem Tragarm, dem federnden Arm , dem Sensorhalter, dem ersten Befestigungselement und dem zweiten Befestigungselement bestehende Vorrichtung einstückig aufgebaut. Zwischen dem Tragarm der Vorrichtung und dem federnden Arm der Vorrichtung ist eine Verjüngung ausgebildet, die für die federnde Eigenschaft des federnden Arms sorgt. Die Vorrichtung kann mittels Spritzgießen aus einem geeigneten Kunststoff geformt werden.

Der quaderförmige Temperatursensorkörper besteht aus einem Schrumpfschlauch, der nach dem Schrumpfen eine im Wesentlichen rechteckige Quaderform annimmt. Der durch den Schrumpfschlauch gebildete Temperatursensorkörper umschließt somit das Paar der Führungsdrähte, die elektrisch mit dem Temperatursensorchip verbunden sind und einen Teil der Leitungsdrähte. Die Leitungsdrähte sind jeweils mit den Führungsdrähten verschweißt. Der Sensorhalter der Vorrichtung besteht aus einem Boden, zwei kurzen Seitenwänden und zwei langen Seitenwänden. Dadurch bildet der Sensorhalter im Wesentlichen eine Wannenform, in der der Temperatursensorkörper aufgenommen werden kann. Die zwei langen Seitenwände können gemäß einer möglichen Ausführungsform jeweils mindestens einen nach innen gerichteten Vorsprung ausgebildet haben. Die Vorsprünge haltern den Temperatursensorkörper kraftschlüssig klemmend und lösbar in dem Sensorhalter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Sensorhalters besitzt dieser eine Wannenform und bildet zumindest an den langen Seitenwände eine Ausformschräge aus. Durch die Ausformschräge der zumindest langen Seitenwände des Sensorhalters kann der Temperatursensorkörper klemmend im Sensorhalter gehalten werden.

Durch die im Wesentlichen rechteckige Quaderform des Schrumpfschlauchs (Temperatursensorkörpers) besitzt dieser eine Erfassungsfläche, die mit der Erfassungsobjektoberfläche in Kontakt kommt. Die Erfassungsfläche ist ein ebene und stabile Fläche. Ebenso liegt durch die Befestigung des Temperatursensorkörpers im wannenförmigen Sensorhalter mindestens die Erfassungsfläche des Temperatursensorkörpers nach außen frei.

Der Vorteil der gegenwärtigen Erfindung ist, dass die Vorrichtung, die den Temperatursensorkörper trägt, den Temperatursensor umfasst und lösbar an der elektrischen Maschine fixiert werden kann. Mittels der Erfindung ist es möglich, unterschiedliche Anbindungskonzepte für die unterschiedlichen Wickeltechnologien (Einzelzahn-, Hairpin- oder Wellenwicklung) der Statorwicklung zu ermöglichen. Dabei wird der Temperatursensor nicht innerhalb der Statorwicklung bzw. des Wickelkopfes angeordnet, um dort direkt die Temperatur zu messen. Die zu messende Temperatur kann mittels geeigneter Anbindung der Vorrichtung an einer Stelle außerhalb der Statorwicklung bestimmt werden. Die Stelle ist aufgrund ihrer definierten Geometrie für die Kontaktierung des Temperatursensorkörpers gut geeignet. Hierdurch wird einerseits der Vorteil erzielt, dass der Temperatursensor bzw. der Temperatursensorkörper nicht in die Wicklung eingebracht werden muss; andererseits ist es bei Bedarf auf einfache Weise möglich, den Temperatursensor auszutauschen.

