电机的制作方法

1.本发明涉及电机，该电机包括：定子；转子，该转子可以相对于定子旋转；温度感测装置，该温度感测装置用于感测定子的温度，该温度感测装置包括温度传感器；以及转子感测装置，该转子感测装置用于感测转子的旋转速度和/或旋转位置。


背景技术：

2.这样的电机例如用作用于机动车辆比如汽车、卡车、公共汽车或其他商用车辆的驱动器。这样的电机可以连接到传动系中或者用作混合动力车辆或电动车辆的毂驱动器。例如，从de 10 2017 116 232 a1中已知在混合动力车辆中使用的已知电机，在其中公开了用于机动车辆的传动系的具有转子位置传感器和温度传感器的混合动力模块。
3.因此，在已知的申请中已经使用了感测与电机的操作有关的不同参数的各种传感器。一种是用于感测与相对于定子的旋转速度或旋转位置有关的转子信息、即旋转和/或角度信息的传感器，为此目的，对应的转子状态感测传感器用作转子感测装置的一部分。另一方面，使用温度传感器作为用于感测定子的温度的温度感测装置的一部分，其中，ntc或ptc电阻元件主要用作传感器。
4.为了在操作期间使扭转和公差对传感器的影响最小，传感器尽可能靠近待感测的电机或部件安装，其中，传感器通常集成在电机的壳体中。然而，已经被证明不利的是，传感器通常必须例如经由螺钉连接件独立地连接至电机的壳体，这意味着每个传感器或感测装置均为也必须单独安装的单独部件。因此，具有相对较高的安装工作量。此外，存在用于电机的线圈的各种绕组技术、例如发夹状绕组或条波形绕组。这些绕组技术导致了非常紧密缠绕的绕组，从而使得难以将温度传感器直接安置在绕组上或绕组中，使得传感器经常必须安置在距绕组一定距离处，因此只能间接地测量绕组温度。


技术实现要素：

5.本发明基于指定一种相比之下有所改进的电机的问题。
6.为了解决该问题，在开始时提及的类型的电机中，根据本发明可以设置的是，温度感测装置和转子感测装置被连接以形成共用组件，其中，温度感测装置具有传感器部分，该传感器部分可以经由至少一个弹簧元件在两个端部位置之间移动，并且该传感器部分包括温度传感器。
7.根据本发明，温度感测装置和转子感测装置设计为共用组件，这使组装工作显著简化。这是因为只有这一个组件必须安装以便将两个感测装置定位在定子侧上。这意味着，现在，在电机的定子已经安装在机器壳体中并且在具有由定子侧转子状态感测传感器感测的部件的转子已经安装之后，单件式传感器系统被作为包括转子状态感测传感器和温度传感器的整体安装，例如安装在电机的盖上。除简化的组装之外，其也可以是自动化的，由于部件数量减小而具有更少公差，这对于传感器的正确定位是有利的。
8.关于温度传感器的正确定位或接触，本发明还设置的是，温度传感器不是永久地
安装在组件上，而是可移动的。为此目的，温度传感器布置在传感器部分上，即可以相对于整个组件或组件壳体等移动。至少一个弹簧元件用于使传感器部分在两个端部位置之间移动。由于公差可以容易地得到补偿，这种可移动性使传感器部分可以对任何公差作出极其灵活的反应，使得温度传感器可以始终正确地定位成与要被感测温度的部件直接接触。这意味着在组装模块时，最终只需要在对转子状态传感器进行定位时尽可能准确地工作，而在对温度传感器进行定位时关于间隙或距离补偿提供了高度的灵活性。
9.如所描述的，温度传感器或传感器部分经由至少一个弹簧元件被弹簧加载，使得一方面温度传感器或传感器部分可以相对于部件或部件壳体移动，但另一方面，温度传感器还可以通过限定的压力与要被感测的部件接触。有用的是，设置两个弹簧元件以弹压传感器部分，一方面用以实现足够高的接触压力和对称的应用力，并且另一方面用以在一个弹簧元件失效的情况下经由剩下的第二弹簧元件继续将温度传感器弹压到正确的位置中。
