EP2936166A1 - Sensorvorrichtung zur erfassung mindestens einer rotationseigenschaft eines rotierenden elements - Google Patents

Sensorvorrichtung zur erfassung mindestens einer rotationseigenschaft eines rotierenden elements

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EP2936166A1
EP2936166A1 EP13774097.3A EP13774097A EP2936166A1 EP 2936166 A1 EP2936166 A1 EP 2936166A1 EP 13774097 A EP13774097 A EP 13774097A EP 2936166 A1 EP2936166 A1 EP 2936166A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
sensor device
housing
rotating element
pole pin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13774097.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hartmut Weiss
Andre Yashan
Klaus Lerchenmueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
BMTS Technology GmbH and Co KG
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
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, Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2936166A1 publication Critical patent/EP2936166A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/02—Arrangement of sensing elements
    • F01D17/06—Arrangement of sensing elements responsive to speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/16—Other safety measures for, or other control of, pumps
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/042—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/02—Housings
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
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    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers

Definitions

  • rotation properties are generally understood to be properties that describe the rotation of the rotating element at least partially. These may be, for example, angular velocities, rotational speeds, angular accelerations, rotational angles,
  • Angle positions or other properties that can characterize a continuous or discontinuous, uniform or non-uniform rotation or rotation of the rotating element act. Examples of such sensors are in
  • Konrad Reif Sensors in the motor vehicle, 1. Edition 2010, pages 120 - 125 described.
  • This speed detection can be set up in particular to detect a rotational speed of an impeller of the exhaust gas turbocharger.
  • This impeller is usually equipped with a plurality of equidistant compressor blades.
  • a method for measuring the movement of an object in an interior of a housing is known.
  • a permanent magnetic field acting substantially perpendicular to a direction of movement of the object is generated, and as the object passes by, induction signals are generated and measured.
  • the magnetic field can be generated with a permanent magnet
  • the induction signals which can be caused by eddy currents in moving compressor blades, can be detected with a coil arranged outside of the compressor housing.
  • a speed detection device for a charging device in particular for an impeller of an exhaust gas turbocharger.
  • separate permanent magnets and a sensor circuit are used, which are arranged spatially separated from each other.
  • a housing made of a plastic material, in which the permanent magnets are embedded as an insert.
  • the sensor circuit is received on a Au .seite the wall of the housing in a recess.
  • a cylindrical sensor is used, which has the smallest possible diameter and is introduced from the outside into a bore of the housing.
  • Advantageous from a production point of view is the design of the hole for the sensor as a blind hole.
  • known from the prior art holes for receiving cylindrical, such as pin-shaped, sensors usually require small diameter of the sensor. In blind holes occurs in addition, compared to
  • a sensor device which preferably has a high signal-to-noise ratio with a high signal amplitude given low excitation of the sensor device.
  • the rotational characteristic may in principle be any property that characterizes rotation and / or rotation of the rotating element.
  • the rotation property may be a speed or include a speed.
  • the sensor device can be used in particular for detecting a rotational speed of a compressor of an exhaust gas turbocharger. Alternatively or additionally, however, other applications are possible.
  • the sensor device comprises at least one magnetic field generator for generating a magnetic field at the location of the rotating element, and at least one magnetic sensor for detecting a magnetic field generated by eddy currents of the rotating element. Furthermore, the sensor device according to the invention has at least one pole pin, preferably exactly one pole pin. Also one
  • the pole pin is a body usually made of a soft magnetic material, in particular of a ferromagnetic metal, which preferably has a substantially cylindrical shape.
  • the pole pin is preferably located in the interior of the sensor device with one of the two magnetic poles of
  • the pole pin essentially serves as a magnetic flux conducting element, that is to say the so-called vectorial B field.
  • the equipotential lines of the magnetic B field are defined by the corresponding magnetic pole of the
  • the sensor device according to the invention is designed such that the pole pin is extended at its end facing the rotating element, which is preferably also the end of the pole pin facing away from the magnetic field generator. Furthermore, it is inventively provided that the pole pin has at least one portion which is not enclosed by the magnetic sensor.
  • the magnetic sensor can be designed as a separate component to the magnetic field generator and the pole pin, However, in principle, by enclosing the pole pin and / or the magnetic field generator with these form a unit.
  • the proposed sensor device provides in particular the advantage that it has an increased sensitivity and in particular provides a favorable strong measurement signal, which is obtained in particular due to the approximate speed-proportional dependence of the signal amplitude to the compressor speed.
  • the measurement signal can be further amplified, for example, in an electronic circuit preferably integrated in the speed sensor. Also arises due to the increased sensitivity
  • Signal amplitude of the measuring signal a likewise increased signal-to-noise ratio of the measuring signal, which is also advantageous.
  • a measurement signal a speed of, for example, about 5000 revolutions per minute can be generated with a sufficient resolution, and correspondingly detected this low speed with the sensor device according to the invention.
  • the sensor devices known from the prior art produce a usable one
  • the sensor device according to the invention is preferably, but not exclusively, used in the rotational speed detection of charging devices, in particular in the area of compressor wheels of exhaust gas turbochargers.
  • the compressor wheels have a plurality of approximately equidistantly arranged
  • the compressor blades are in this case preferably made of a non-magnetic and electrically conductive material, in particular made of aluminum or a titanium alloy or another light metal alloy and have a contour which usually corresponds to the tapering in the compressor blades contour of the compressor housing.