Das Verfahren zum Anbringen bzw. Positionieren eines Temperatursensors an einer Statorwicklung einer elektrischen Maschine zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus:

• Positionieren eines T ragarms einer Vorrichtung zur Anbringung des Temperatursensors an einer elektrischen Maschine in Bezug auf Positionierhilfen von mindestens zwei Verschaltungsringen eines Verschaltungsträgers;

• Bringen eines ersten Befestigungselements des Tragarms der Vorrichtung in Anlage mit einem Verschaltungsring eines Verschaltungsträgers, so dass die Vorrichtung in radialer Richtung am Verschaltungsträger festgelegt wird;

• Bringen einer Nase eines radial außenliegenden Verschaltungsrings des Verschaltungsträgers in formschlüssigen Eingriff mit einem zweiten Befestigungselement des Tragarms der Vorrichtung, so dass die Vorrichtung in axialer Richtung am Verschaltungsträger festgelegt wird; und

• Drücken mit mechanischer Kraft eine Erfassungsfläche eines Temperatursensorkörpers eines federnden Arms der Vorrichtung in Kontakt mit der Statorwicklung der elektrischen Maschine.

Der Vorteil des Verfahrens ist einerseits, dass der Temperatursensor nicht durch einen aufwendigen Prozessschritt in der Statorwicklung angebracht werden muss. Durch die Erfindung besteht die Möglichkeit, den Temperatursensorkörper, der den Temperatursensor umschließt auf einfache Weise anzubringen bzw. austauschen zu können. Hinzu kommt, dass der federnde Arm der Vorrichtung beim Anbringen für einen dauerhaften und mittels eines mechanischen Drucks beaufschlagten Temperatursensorkörper sorgt, der mit seiner Erfassungsfläche an der Statorwicklung anliegt bzw. in Kontakt ist. Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun die Erfindung und ihre Vorteile durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dadurch die Erfindung auf das gezeigte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Temperatursensorkörpers, der den Temperatursensorchip umgibt.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Sensorhalters zur Aufnahme des Temperatursensorkörpers. Figur 3 zeigt eine Montagerichtung des Temperatursensorkörpers in Bezug auf den Sensorhalter.

Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf den Sensorhalter (Ausführungsform aus Fig. 2) und den im Sensorhalter montierten und gehalterten Temperatursensorkörper des Temperatursensors. Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Sensorhalters und des im Sensorhalter montierten und gehalterten Temperatursensorkörpers des Temperatursensors.

Figur 6 zeigt eine Schnittansicht des im Sensorhalter montierten

Temperatursensorkörpers entlang der in Fig 5 gekennzeichneten Schnittline A-A. Figur 7 zeigt eine Schnittansicht des im Sensorhalter montierten Temperatursensorkörpers entlang der in Fig 5 gekennzeichneten Schnittline B-B.

Figur 8 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anbringung des Temperatursensors an einer elektrischen Maschine.

Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 8.

Figur 10 zeigt eine Teilschnittansicht der Anfangsphase des Anbringens der Vorrichtung aus Fig. 8 an einer elektrischen Maschine.

Figur 11 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Teils der elektrischen Maschine mit der montierten Vorrichtung gemäß der Ausführungsform aus Fig. 8.

Figur 12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Wicklungskopfes der elektrischen Maschine mit der montierten Vorrichtung gemäß der Ausführungsform aus Fig. 8.

Figur 13 zeigt eine Seitenansicht einerweiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anbringung des Temperatursensors an einer elektrischen Maschine. Figur 14 zeigt eine perspektivische Ansicht der weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 13.

Figur 15 zeigt eine Teilschnittansicht der Anfangsphase des Anbringens der Vorrichtung aus Fig. 13 an einer elektrischen Maschine.