10.优选地，传感器部分可以相对于组件径向移动。如上所述，组件本身优选地布置在机器壳体或定子的盖上，并且在这种情况下优选地布置在绕组头部的区域中、即例如布置在发夹状绕组或条波形绕组的轴向端部处，以便直接测量绕组区域处的温度。为了使电机尽可能紧凑和小型化，组件优选地定位在绕组或绕组头部的内侧使得传感器部分在这种情况下可以从部件或部件壳体的外圆周径向向外移动，组件的壳体遵循圆柱形绕组的几何形状例如设计成呈圆弧区段的形式。如果组件布置在绕组或绕组头部的径向外侧，则传感器部分将自然地可以径向向内移动。
11.温度感测装置本身有力地具有壳体，传感器部分可以从壳体中移出并且可以移动到壳体中。因此，温度感测装置在很大程度上被封装，其中，尽管传感器部分具有可移动性，但是在其上布置有温度传感器的传感器部分还以很大程度密封或完全密封的方式布置在温度感测装置的壳体上。
12.在这种情况下，温度感测装置的壳体可以与转子感测装置的壳体成一体，即，组件具有共用壳体。然而，根据本发明替代性地并且优选地，温度感测装置的壳体以可拆卸的方式布置在转子感测装置的壳体上并且电联接至设置在转子感测装置的壳体上并且与下游电气装置或电子装置相关联的连接元件。这意味着组件包括两个单独的但可以以可拆卸的方式连接的壳体，一个壳体为温度感测装置壳体，另一个壳体为转子感测装置壳体。当然，由于由温度传感器提供的信号要被传递给下游电气装置或电子装置、通常为对应的控制装置或处理装置，因此还设置了温度传感器与该下游装置的可拆卸的电连接，其中，对应的接触元件设置在温度感测装置的壳体上，所述对应的接触元件在两个壳体接合时自动联接至转子感测装置的壳体上的对应的连接元件。这意味着当两个壳体连接时电连接自动闭合。
13.根据本发明，为了简单而安全的连接，温度感测装置的壳体可以具有带有u形横截面的联接部分，在u形横截面处设置有用于将温度传感器电连接至连接元件的接触元件，连接元件布置在要被容纳在联接部分中的转子感测装置的壳体的连接部分处，或者反之亦然。这意味着，优选地，温度感测装置的壳体具有包围式插入式联接部分，转子感测装置的壳体的对应的、例如平面的连接部分插入在包围式插入式联接部分中，其中，对应的接触元件和连接元件设置在包围区域中。经由这些，提供了下游电气装置或电子装置的连接以用于信号传输或者还用于温度传感器的电力供应。此外，两个壳体的几何设计当然可以相反，即，转子感测装置的壳体具有u形连接部分，然后温度传感器装置的壳体的相当平坦的联接
部分插入在u形连接部分中。
14.如上所述，当然有必要将温度传感器联接至下游电气装置或电子装置以用于信号传输或电力供应等。在两个装置的部分上的壳体不可拆卸的情况下，这例如可以借助于从温度传感器引入至部件组件的壳体上的连接插头的适当的线缆实现。然而，由于传感器部分的可移动性，这些线缆在传感器部分伸出或缩回以呈现传感部分的最终安装位置时将作为组装过程的一部分移动，这有时会对接触连接产生不利影响，线缆可能被卡住等。在可拆卸壳体的情况下，线缆连接无论如何都是不切实际的，因为否则将必须使对应的附加线缆连接件在两个壳体之间闭合。为了解决这个问题，本发明的特别有用的进一步改进方案设置的是，温度传感器经由一个或多个导电弹簧元件电联接至下游电气装置或电子装置。如所描述的，弹簧元件(多个弹簧元件)负责弹簧加载并且因此负责传感器部分的运动。根据本发明，一个或多个弹簧元件现在被结合到电气线路连接中，即，弹簧元件通过将温度传感器电联接至下游电气装置或电子装置成为信号或电流线路路径的一部分。这特别有用，因为就从可移动的传感器部分至部件组件内的固定位置连接或线路的过渡而言，不需要任何单独的线缆连接。