  • a non-magnetic and electrically conductive material in particular made of aluminum or a titanium alloy or another light metal alloy and have a contour which usually corresponds to the tapering in the compressor blades contour of the compressor housing.
  • a non-magnetic and electrically conductive material in particular made of aluminum or a titanium alloy or another light metal alloy
  • Compressor blades is a section-wise design of the compressor blades made of a corresponding electrically conductive material to achieve the desired eddy current effect.
  • the magnetic sensor is at least partially disposed in the housing material, in particular of aluminum, preferably in a blind hole in the region of the contour section of the housing. In a known way it can be further provided that the magnetic sensor completely fills the blind hole and thus ensures a positive reception of the magnetic sensor.
  • the blind hole usually has a maximum depth according to their width in the housing, since the
  • Wall section of the blind hole forms the compressor wheel facing the closed end, a corresponding to the stability and rigidity of the housing necessary residual thickness of the housing in the blind hole and the tapered contour must have.
  • the magnetic sensor completely fills the blind bore and in this case has a pole pin which is extended beyond the plane of the maximum depth with the maximum diameter of the magnetic sensor and has a contour which is preferably adapted to it in the region of the extended pole pin, which has a smaller diameter.
  • the smaller diameter allows the preferably arranged in the region of the contour portion of the housing blind hole, while maintaining the required residual thickness of the housing, a likewise adapted to the extended pole pin contour of the
  • the sensor device has a sensor housing, which preferably surrounds the magnetic field generator and the pole pin circumferentially.
  • the sensor housing preferably has a section that tapers continuously at least in sections, at its end facing the rotating element.
  • the tapering section may preferably approximately follow the contour starting from the cross-sectional circumference in the region of the magnetic sensor towards the end of the extended pole pin facing the rotating element.
  • Substantially the tapered portion of the sensor device has adapted contour, which advantageously prevents the formation of an air gap in this area.
  • the tapered portion may have a conical blunt shape, which corresponds in a technically favorable manner substantially a contour of a commercial twist drill with preferably a point angle of 1 18 °.
  • Sensor device can be manufactured in a particularly simple manner with only a single step using conventional twist drill.
  • the extended portion of the pole pin preferably protrudes into the tapered portion of the sensor housing.
  • the pole pin protrudes substantially, i. H. leaving a thin wall thickness in the longitudinal direction of the pole pin, maximum in the tapered section inside.
  • the sensor housing is made at least partially of a plastic material.
  • a plastic material for example, high temperature resistant plastics can be used here as they are known from recent developments for automotive high-temperature applications on the internal combustion engine.
  • the pole pin is formed from a ferromagnetic material, such as a nickel-iron alloy, a cobalt-iron alloy or other alloy having comparable magnetic properties.
  • the pole pin may in this case preferably have a high magnetic conductivity - also called magnetic permeability.
  • the magnetic sensor may in particular comprise at least one coil. This offers the advantage that even with relatively small coil cross-sections through the use of coils to provide a working according to the eddy current principle magnetic sensor
  • the signal quality of the output signal of a magnetic sensor with a coil is characterized at high numbers of revolutions, in particular by a comparatively high signal-to-noise ratio. At the same time can be avoided by the use of coils temperature sensitivities, which occur for example in semiconductor magnetic sensors or magnetoresistive sensors.
  • the coil surrounds the pole pin at least partially.
  • a high magnetic flux through the pole pin which at the same time forms a core of the coil in its region enclosed by the coil, is utilized in a particularly advantageous manner for inducing a current flow due to the eddy current effect within the coil.
  • This current induced in the coil also forms the basis for the output signal of the magnetic sensor. This means that either the induced current can be provided directly or else a signal generated as a function of this as an output signal of the magnetic sensor at correspondingly provided connection contacts of the magnetic sensor.
  • the pole pin can preferably protrude from the coil with its end facing the rotating element.
  • the idea underlying the invention is taken into account, in particular by the fact that during installation of the sensor device preferably in the region of a tapered contour of a compressor housing by the Protruding the pole pin at the end of the coil facing the rotating element, the magnetic field yoke located in this area between the pole pin and the rotating element can be reduced.
  • the magnetic field generator may in particular comprise at least one, for example exactly one, two, three or more permanent magnets, or be formed from these.
  • the at least one magnetic field generator, in particular the at least one permanent magnet can be completely or partially in contact with the pole pin on one of its two pole faces, in whole or in part via a corresponding contact surface.
  • the magnetic field generator can in particular be at least partially enclosed by the magnetic sensor. Moreover, it is advantageous if the sensor device is designed as a plug-in sensor and thus considerably simplifies assembly and also maintenance as a one-piece assembly.
  • the plug-in sensor can be inserted in a bore intended for receiving it, preferably a blind hole, in a housing enclosing the rotating element, preferably a compressor housing.
  • Plug-in sensors advantageously open up the possibility that when the plug-in sensor has a round cross-section, a rotational orientation of the plug-in sensor within the bore in the housing, relative to the direction of rotation of the rotating element can be omitted.
  • an assembly and a reduction in the susceptibility to errors in the assembly or maintenance of these embodiments of the sensor device are favored again in an advantageous manner.