Figur 16 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Teils der elektrischen Maschine mit der montierten Vorrichtung gemäß der Ausführungsform aus Fig. 13. Figur 17 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Wicklungskopfes der elektrischen Maschine mit der montierten Vorrichtung gemäß der weiteren Ausführungsform aus Fig. 13.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die Figuren stellen lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, ohne jedoch die Erfindung auf die dargestellten Ausführungsbeispiele zu beschränken.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Temperatursensors 1 , der von einem Temperatursensorkörper 2 umgeben ist. Im Temperatursensorkörper 2 ist ein Temperatursensorchip 4 eingegossen. Der Temperatursensorchip 4 ist bevorzugt als ein NTC- oder PTC-Widerstandselement ausgebildet. Ebenfalls ist ein Paar Führungsdrähte 6 vorgesehen, die elektrisch mit dem Temperatursensorchip 4 verbunden sind. Der Temperatursensor 1 besitzt Leitungsdrähte 5, die wiederum jeweils über eine entsprechende Verbindung 7 mit den Führungsdrähten 6 des Temperatursensorchips 4 verschweißt bzw. elektrisch leitend verbunden sind. Der Temperatursensorkörper 2 umgibt sowohl den Temperatursensorchip 4, die Führungsdrähte 6 als auch einen Teil der Leitungsdrähte 5. Der Temperatursensorkörper 2 besitzt eine im Wesentlichen rechteckige Quaderform.

Der Temperatursensorkörper 2 wird mittels eines Schrumpfschlauchs 10 realisiert. Dieser Schrumpfschlauch 10 weist eine im Wesentlichen rechteckige Quaderform auf und definiert somit eine Erfassungsfläche 12, über die die Temperatur erfasst wird. Die Erfassungsfläche 12 des Temperatursensorkörpers 2 ist als ebene und stabile Fläche ausgebildet und somit, wie in Fig. 3 gezeigt, mit dem Boden 13 des Sensorhalters 9 in vollflächigem Kontakt, wenn der Temperatursensorkörper 2 im Sensorhalter 9 montiert ist.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Sensorhalter 9 zur Aufnahme des Temperatursensorkörpers 2 (siehe Fig. 1). Der Sensorhalter 9 besteht aus einem Boden 13, zwei kurzen Seitenwänden 14 und zwei langen Seitenwänden 16. Eine der kurzen Seitenwände 14 hat Ausformungen 17 für die Durchführung bzw. Montage der beiden Leitungsdrähte 5 (siehe Fig. 1) des Temperatursensorchips 4 ausgebildet. Der Sensorhalter 9 hat im Wesentlichen eine Wannenform, so dass der Sensorhalter 9 gegenüber dem Boden 13 offen und frei zugänglich ist. Die beiden langen Seitenwände

16 haben jeweils zwei nach Innen gerichtete Vorsprünge 18 ausgeformt. Diese Vorsprünge 18 dienen zum sicheren und lösbaren Haltern des Temperatursensorkörpers 2 im Sensorhalter 9. Bevorzugt ist der Sensorhalter 9 durch Kunststoff-Spritzgießen geformt.

Figur 3 zeigt eine Montagerichtung M des Temperatursensorkörpers 2 des Temperatursensors 1 im Sensorhalter 9. Dabei wird der Temperatursensorkörper 2 gleichmäßig und parallel, wie durch die Montagerichtung M dargestellt, in den Sensorhalter 9 eingesetzt. Zum Ende der Montage des Temperatursensorkörpers 2 in den Sensorhalter 9 sollen die Erfassungsfläche 12 des Temperatursensorkörpers 2 und der Boden 13 des Sensorhalters 9 parallel zueinander ausgerichtet sein. Die Leitungsdrähte 5 des Temperatursensors 1 sind ebenfalls parallel zu den Ausformungen

17 in einer der kurzen Seitenwände 14 des Sensorhalters 9 ausgerichtet.

Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf den Sensorhalter 9 und den im Sensorhalter 9 montierten und gehalterten Temperatursensorkörper 2 des Temperatursensors 1. Der Temperatursensorkörper 2 wird durch die Vorsprünge 18 der langen Seitenwände 16 des Sensorhalters 9 geklemmt und geht somit auf Pressung. Der Temperatursensorkörper 2 ist somit kraftschlüssig und lösbar im Sensorhalter 9 gehaltert. Die Stellen des Sensorhalters 9, an denen die kraftschlüssige Halterung stattfindet, sind mit jeweils einem gestrichelt-gepunkteten Bereich B1 gekennzeichnet.