15.对于弹簧元件(多个弹簧元件)的电气集成，方便的是，温度传感器连接至一个或两个传感器侧触靴，弹簧元件(多个弹簧元件)在一个或两个传感器侧触靴处电接触。由于温度传感器通常具有双芯线缆，因此优选地设置了两个传感器侧触靴，其中，在这种情况下，于是还设置了两个独立的弹簧元件——每一个独立的弹簧元件用于对应的线路路径，所述两个独立的弹簧元件然后在另一个端部处分别联接至对应的连接元件。
16.对于在另一个端部处的这种联接，方便的是，一个或多个弹簧元件在另一触靴中的一个或每个另一触靴处与另一个端部电接触，另一触靴可以与转子位置感测装置的壳体上的连接元件联接。因此，一个或优选地两个对应的连接靴也设置在该端部处使得在此也提供用于弹簧元件(多个弹簧元件)的限定连接条件，其中，触靴(多个触靴)直接联接至转子位置感测装置的壳体上的对应的连接元件，而不论是设置共用组件壳体还是设置单独的、可拆卸的壳体。
17.所述弹簧元件或每个弹簧元件本身优选地设计为螺旋弹簧，所述弹簧元件或每个弹簧元件本身毫无疑问还可以设计为导电元件。然而，还可以想象的是，将所述弹簧元件或每个弹簧元件设计为弹性体部件，特别是硅树脂，其中，在电气联接也将经由该弹性体部件进行的情况下，弹性体部件要被赋予对应的导电性。
附图说明
18.下面参照附图基于示例性实施方式说明本发明。附图为示意性图示，在附图中：
19.图1示出了根据本发明的具有壳体的端盖和定子绕组以及尚未安装的组件的电机的局部视图，
20.图2示出了图1中的在组件安装在绕组内侧上的盖上的情况下的布置，
21.图3示出了图2中的温度感测装置的传感器部分与绕组上的温度传感器接触的区域的放大局部视图，
22.图4示出了在传感器部分完全地伸出的情况下的温度感测装置的立体图，
23.图5示出了在传感器部分部分地缩回的情况下的图4的温度感测装置，
24.图6示出了在传感器部分完全地缩回的情况下的温度感测装置，
25.图7示出了图5的温度感测装置的局部剖视立体图，以及
26.图8示出了转子感测装置的立体图。
具体实施方式
27.图1以分解图示出了根据本发明的电机1的局部视图，该电机比如可以用于机动车辆的驱动。所示出的是具有盖3和绕组4的定子2的一部分，绕组的绕组头部5从盖3突出。未更详细地示出但充分地了解的是，电机自然还包括可以在定子内旋转的对应的转子，该转子被对应的磁体占据并且该转子可以借助于在绕组4的一部分上产生的行进电场旋转。
28.还提供了包括温度感测装置7和转子感测装置8两者的组件6。温度感测装置7用于感测定子的温度、在这种情况下是在绕组4处的温度。转子感测装置8用于感测转子相对于定子2的旋转速度和/或旋转位置，转子感测装置具有感测布置在转子上并与转子一起旋转的部件的对应的转子位置传感器。两个单独的装置的功能也是公知的。
29.尽管两个装置7、8都是共用组件6的一部分、即共用组件的要作为单个部件安装的一部分，但是两个装置7、8可以彼此分离，即，两个装置都具有单独的壳体，如将在下面讨论的，单独的壳体可以以可拆卸的方式彼此安装。