  • the plug-in sensor has a non-planar end face, in particular an end face with a convex curvature, facing the rotating element.
  • a compressor is proposed, which is provided in particular for use in an exhaust gas turbocharger.
  • the compressor according to the invention preferably comprises a housing and a compressor wheel enclosed by the housing and comprising a plurality of compressor blades. Furthermore, it is provided here that the compressor at least one introduced into the housing
  • the sensor device is adapted to detect a rotational property of the compressor wheel.
  • the compressor wheel may in particular be rotatably mounted about an axis. Furthermore, the magnetic sensor, or the sensor device, in the manner described above, a Polw extended with an end facing away from the compressor wheel
  • Fig. 1 is an illustration of a preferred embodiment of
  • Fig. 2 is a detail view of the area of the magnetic sensor of
  • Fig. 3 shows an embodiment of the compressor according to the invention with an im
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the invention
  • Sensor device 10 shown.
  • Fig. 1 taken hereby can be, the preferred embodiment of the sensor device 10, a sensor housing 12, in which a magnetic field generator 14, a pole pin 16 and a magnetic sensor 18 are added.
  • the pole pin 16 is in this case preferably arranged by the magnetic field generator 14 in the direction of a rotating element, not shown in this illustration.
  • the pole pin 16 is designed in the illustrated preferred embodiment is substantially T-shaped and adjacent with its on the representation of the upper surface of the magnetic field generator 14.
  • the magnetic sensor 18, which may be, for example, a coil 18, is arranged in the illustration of FIG.
  • the pole pin 16 of the illustrated sensor device 10 has an inventively lengthened by the length a portion of the pole pin 16.
  • Compressor housing 22 shown enlarged. This detail view shows the
  • the compressor housing 22 preferably has a bore 24, in particular a blind bore, for this purpose.
  • the compressor housing 22 has, in the region of the illustrated housing section 20, a substantially to the contour of a compressor wheel, not shown, in particular the contour of a
  • FIG. 2 shows that the sensor housing 12 in the region of the extended portion of the pole pin 16 has a portion 28 of the sensor housing 12, which preferably forms a substantially matched to the contour 26 of the compressor housing 22 end face 30, wherein the extended by the length a pole pin 16 is not preferred from the
  • End face 30 protrudes.
  • the end face 30 of the sensor housing 12 is adapted to the contour 26 of the compressor housing 22, is essentially meant that a corresponding to the width of the sensor device 10 to be observed minimum wall thickness between the bore 24 and the outer contour 26 of the compressor housing 22, both in the area the externa ßeren corners of the bore 24, as well as in a central region of the bore 24, in particular in extension of the pole pin 16, is respected.
  • extended pole pin 16 may be a further reduction of
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of a compressor 40 with a sensor device 10 mounted in the compressor housing 22.
  • the illustration of FIG. 3 can be seen in particular that the on a
  • Compressor 42 arranged compressor blades 44 are guided in their common movement about the rotation axis 46 in the region of the housing portion 20 on the end face 30 of the sensor device 10.
  • an eddy current field generated by the magnetic field generator 14 of the sensor device 10 is captured by the compressor blades 44, which are preferably made of an electrically conductive material, and due to their movement substantially perpendicular to the orientation of the magnetic field, the magnetic field lines guided through the pole pin 16 to the magnetic field generator 14 become such influences that a fluctuation of the magnetic flux within the pole pin 16 induces a current in the magnetic pin 18 surrounding the pole pin 16.
  • This, due to the influence of the field by the eddy currents in the compressor blades, generated in the magnetic sensor 18 induction voltage can be detected by the sensor device 10 and optionally used directly as an output signal of the sensor device 10 or to generate a corresponding output signal.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung (10) zur Erfassung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements (42), insbesondere zur Erfassung einer Drehzahl eines Verdichterrades (42) eines Abgasturboladers, wobei die Sensorvorrichtung (10) mindestens einen Magnetfelderzeuger (14) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes am Ort des rotierenden Elements (42) und mindestens einen Magnetsensor (18) zur Erfassung eines durch Wirbelströme des rotierenden Elements (42) erzeugten Magnetfelds umfasst, wobei die Sensorvorrichtung (10) mindestens einen Polstift (16) umfasst. Der Polstift (16) ist an seinem dem rotierenden Element (42) zuweisenden Ende verlängert und weist einen Abschnitt auf, welcher nicht von dem Magnetsensor (18) umschlossen ist. Als Magnetsensor kann eine Spule (18) verwendet werden. Der Sensor kann als Steckfühler in eine Sacklochbohrung (24) im Gehäuse des Abgasturboladers eingebracht werden.