Die Leitungsdrähte 5 des Temperatursensors 1 sind mittels der beiden Ausformungen 17 außerhalb des Sensorhalters 9 geführt. Durch die Ausformungen 17 können somit die Leitungsdrähte 5 ebenfalls im Sensorhalter 9 lösbar fixiert werden. Die Fixierung der Leitungsdrähte 5 des Temperatursensors 1 ist mit einem gestrichelten Bereich B2 gekennzeichnet.

Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Sensorhalters 9 und des im Sensorhalter 9 montierten und gehalterten Temperatursensorkörpers 2 des Temperatursensors 1. Im Gegensatz zur Beschreibung der Fig 2, besteht der Sensorhalter 9 aus einem Boden 13 (siehe Fig. 3), einer kurzen Seitenwand 14 und zwei langen Seitenwänden 16, die mit der einen kurzen Seitenwand 14 verbunden sind. Gegenüber der kurzen Seitenwand 14 ist zwischen beiden langen Seitenwänden 16 eine Insel 15 ausgebildet. Die Insel 15 separiert zwei Ausformungen 17 für die Durchführung bzw. klemmende Montage der beiden Leitungsdrähte 5 des Temperatursensorchips 4.

Wie bereits in der Beschreibung zu Fig. 1 erwähnt, umgibt der Temperatursensorkörper 2 sowohl den Temperatursensorchip 4, die Führungsdrähte 6 als auch einen Teil der Leitungsdrähte 5. Der Temperatursensorkörper 2 ist mit einem Schrumpfschlauch 10 realisiert, der im Wesentlichen eine rechteckige Quaderform aufweist. Die Quaderform der Temperatursensorkörper 2 bildet somit eine Erfassungsfläche 12 (siehe Fig. 6) aus, die mit der Erfassungsoberfläche (nicht dargestellt), wie z.B. einer Statorwicklung 36 (siehe Figur 10), in Kontakt kommt. Die Erfassungsfläche 12 ist als ebene und stabile Fläche ausgebildet.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform besteht der Sensorhalter 9 aus zwei langen Seitenwänden 16 und einer die zwei langen Seitenwände 16 verbindenden kurzen Seitenwand 14. Gegenüber der kurzen Seitenwand 14 hat der Sensorhalter 9 eine Insel 15 ausgebildet, die zwei Ausformungen 17 definiert, die für die Durchführung bzw. die klemmende Montage der Leitungsdrähte 5 dient.

Der Sensorhalter 9, wie er in den Figuren 5 bis 7 dargestellt ist, wird beispielsweise durch einen Spritzgießprozess aus Kunststoff geformt. Figur 6 zeigt eine Schnittansicht des im Sensorhalter 9 montierten Temperatursensorkörpers 2 entlang der in Fig 5 gekennzeichneten Schnittline A-A und Figur 7 zeigt eine Schnittansicht des im Sensorhalter 9 montierten Temperatursensorkörpers 2 entlang der in Fig 5 gekennzeichneten Schnittline B-B. Aus den beiden Darstellungen ist ersichtlich, dass der Sensorhalter 9 gegenüber dem Boden 13 offen ist und der im Sensorhalter 9 gehalterte Temperatursensorkörper 2 die Erfassungsfläche 12, die somit frei zugänglich ist, definiert.

Wie aus der Darstellung der Fig. 6 ersichtlich ist, wird die Wannenform des Sensorhalters 9 mit einer Ausformschräge 19 ausgebildet. Durch die Ausformschräge 19, die zumindest die langen Seitenwände 16 des Sensorhalter 9 besitzen, wir der Temperatursensorkörper 2 klemmend im Sensorhalter 9 gehaltert.