30.如将在下面讨论的，温度感测装置7包括温度传感器，而转子感测装置8包括转子状态传感器。因此，温度感测装置和转子感测装置两者都提供对应的传感器信号并且还必须供应有电力，为此目的，在模块6上设置了对应的插入式连接件9，连接插头10将被插入到对应的插入式连接件中，连接线11从连接插头延行至用于信号处理或控制或者用于电力供应的下游电气装置或电子装置。
31.图2示出了图1的布置，其中，在此，组件6安装在定子2的盖3上。组件6安置在绕组4或绕组头部5的内圆周中，并且借助于被旋拧到盖3中的对应螺纹孔中的对应连接螺钉12在盖3上固定就位。一方面，转子状态感测装置或转子状态感测传感器被相应地定位成与转子侧部件相互作用。转子状态感测传感器为转子位置传感器，该转子位置传感器可以为分解器、涡电流传感器、gmr传感器(gmr＝巨磁电阻)或类似的类型。
32.温度感测装置7的温度传感器在组件6已经安装之后也被正确定位，并且在所示的示例中，特别是如图3中所示出的，温度感测装置的温度传感器与绕组头部5的内圆周进行限定的接触。为此目的，传感器部分13设置在温度感测装置7上，该传感器部分可以相对于组件6移动。在所示的示例中，传感器部分可以相对于组件6径向向外移动。温度传感器、通常为ptc或ntc电阻元件布置在传感器部分13的端部处并且优选地该端部处被插入或按压。温度传感器可以设置成具有适当的保护层，该保护层例如由弹性体比如硅树脂弹性体或类似物制成。在任何情况下，通过按压传感器部分13使温度传感器与绕组头部5直接接触，如将在下面讨论的，传感器部分经由两个弹簧元件被弹簧加载，并且被径向向外按压。由于这种径向的可移动性，也可以桥接距绕组头部5的更大距离并且同时使温度传感器进行限定的接触。
33.这在图4至图6中详细地示出。图4示出了具有壳体14的温度感测装置7，壳体在此具有圆柱形部分15，也为圆柱形的传感器部分13可以移动到该圆柱形部分中或从该圆柱形部分移出。温度传感器16位于传感器部分13的下部、自由、前端端部处。在图4中，传感器部
分13完全伸出，并且延伸穿过圆柱形壳体部分15中的纵向槽18的止挡元件17移动成抵靠槽的下端部。
34.图5示出了在传感器部分13部分地缩回到壳体部分15中、同时止挡元件17处于槽18的中央位置处的情况下的温度感测装置7。
35.最后，图6示出了在传感器部分13几乎完全缩回到圆柱形壳体部分15中、同时止挡元件17位于槽的上端部处的止挡位置的情况下的温度感测装置7。这意味着止挡元件17和槽18提供两个限定的端部位置、即最大伸出位置和最大缩回位置，传感器部分13和温度传感器16可以在最大伸出位置与最大缩回之间移动。该位移长度允许对距绕组头部5上的接触表面的距离进行相当大的公差相关的补偿。
36.如上面已经描述的，温度感测装置7和转子感测装置8可以彼此分离，为此目的，一方面，温度感测装置7具有壳体14，并且另一方面，转子感测装置8具有对应的壳体30。为了以简单的方式将两个壳体14、30彼此连接，但同时，如将在下面讨论的，为了经由插入式连接件9实现温度传感器16与下游电气装置或电子装置的电连接，温度感测装置7或壳体14具有带有u形横截面的联接部分19，该联接部分具有两个腿部20，在所述腿部的内侧上设置有两个接触元件21(两个接触元件在图4至图6和图7中部分地以虚线示出)。
37.参见图8，转子感测装置8或转子感测装置的壳体30具有连接部分22，该连接部分设计并定尺寸成使得连接部分可以插入腿部20之间，即，插入u形联接部分19中。两个连接元件23设置在连接部分22的两侧，当壳体14和壳体30被推到一起时，两个连接元件自动地彼此接触，使得两个壳体彼此电连接。由于两个接触元件21也同时电连接至温度传感器16，因此存在温度传感器16与连接元件23的电连接，连接元件又连接至在插入式连接件9的区域中对应的接触件，使得最终温度传感器16经由该连接元件联接至下游电气装置或电子装置。