Description

Beschreibung Titel
Sensorvorrichtunq zur Erfassung mindestens einer Rotationseiqenschaft eines rotierenden Elements
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Sensoren bekannt, welche mindestens eine Rotationseigenschaft rotierender Elemente erfassen. Unter Rotationseigenschaften sind dabei allgemein Eigenschaften zu verstehen, welche die Rotation des rotierenden Elements zumindest teilweise beschreiben. Hierbei kann es sich beispielsweise um Winkelgeschwindigkeiten, Drehzahlen, Winkelbeschleunigungen, Drehwinkel,
Winkelstellungen oder andere Eigenschaften handeln, welche eine kontinuierliche oder diskontinuierliche, gleichförmige oder ungleichförmige Rotation oder Drehung des rotierenden Elements charakterisieren können. Beispiele derartiger Sensoren sind in
Konrad Reif: Sensoren im Kraftfahrzeug, 1 . Auflage 2010, Seiten 120 - 125 beschrieben. Ein besonderer Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung, auf welche die Erfindung jedoch grundsätzlich nicht beschränkt ist, liegt in einer Drehzahlerfassung, insbesondere der Drehzahlerfassung von Aufladeeinrichtungen, insbesondere in Abgasturboladern. Diese Drehzahlerfassung kann insbesondere eingerichtet sein, um eine Drehzahl eines Laufrads des Abgasturboladers zu erfassen. Dieses Laufrad ist in der Regel mit einer Mehrzahl von äquidistanten Verdichterschaufeln ausgestattet.
Aus der DE 196 23 236 A1 ist ein Verfahren zum Messen der Bewegung eines Objekts in einem Innenraum eines Gehäuses bekannt. Hierbei wird ein im Wesentlichen senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Objekts wirkendes Permanentmagnetfeld erzeugt, und beim Vorbeibewegen des Objekts werden Induktionssignale erzeugt und gemessen. Beispielsweise kann das Magnetfeld mit einem Permanentmagneten erzeugt werden, und die Induktionssignale, die durch Wirbelströme in bewegten Verdichterschaufeln hervorgerufen werden können, können mit einer au ßerhalb des Verdichtergehäuses angeordneten Spule erfasst werden. Auch aus der DE 10 2007 005 769 A1 ist eine Drehzahlerfassungseinrichtung für eine Aufladeeinrichtung, insbesondere für ein Laufrad eines Abgasturboladers, bekannt. Dabei werden separat Permanentmagnete und eine Sensorschaltung verwendet, welche räumlich voneinander getrennt angeordnet werden. Es wird ein Gehäuse aus einem Kunststoffmaterial verwendet, in welches die Permanentmagnete als Einlegeteil eingebettet sind. Die Sensorschaltung wird an einer Au ßenseite der Wand des Gehäuses in einer Ausnehmung aufgenommen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird somit typischerweise ein zylindrischer Sensor verwendet, welcher einen möglichst geringen Durchmesser aufweist und von außen in eine Bohrung des Gehäuses eingebracht wird. Vorteilhaft aus fertigungstechnischer Sicht ist die Auslegung der Bohrung für den Sensor als Sackloch. Derartige, aus dem Stand der Technik bekannte Bohrungen zur Aufnahme zylindrischer, beispielsweise stiftförmiger, Sensoren bedingen jedoch in der Regel geringe Durchmesser des Sensors. Bei Sacklochbohrungen tritt zusätzlich, im Vergleich zu
Durchgangsbohrungen, durch das zwischen dem Sensor und dem Verdichterrad angeordnete Gehäusematerial, in der Regel eine Signalabschwächung auf. Selbst wenn, wie aus der DE 10 2007 005 769 A1 bekannt, das Verdichtergehäuse aus Kunststoff gefertigt wird, bedingen die geringen Querschnittsflächen des Sensors bei herkömmlichen Sensorelementen in der Regel eine vergleichsweise geringe Signalamplitude, die üblicherweise zum Zweck einer störsicheren Übertragung, beispielsweise zu einem Motorsteuergerät, eine Signalverstärkung erforderlich macht. Da die hohen Temperaturen in der Nähe des Verdichterrades in der Regel die Anwendung herkömmlicher
Halbleiterbauelemente ausschließen, werden bei Sensorvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik in der Regel Einrichtungen zur Signalverstärkung in den Steckerelementen integriert.
Wünschenswert wäre dementsprechend eine Sensorvorrichtung, welche vorzugsweise bei geringer Erregung der Sensorvorrichtung einen hohen Signal-/Rauschabstand mit einer hohen Signalamplitude aufweist.
Offenbarung der Erfindung Dementsprechend wird eine Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer
Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements vorgeschlagen.
Wie zuvor beschrieben, kann es sich bei der Rotationseigenschaft grundsätzlich um eine beliebige Eigenschaft handeln, welche eine Drehung und/oder Rotation des rotierenden Elements charakterisiert. Insbesondere kann die Rotationseigenschaft eine Drehzahl sein oder eine Drehzahl umfassen. Die Sensorvorrichtung kann insbesondere zur Erfassung einer Drehzahl eines Verdichters eines Abgasturboladers eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Einsatzgebiete möglich.