Figur 7 zeigt eine Schnittansicht des im Sensorhalter 9 montierten Temperatursensorkörpers 2 entlang der in Fig 5 gekennzeichneten Schnittline B-B.

Auch die Insel 15 hat beidseitig jeweils eine Ausformschräge 19 ausgebildet. Die Ausformschräge 19 der Insel 15 und die Ausformschräge 19 der langen Seiten 16 zusammen sorgen für eine klemmende Montage der Leitungsdrähte 5.

Figur 8 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur Anbringung des Temperatursensors 1 an einer elektrischen Maschine 30 (siehe Fig. 10). Die Darstellung der Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 aus Fig. 8. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 besteht aus einem Tragarm 101 und einem federnden Arm 102, der mit dem Tragarm 101 verbunden ist. Der Sensorhalter 9 ist an einem freien Ende 103 des federnden Arms 102 angebracht. Der Sensorhalter 9 haltert den Temperatursensorkörper 2, so dass eine Erfassungsfläche 12 des Temperatursensors 1 bzw. des Temperatursensorkörpers 2 frei zugänglich ist. Der Tragarm 101 hat ein erstes Befestigungselement 104 ausgebildet, das die Vorrichtung 100 in radialer Richtung R (siehe Fig. 10) an einem Verschaltungsträger 35 (siehe Fig. 10) der elektrischen Maschine 30 (siehe Fig. 11) fixiert. Ein zweites Befestigungselement 105 fixiert die Vorrichtung 100 in axialer Richtung A (siehe Fig. 10) am Verschaltungsträger 35 der elektrischen Maschine 30.

Figur 10 zeigt eine Teilschnittansicht der Anfangsphase des Anbringens der Vorrichtung 100 aus Fig. 8 an eine elektrische Maschine 30. Das lagerichtige Positionieren der Vorrichtung 100 an der elektrischen Maschine 30 wird durch Positionierhilfen 37 ermöglicht, die auf dem Verschaltungsträger 35 ausgebildet sind. Im Verschaltungsträger 35 sind die Ringleiter 39 geführt. Zur sicheren und lösbaren Montage der Vorrichtung 100 am Verschaltungsträger 35 besitzt der Tragarm 101 das erste Befestigungselement 104, mit dem die Vorrichtung 100 in radialer Richtung R am Verschaltungsträger 35 der elektrischen Maschine 30 positioniert wird. Das zweite Befestigungselement 105 fixiert die Vorrichtung 100 in axialer Richtung A am Verschaltungsträger 35 der elektrischen Maschine 30. Während der Anfangsphase des Anbringens der Vorrichtung 100 wird der federnde Arm 102 mit dem Sensorhalter 9 und dem daran montierten Temperatursensorkörper 2 in einen Aufnahmeraum 38 zwischen der Statorwicklung 36 und dem Motorgehäuse 31 eingeführt.

Figur 11 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Teils der elektrischen Maschine 30 mit der am Verschaltungsträger 35 montierten Vorrichtung 100, die gemäß der Ausführungsform aus Fig. 8 ausgebildet ist. Das erste Befestigungselement 104 des Tragarms 101 , welches als eine Nase oder Haken ausgebildet ist, wirkt formschlüssig mit einem Verschaltungsring 34 des Verschaltungsträgers 35 zusammen. Die Vorrichtung 100 ist dadurch in radialer Richtung R fixiert. Das zweite Befestigungselement 105 (siehe Fig. 10) definiert einen Durchbruch 106, in den eine Nase 33 eines radial außenliegenden Verschaltungsrings 34R formschlüssig eingreift. Die Vorrichtung 100 ist dadurch in radialer Richtung R fixiert. Durch den federnden Arm 102 der Vorrichtung 100 liegt der im Sensorhalter 9 montierte Temperatursensorkörper 2 an einer Stelle 20 an der Statorwicklung 36 unter mechanischem Druck an.