38.图7示出了穿过温度感测装置7的剖视图，其中，以截面示出了圆柱形壳体部分15以及传感器部分13。
39.在传感器部分13处，出于保护目的而嵌入硅树脂中的温度传感器16、例如ntc电阻元件——该ntc电阻元件有时也被称为ntc珠——例如布置在传感器部分的梢部处。在此，温度传感器16经由两根连接线24连接至两个触靴25。触靴25附接至传感器部分13。
40.为了使传感器部分13相对于壳体14移动，在此以螺旋弹簧27的形式设置了两个导电弹簧元件26，所述导电弹簧元件的下端部抵靠触靴25搁置，因此对触靴进行弹簧加载。弹簧元件26的另外的端部支承在其他触靴28上，这些触靴28固定在壳体14中并且连接至两个接触元件21。
41.两个弹簧元件26具有双重功能。一方面，两个弹簧元件弹压传感器部分13，因此持续地将传感器部分从壳体14中准压出。传感器部分13可以抵抗弹簧元件26的恢复力而被按压到壳体部分15中。一方面，这确保了传感器部分13并且因此温度传感器16相对于要被感测温度的部件、在这种情况下为绕组头部5的自动定位并且确保了限定的接触。此外，作为第二功能，两个弹簧元件26在它们将触靴25和触靴28彼此电连接之后还用作导电传输元件。为此目的，弹簧元件26由导电材料、通常为金属制成，使得可以经由弹簧元件将信号从温度传感器传输至下游电气装置或电子装置并且将信号从下游电气装置或电子装置传输至温度传感器，并且可以经由弹簧元件供应电力等。因此在该区域中不需要任何线缆连接。
42.还可以想象使用例如由硅树脂弹性体制成的导电弹性体元件来代替用作弹簧元件26的螺旋弹簧27，导电弹性体元件进行弹簧加载和导电连接的任务。
43.最后，图7示出了凸耳29，该凸耳用于将壳体14安装在壳体30上，即，作为安装符号插入到壳体30中的对应的导引凹槽中，使得因此壳体14可以以准确定位的方式布置在壳体30上。
44.最后，还可以设置具有铜芯的传感器部分13，温度可以经由铜芯传导至温度传感器，其中，还可以使用另一导电材料。
45.如附图的以上描述所示，根据本发明的电机与已知电机相比具有许多优点。只使用一个组件组用于两个感测装置意味着需要更少的组装工作并且必须进行的螺钉连接更少。特别地，可以进行自动组装过程。由于部件的数量更少，用于补偿的公差也更少。温度传感器定位的区域中的任何公差都可以通过包括温度传感器的传感器部分的整体弹性或弹簧载荷补偿。另外，由于共用插入式连接件设置为只经由一个插头、例如8引脚插头将两个感测装置与下游电气装置或电子装置连接的连接件，因此只需要一个线缆管道。最后，由于只定位了一个组件，因此在相关部件上、特别是在组件所附接的盖上所进行的机加工较少。另一重要的优点是，也不需要提供单独的线路将温度传感器连接至下游电子设备或电气设备。
46.附图标记说明
47.1电机 2定子 3盖 4绕组 5绕组头部 6组件 7温度感测装置 8转子感测装置 9插入式连接件 10连接插头 11连接线 12连接螺钉 13传感器部分 14壳体 15部分 16温度传感器 17止挡元件 18纵向槽 19联接部分 20腿部 21接触元件 22连接部分 23连接元件 24连接线 25触靴 26弹簧元件 27螺旋弹簧 28触靴 29凸耳 30壳体。