Die Sensorvorrichtung umfasst mindestens einen Magnetfelderzeuger zur Erzeugung eines magnetischen Feldes am Ort des rotierenden Elements, sowie mindestens einen Magnetsensor zur Erfassung eines durch Wirbelströme des rotierenden Elements erzeugten Magnetfelds. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung mindestens einen Polstift, bevorzugt genau einen Polstift, auf. Auch eine
Sensorvorrichtung mit mehreren Polstiften ist jedoch grundsätzlich denkbar. Bei dem Polstift handelt es sich um einen üblicherweise aus einem weichmagnetischen Werkstoff, insbesondere aus einem ferromagnetischen Metall, hergestellten Körper, welcher bevorzugt eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist. Der Polstift steht im Inneren der Sensorvorrichtung bevorzugt mit einem der beiden magnetischen Pole des
Magnetfelderzeugers über eine gemeinsame Kontaktfläche in Verbindung. Aufgrund seiner Materialeigenschaften dient der Polstift im Wesentlichen als ein magnetisches Flussleitelement, sprich das so genannte vektorielle B-Feld. Die Äquipotentiallinien des magnetischen B-Feldes werden von dem entsprechenden magnetischen Pol des
Magnetfelderzeugers über die Kontaktfläche zum Polstift, durch den Polstift hindurch zu einem dem Magnetfelderzeuger abgewandten Ende des Polstifts geleitet und treten an diesem Ende aus dem Polstift zum weiteren Verlauf in Richtung des entsprechenden magnetischen Gegenpols hinaus. Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass der Polstift an seinem dem rotierenden Element zuweisenden Ende, welches bevorzugt gleichfalls das dem Magnetfelderzeuger abgewandten Ende des Polstifts ist, verlängert ist. Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Polstift wenigstens einen Abschnitt aufweist, welcher nicht von dem Magnetsensor umschlossen ist. Der Magnetsensor kann als separates Bauelement zu dem Magnetfelderzeuger und dem Polstift ausgestaltet sein, kann jedoch grundsätzlich auch durch ein Umschließen des Polstifts und/oder des Magnetfelderzeugers mit diesen eine Einheit bilden.
Die vorgeschlagene Sensorvorrichtung schafft insbesondere den Vorteil, dass sie eine erhöhte Empfindlichkeit aufweist und insbesondere ein vorteilhaftes starkes Messsignal liefert, welches insbesondere aufgrund der näherungsweise drehzahlproportionalen Abhängigkeit der Signalamplitude zur Verdichterdrehzahl gewonnen wird. Das Messsignal kann beispielsweise in einer vorzugsweise im Drehzahlsensor integrierten elektronischen Schaltung weiter verstärkt werden. Ebenfalls stellt sich aufgrund der gesteigerten
Signalamplitude des Messsignals ein ebenso gesteigerter Signal-Rausch-Abstand des Messsignals ein, welcher gleichfalls von Vorteil ist. Hierdurch kann im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Sensorvorrichtungen beispielsweise ein Messsignal einer Drehzahl von beispielsweise ca. 5000 Umdrehungen pro Minute mit einer ausreichenden Auflösung erzeugt werden, und entsprechend diese niedrige Drehzahl mit der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung erfasst werden. Anders ausgedrückt erzeugen die aus dem Stand der Technik bekannten Sensorvorrichtungen eine verwertbare
Signalamplitude erst bei einer höheren Drehzahl des rotierenden Elements und können folglich darunter liegende Drehzahlen nicht genau genug erfassen und auflösen. Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung kommt bevorzugt, jedoch nicht ausschließlich, bei der Drehzahlerfassung von Aufladeeinrichtungen, insbesondere im Bereich von Verdichterrädern von Abgasturboladern, zum Einsatz. Bekanntermaßen weisen die Verdichterräder eine Mehrzahl an näherungsweise äquidistant angeordneten
Verdichterschaufeln auf. Die Verdichterschaufeln sind hierbei bevorzugt aus einem unmagnetischen und elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus Aluminium oder einer Titanlegierung oder einer anderen Leichtmetalllegierung gefertigt und weisen eine Kontur auf, die üblicherweise der sich im Bereich der Verdichterschaufeln verjüngenden Kontur des Verdichtergehäuses entspricht. Insbesondere im Bereich des mit der Kontur des Verdichtergehäuses kooperierenden/kongruierenden äu ßeren Abschnitts der
Verdichterschaufeln ist eine abschnittsweise Ausbildung der Verdichterschaufeln aus einem entsprechenden elektrisch leitfähigen Material der Erzielung des gewünschten Wirbelstromeffekts dienlich.
Ergänzend kann es vorgesehen sein, dass der Magnetsensor zumindest teilweise in dem Gehäusematerial, insbesondere aus Aluminium, bevorzugt in einer Sacklochbohrung im Bereich des Konturabschnitts des Gehäuses angeordnet ist. In bekannter Weise kann es ferner vorgesehen sein, dass der Magnetsensor die Sacklochbohrung vollständig ausfüllt und auf diese Weise eine formschlüssige Aufnahme des Magnetsensors gewährleistet.
Bei einer nunmehr nach dem oben beschriebenen Stand der Technik vorgenommenen Steigerung der Empfindlichkeit des Magnetsensors durch eine Erweiterung des
Querschnitts des Magnetsensors, folgt gleichermaßen ein Ansteigen der
Querschnittsfläche der Sacklochbohrung. Hieraus folgt zwingend ein entlang einer Längsachse des Magnetsensors bemessener größerer Abstand zwischen dem
Magnetsensor und den Verdichterschaufeln. Die Sacklochbohrung hat üblicherweise eine entsprechend ihrer Breite maximal zulässige Tiefe in dem Gehäuse, da der
Wandabschnitt der die Sacklochbohrung mit ihrem dem Verdichterrad zugewandten geschlossenen Ende bildet, eine entsprechend zur Stabilität und Steifigkeit des Gehäuses notwendige Restdicke des Gehäuses im Bereich der Sacklochbohrung und der sich verjüngenden Kontur aufweisen muss. In bereits zuvor beschriebener Weise besteht eine Wechselwirkung zwischen dem realisierten Durchmesser der Sacklochbohrung, bzw. des Magnetsensors und dem Abstand des Magnetsensors zu den Verdichterschaufeln. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Magnetsensor die Sacklochbohrung vollständig ausfüllt und hierbei einen erfindungsgemäß verlängerten Polstift aufweist, welcher über die Ebene der maximalen Tiefe mit dem maximalen Durchmessers des Magnetsensors hinaus verlängert ist und im Bereich des verlängerten Polstiftes eine bevorzugt an diesen angepasste Kontur aufweist, welche einen geringeren Durchmesser aufweist. Der geringere Durchmesser erlaubt es der bevorzugt im Bereich des Konturabschnitts des Gehäuses angeordneten Sacklochbohrung, unter Wahrung der erforderlichen Restdicke des Gehäuses, ein ebenso an den verlängerten Polstift angepasste Kontur des
Magnetsensors angepasstes Ende der Sacklochbohrung vorzusehen.