Figur 12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Verschaltungsträgers 35 der elektrischen Maschine 30 mit der montierten Vorrichtung 100 (gemäß der Ausführungsform aus Fig. 8). Die Vorrichtung 100 ist mit dem Tragarm 101 zwischen den Positionierhilfen 37, die auf dem radial außenliegenden Verschaltungsring 34R und einem weiteren Verschaltungsring 34 ausgebildet sind, auf dem Verschaltungsträger 35 positioniert. Der federnde Arm 102 drückt bzw. presst mit einer Federkraft F den Sensorhalter 9 gegen die Statorwicklung 36. Wie der Fig. 11 zu entnehmen ist, liegt somit der Temperatursensorkörper 2 an der definierten Stelle 20 mit der Erfassungsfläche 12 (siehe Fig. 3 oder Fig. 6) im Wesentlichen vollflächig und stabil an der Statorwicklung 36 an.

Figur 13 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur Anbringung des Temperatursensors 1 an einer elektrischen Maschine 30. Figur 14 zeigt eine perspektivische Ansicht der weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 aus Fig. 13. Der Tragarm 101 der Vorrichtung 100 ist L-förmig und besitzt einen langen Schenkel 107 und einen kurzen Schenkel 108. Der lange Schenkel 107 hat das erste Befestigungselement 104 ausgebildet und der kurze Schenkel 108 hat das zweite Befestigungselement 105 ausgebildet, das ein Durchbruch 106 ist. An den kurzen Schenkel 108 schließt der federnde Arm 102 an, der am freien Ende 103 den Sensorhalter 9 trägt.

Figur 15 zeigt eine Teilschnittansicht der Anfangsphase des Anbringens der Vorrichtung 100 aus Fig. 13 bzw. 14 an die elektrische Maschine 30. Die Ausführungsform der Vorrichtung 100 (siehe Fign. 13 und 14) und die Anbringung dieser Vorrichtung 100 unterscheidet sich im Wesentlichen nur darin, dass der Temperatursensorkörper 2 (siehe Fig. 16) in axialer Richtung A auf die Oberfläche 36S der Statorwicklung 36 gepresst wird. Das Anbringen bzw. die Montage der Vorrichtung 100 gestaltet sich sehr ähnlich zu der Ausführungsform der Vorrichtung 100 der Fign 8 und 9.

Wie aus der Fig. 15 ersichtlich ist, wird die Vorrichtung 100 derart an den Verschaltungsträger 35 angesetzt, dass der Sensorhalter 9 mit dem Temperatursensorkörper 2 über der Oberfläche 36S der Statorwicklung 36 angeordnet ist. Während der Anfangsphase des Anbringens der Vorrichtung 100 wird der federnde Arm 102 mit dem Sensorhalter 9 und dem daran montierten Temperatursensorkörper 2 über den Aufnahmeraum 38 zwischen die Statorwicklung 36 und dem Verschaltungsträger 35 gebracht. Der Aufnahmeraum 38 ist der Raum zwischen dem Motorgehäuse 31 und der Statorwicklung 36. Für die Fixierung bzw. Montage der Vorrichtung 100 am Verschaltungsträger 35 ist das erste Befestigungselement 104 (siehe Fig 13 oder 14) des Tragarms 101 , welches als eine Nase oder Haken ausgebildet ist, einem Verschaltungsring 34 des Verschaltungsträger 35 zugeordnet.

Der Durchbruch 106 des Tragarms 101 ist der Nase 33 des radial außenliegenden Verschaltungsrings 34R des Verschaltungsträgers 35 zugeordnet.