Mit einem erfindungsgemäß um einen Abschnitt, welcher nicht von dem Magnetsensor umschlossen ist, verlängerten Polstift kann eine abermalige Verringerung des Abstandes zwischen der Sensorvorrichtung und dem rotierenden Element bewirkt werden. Dies hat die besonders vorteilhafte Wirkung zur Folge, dass das Magnetfeldjoch, welches im
Wesentlichen dem Abstand zwischen dem dem rotierenden Element zugewandten Ende des Polstiftes und dem rotierenden Element entspricht, verringert wird. Hierdurch wird in weiterhin vorteilhafter Weise die Möglichkeit geschaffen, dass durch die Verlängerung des Polstiftes, welcher im Wesentlichen als magnetisches Flussleitelement dient, das von dem Magnetsensor zu erfassende Magnetfeld in einem Bereich mit einer höheren
Magnetfeldstärke aufgenommen werden kann, was in vorteilhafter Weise eine erhebliche Erhöhung der von dem Magnetsensor erfassbaren Signalamplitude zur Folge hat. In Abhängigkeit dieser erfassten Signalamplitude wird üblicherweise ein Ausgangssignal erzeugt und ausgegeben. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Sensorvorrichtung kann es weiter vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung ein Sensorgehäuse aufweist, welches bevorzugt den Magnetfelderzeuger und den Polstift umfänglich umschließt. Hierbei kann es weiter vorgesehen sein, dass das Sensorgehäuse bevorzugt an seinem dem rotierenden Element zuweisenden Ende einen sich wenigstens abschnittsweise kontinuierlich verjüngenden Abschnitt aufweist. Der verjüngende Abschnitt kann hierbei bevorzugt ausgehend von dem im Bereich des Magnetsensors gegebenen Querschnittsumfang hin zu der dem rotierenden Element zuweisenden Ende des verlängerten Polstiftes verlaufenden Kontur annähernd folgen. Gemäß dieser Ausführungsform der
Sensorvorrichtung kann es ergänzend vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Ausnehmung im Sensorgehäuse an ihrem dem rotierende Element zuweisenden Ende eine im
Wesentlichen dem sich verjüngenden Abschnitt der Sensorvorrichtung angepasste Kontur aufweist, was die Bildung eines Luftspaltes in diesem Bereich vorteilhaft verhindert.
Eine weiterhin vorteilhafte Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass der sich verjüngende Abschnitt eine konisch stumpfe Form aufweisen kann, welche in produktionstechnisch günstiger Weise im Wesentlichen einer Kontur eines handelsüblichen Spiralbohrers mit bevorzugt einem Spitzenwinkel von 1 18° entspricht. Hierdurch kann in besonders einfacher Weise die Aufnahme für die
Sensorvorrichtung auf besonders einfache Weise mit nur einem einzigen Arbeitsschritt unter Verwendung üblicher Spiralbohrer gefertigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Sensorvorrichtung ragt der verlängerte Abschnitt des Polstifts bevorzugt in den sich verjüngenden Abschnitt des Sensorgehäuses hinein. Insbesondere ragt der Polstift im Wesentlichen, d. h. unter Belassung einer dünnen Wanddicke in Längsrichtung des Polstiftes, maximal in den sich verjüngenden Abschnitt hinein.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass bei einer Sensorvorrichtung mit einem
Sensorgehäuse, das Sensorgehäuse mindestens teilweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist. Beispielsweise können hierbei hochtemperaturfeste Kunststoffe verwendet werden, wie sie aus neueren Entwicklungen für automobile Hochtemperaturanwendungen am Verbrennungsmotor bekannt sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Sensorvorrichtung kann es vorgesehen sein, dass der Polstift aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise einer Nickel-Eisen- Legierung, einer Cobalt-Eisen-Legierung oder einer anderen Legierung mit vergleichbaren magnetischen Eigenschaften, gebildet ist. Der Polstift kann hierbei bevorzugt eine hohe magnetische Leitfähigkeit - auch magnetische Permeabilität genannt - aufweisen. Nach einer weiteren Ausführungsform der Sensorvorrichtung kann der Magnetsensor insbesondere mindestens eine Spule umfassen. Dies bietet den Vorteil, dass durch den Einsatz von Spulen zur Bereitstellung eines nach dem Wirbelstrom-Prinzip arbeitenden Magnetsensors bereits bei verhältnismäßig geringen Spulenquerschnitten ein
Ausgangssignal mit einer verhältnismäßig hohen Signalamplitude und eine in
Abhängigkeit der Rotationsbewegung des rotierenden Elementes hohe Signalqualität erhalten werden kann. Die Signalqualität des Ausgangssignals eines Magnetsensors mit einer Spule zeichnet sich bei hohen Umdrehungszahlen insbesondere durch einen vergleichsweise hohen Signal-Rausch-Abstand aus. Gleichzeitig lassen sich durch die Verwendung von Spulen Temperaturempfindlichkeiten, welche beispielsweise bei Halbleiter-Magnetsensoren oder magnetoresistiven Sensoren auftreten, vermeiden.