Figur 16 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Teils der elektrischen Maschine 30 mit der montierten Vorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform aus Fig. 13. Das erste Befestigungselement 104 (siehe Fig 13 oder 14) des Tragarms 101 , welches als eine Nase oder Haken ausgebildet ist, wirkt formschlüssig mit einem Verschaltungsring 34 des Verschaltungsträgers 35 zusammen. Die Vorrichtung 100 ist dadurch in radialer Richtung R fixiert. In den Durchbruch 106 des zweiten Befestigungselements 105 (siehe Fig 13 oder 14) greift eine Nase 33 des außenliegenden Verschaltungsrings 34R formschlüssig ein. Die Vorrichtung 100 ist dadurch in radialer Richtung A fixiert. Durch den federnden Arm 102 der Vorrichtung 100 liegt der im Sensorhalter 9 montierte Temperatursensorkörper 2 an einer Stelle 20 auf der Oberfläche 36S der Statorwicklung 36 unter mechanischen Druck an. Der federnde Arm 102 drückt bzw. presst mit einer

Federkraft F den Sensorhalter 9 gegen die Stelle 20 auf der Statorwicklung 36.

Figur 17 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Verschaltungsträgers 35 der elektrischen Maschine 30 mit der montierten Vorrichtung 100 gemäß der weiteren Ausführungsform aus Fig. 13. Die Vorrichtung 100 ist mit dem langen Schenkel 107 des Tragarms 101 zwischen den Positionierhilfen 37, die auf dem radial außenliegenden Verschaltungsring 34R und einem weiteren Verschaltungsring 34 ausgebildet sind, auf dem Verschaltungsträger 35 positioniert. Der federnde Arm 102 verschwindet bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung 100 unter dem Verschaltungsring 34, um mit einer Federkraft F (nur in Fig. 16 dargestellt) den Sensorhalter 9 gegen die Statorwicklung 36 (siehe Fig. 16) zu pressen. Bei der Ausführungsform der Vorrichtung 100 (siehe Fig. 13) wirkt die Kraft des federnden Arms 102 in axialer Richtung A. Diese Ausführungsform der Vorrichtung 100 kann bei einem radialen knappen Aufbau der elektrischen Maschine 30 Anwendung finden.

Es wird angenommen, dass die vorliegende Offenbarung und viele der darin erwähnten Vorteile durch die vorhergehende Beschreibung verständlich werden. Es ist offensichtlich, dass verschiedene Änderungen in Form, Konstruktion und Anordnung der Bauteile durchgeführt werden können, ohne von dem offenbarten Gegenstand abzuweichen. Die beschriebene Form ist lediglich erklärend, und es ist die Absicht der beigefügten Ansprüche, solche Änderungen zu umfassen und einzuschließen. Dementsprechend sollte der Umfang der Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein. Bezugszeichenliste

Temperatursensor

T emperatursensorkörper

Temperatursensorchip

Leitungsdrähte

Führungsdraht

Verbindung

Sensorhalter

Schrumpfschlauch

Erfassungsfläche

Boden kurze Seitenwand Insel lange Seitenwand

Ausformung

Vorsprung

Ausformschräge

Stelle elektrische Maschine

Motorgehäuse 33 Nase

34 Verschaltungsring

34R Verschaltungsring

35 Verschaltungsträger 36 Statorwicklung

36 S Oberfläche

37 Positionierhilfe

38 Aufnahmeraum

39 Ringleiter 100 Vorrichtung

101 Tragarm

102 federnder Arm

103 freies Ende

104 erstes Befestigungselement 105 zweites Befestigungselement

106 Durchbruch

107 langer Schenkel

108 kurzer Schenkel

A axiale Richtung A-A Schnittline B1 Bereich

B2 Bereich

B-B Schnittline

F Federkraft M Montagerichtung

R radiale Richtung

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung (100) zur Anbringung eines Temperatursensors (1) an einer elektrischen Maschine (30), gekennzeichnet durch,

- einen Tragarm (101);

- einen federnden Arm (102), der mit dem Tragarm (101) verbunden ist;

- einen Sensorhalter (9), der an einem freien Ende (103) des federnden Arms (102) angebracht ist; und - einen Temperatursensorkörper (2), der kraftschlüssig und lösbar im Sensorhalter (9) gehaltert ist.

2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 , wobei der Temperatursensorkörper (2) derart im Sensorhalter (9) gehaltert ist, dass eine Erfassungsfläche (12) des Temperatursensorkörper (2) frei zugänglich ist. 3. Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Tragarm

(101) ein erstes Befestigungselement (104), das die Vorrichtung (100) in radialer Richtung (R) an einem Verschaltungsträger (35) der elektrischen Maschine (30) fixiert, und ein zweites Befestigungselement (105), das die Vorrichtung (100) in axialer Richtung (A) am Verschaltungsträger (35) der elektrischen Maschine (30) fixiert, ausgebildet hat.

4. Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei das erste Befestigungselement (104) des Tragarms (101) eine Nase ist, die formschlüssig mit einem Verschaltungsring (34) des Verschaltungsträgers (35) zusammenwirkt und das zweite Befestigungselement (105) einen Durchbruch (106) ausgebildet hat, in den eine Nase (33) in einen radial außenliegenden Verschaltungsring (34R) formschlüssig eingreift.

5. Vorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei für den Tragarm (101) am radial außenliegenden Verschaltungsring (34R) jeweils zwei Positionierhilfen (37) und an mindestens einem weiteren Verschaltungsring (34) jeweils zwei Positionierhilfen (37) ausgebildet sind. 6. Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der federnde Arm (102) derart ausgebildet ist, dass der im Sensorhalter (9) gehalterte Temperatursensorkörper (2) mit seiner Erfassungsfläche (12) in radialer Richtung (R) zum Verschaltungsträger (35) hin an der Statorwicklung (36) unter mechanischen Druck anliegt. 7. Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei der federnde Arm (102) derart ausgebildet ist, dass der im Sensorhalter (9) gehalterte Temperatursensorkörper (2) mit seiner Erfassungsfläche (12) in axialer Richtung (A) auf der Statorwicklung (36) unter mechanischem Druck anliegt.

8. Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) aus dem Tragarm (101), dem federnden Arm (102), dem

Sensorhalter (9), dem ersten Befestigungselement (104) und dem zweiten Befestigungselement (105) einstückig aufgebaut ist.

9. Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Temperatursensorkörper (2) quaderförmig ist und einen Temperatursensorchip (4), Führungsdrähte (6) des Temperatursensorchips (4), eine Verbindung (7) zu den Leitungsdrähten (5) des Temperatursensors (1) vollständig und die Leitungsdrähte (5) des Temperatursensors (1) zum Teil umgibt.

10. Verfahren zum Anbringen bzw. Positionieren eines Temperatursensors (1) an einer Statorwicklung (36) einer elektrischen Maschine (30), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Positionieren eines Tragarms (101) einer Vorrichtung (100) zur Anbringung des Temperatursensors (1) an einer elektrischen Maschine (30) in Bezug auf Positionierhilfen (37) von mindestens zwei Verschaltungsringen (34) eines Verschaltungsträgers (35);

• Bringen eines ersten Befestigungselements (104) des Tragarms (101) der Vorrichtung (100) in Anlage mit einem Verschaltungsring (34) eines Verschaltungsträgers (35), so dass die Vorrichtung (100) in radialer Richtung (R) am Verschaltungsträger (35) festgelegt wird;

• Bringen einer Nase (33) eines radial außenliegenden Verschaltungsrings (34R) des Verschaltungsträgers (35) in formschlüssigen Eingriff mit einem zweiten Befestigungselement (105) des Tragarms (101) der Vorrichtung (100), so dass die Vorrichtung (100) in axialer Richtung (A) am Verschaltungsträger (35) festgelegt wird; und

• Drücken mit mechanischer Kraft eines federnden Arms (102) der Vorrichtung (100) eine Erfassungsfläche (12) eines Temperatursensorkörpers (2) in Kontakt mit der Statorwicklung (36) der elektrischen Maschine (30).