Hierbei ist es ferner besonders von Vorteil, wenn die Spule den Polstift zumindest teilweise umschließt. Hierdurch wird ein hoher magnetischer Fluss durch den Polstift, welcher zugleich in seinem von der Spule umschlossenen Bereich einen Kern der Spule bildet, in besonders vorteilhafter Weise zur Induzierung eines Stromflusses aufgrund des Wirbelstrom-Effekts innerhalb der Spule ausgenutzt. Dieser in der Spule induzierte Strom bildet zugleich die Grundlage für das Ausgangssignal des Magnetsensors. Dies bedeutet, dass wahlweise der induzierte Strom unmittelbar oder aber ein in Abhängigkeit dessen erzeugtes Signal als Ausgangssignal des Magnetsensors an entsprechend vorgesehenen Anschlusskontakten des Magnetsensors bereitgestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Sensorvorrichtung kann der Polstift mit seinem dem rotierenden Element zuweisenden Ende bevorzugt aus der Spule herausragen. Hierbei wird abermals dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken Rechnung getragen, dies insbesondere dadurch, dass beim Einbau der Sensorvorrichtung bevorzugt im Bereich einer sich verjüngenden Kontur eines Verdichtergehäuses durch das Herausragen des Polstiftes an dem dem rotierenden Element zuweisenden Ende der Spule das in diesem Bereich befindliche Magnetfeldjoch zwischen dem Polstift und dem rotierenden Element verringert werden kann. Der Magnetfelderzeuger kann insbesondere mindestens einen, beispielsweise genau einen, zwei, drei oder mehr Permanentmagnete umfassen, bzw. aus diesen gebildet sein. Allgemein kann auch der mindestens eine Magnetfelderzeuger, insbesondere der mindestens eine Permanentmagnet, an einer seiner beiden Polflächen ganz oder teilweise über eine entsprechende Kontaktfläche mit dem Polstift flächig in Verbindung stehen.
Der Magnetfelderzeuger kann insbesondere zumindest teilweise von dem Magnetsensor umschlossen sein. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Sensorvorrichtung als Steckfühler ausgestaltet ist und somit als einteilige Baugruppe die Montage sowie auch die Instandhaltung erheblich vereinfacht.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Steckfühler in einer zur Aufnahme desselben vorgesehenen Bohrung, vorzugsweise eine Sacklochbohrung, in einem das rotierende Element umschließenden Gehäuse, vorzugsweise einem Verdichtergehäuse, einsteckbar ist.
Die beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Sensorvorrichtung als
Steckfühler eröffnen in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, dass wenn der Steckfühler einen runden Querschnitt aufweist, eine rotative Ausrichtung des Steckfühlers innerhalb der Bohrung in dem Gehäuse, relativ zur Rotationsrichtung des rotierenden Elements ausbleiben kann. Hierdurch werden abermals eine Montage und eine Verringerung der Fehleranfälligkeit bei der Montage oder Instandhaltung dieser Ausführungsformen der Sensorvorrichtung in vorteilhafter Weise begünstigt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Sensorvorrichtung als Steckfühler, kann es ergänzend vorgesehen sein, dass der Steckfühler eine dem rotierenden Element zuweisende nicht-ebene Stirnfläche, insbesondere eine Stirnfläche mit einer konvexen Krümmung, aufweist. Weiterhin wird ein Verdichter vorgeschlagen, welcher insbesondere zum Einsatz in einem Abgasturbolader vorgesehen ist. Der erfindungsgemäße Verdichter umfasst hierbei bevorzugt ein Gehäuse und ein von dem Gehäuse umschlossenes Verdichterrad, welches eine Mehrzahl von Verdichterschaufeln umfasst. Weiterhin ist es hierbei vorgesehen, dass der Verdichter mindestens eine in das Gehäuse eingebrachte
Sensorvorrichtung aufweist, wobei die Sensorvorrichtung eingerichtet ist, um eine Rotationseigenschaft des Verdichterrads zu erfassen.
Das Verdichterrad kann insbesondere um eine Achse drehbar gelagert sein. Weiterhin weist der Magnetsensor, bzw. die Sensorvorrichtung, in zuvor beschriebener Weise einen Polstift mit einem an seinem dem Verdichterrad zuweisenden Ende verlängerten
Abschnitt auf, welcher nicht von dem Magnetsensor umschlossen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Figuren 1 bis 3 beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Eine Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung,
Fig. 2 eine Detailansicht des Bereichs des Magnetsensors der
Sensorvorrichtung zusammen mit einem Gehäuseabschnitt in eingebautem Zustand, und
Fig. 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters mit einer im
Gehäuse montierten Sensorvorrichtung.
Ausführungsformen der Erfindung In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Sensorvorrichtung 10 dargestellt. Wie der Darstellung von Fig. 1 hierbei entnommen werden kann, weist die bevorzugte Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10 ein Sensorgehäuse 12 auf, in welchem ein Magnetfelderzeuger 14, ein Polstift 16 sowie ein Magnetsensor 18 aufgenommen sind. Der Polstift 16 ist hierbei bevorzugt von dem Magnetfelderzeuger 14 aus betrachtet in Richtung eines in dieser Darstellung nicht gezeigten rotierenden Elements angeordnet. Der Polstift 16 ist bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen T-förmig ausgestaltet und grenzt mit seiner auf der Darstellung oberen Fläche an den Magnetfelderzeuger 14 an. Ferner ist der Darstellung von Figur 1 zu entnehmen, dass der Magnetsensor 18, bei welchem es sich beispielsweise um eine Spule 18 handeln kann, in der Darstellung von Fig. 1 unterhalb des horizontal verlaufenden Abschnitts des im Wesentlichen T-förmigen Polstifts 16 angeordnet ist und weiterhin den mit einem senkrechten Verlauf dargestellten Abschnitt des Polstifts 16 bevorzugt ringförmig umschließt. Ferner weißt der Polstift 16 der dargestellten Sensorvorrichtung 10 einen erfindungsgemäß um die Länge a verlängerten Abschnitt des Polstifts 16 auf.
In der Darstellung von Fig. 2 ist im Wesentlichen der Bereich des Magnetsensors 18 der Sensorvorrichtung 10 zusammen mit einem Gehäuseabschnitt 20 des
Verdichtergehäuses 22 vergrößert dargestellt. Diese Detailansicht zeigt die
Sensorvorrichtung 10 in einem in den Gehäuseabschnitt 20 montierten Zustand.
Im Bereich des Gehäuseabschnitts 20 weist das Verdichtergehäuse 22 hierzu bevorzugt eine Bohrung 24, insbesondere eine Sacklochbohrung, auf. Das Verdichtergehäuse 22 weist im Bereich des dargestellten Gehäuseabschnitts 20 ein im Wesentlichen an die Kontur eines nicht dargestellten Verdichterrades, insbesondere die Kontur einer
Verdichterschaufel, angepasste Kontur 26 auf. Darüber hinaus ist der Darstellung von Fig. 2 zu entnehmen, dass das Sensorgehäuse 12 im Bereich des verlängerten Abschnitts des Polstifts 16 einen Abschnitt 28 des Sensorgehäuses 12 aufweist, welcher bevorzugt einen im Wesentlichen an die Kontur 26 des Verdichtergehäuses 22 angepasste Stirnfläche 30 bildet, wobei der um die Länge a verlängerte Polstift 16 bevorzugt nicht aus der
Stirnfläche 30 herausragt. Damit, dass die Stirnfläche 30 des Sensorgehäuses 12 an die Kontur 26 des Verdichtergehäuses 22 angepasst ist, ist im Wesentlichen gemeint, dass eine entsprechend der Breite der Sensorvorrichtung 10 einzuhaltende Mindestwanddicke zwischen der Bohrung 24 und der äußeren Kontur 26 des Verdichtergehäuses 22, sowohl im Bereich der äu ßeren Ecken der Bohrung 24, als auch in einem zentralen Bereich der Bohrung 24, insbesondere in Verlängerung des Polstifts 16, gewahrt ist. Mit dem um den Abschnitt der Länge a, welcher nicht von dem Magnetsensor 18 umschlossen ist, verlängerten Polstift 16 kann eine abermalige Verringerung des
Abstandes b zwischen der Sensorvorrichtung 10 und einem nicht dargestellten
rotierenden Element 42 bewirkt werden. Dies hat die besonders vorteilhafte Wirkung zur Folge, dass das Magnetfeldjoch, welches im Wesentlichen dem Abstand b zwischen dem dem rotierenden Element 42 zugewandten Ende des Polstiftes 16 und dem rotierenden Element 42 entspricht, verringert wird.
Weiterhin ist der Darstellung von Fig. 3 eine mögliche Ausführungsform eines Verdichters 40 mit einer im Verdichtergehäuse 22 montierten Sensorvorrichtung 10 dargestellt. Der Darstellung von Fig. 3 ist hierbei insbesondere zu entnehmen, dass die an einem
Verdichterrad 42 angeordneten Verdichterschaufeln 44 bei ihrer gemeinsamen Bewegung um die Rotationsachse 46 im Bereich des Gehäuseabschnitts 20 an der Stirnfläche 30 der Sensorvorrichtung 10 vorbeigeführt werden. Hierbei wird insbesondere ein von dem Magnetfelderzeuger 14 der Sensorvorrichtung 10 erzeugtes Wirbelstromfeld von den bevorzugt aus einem elektrisch leitfähigem Material bestehenden Verdichterschaufeln 44 eingefangen und aufgrund ihrer Bewegung im Wesentlichen senkrecht zur Ausrichtung des Magnetfeldes werden die durch den Polstift 16 zu dem Magnetfelderzeuger 14 geleiteten magnetischen Feldlinien derart beeinflusst, dass eine Schwankung des magnetischen Flusses innerhalb des Polstiftes 16 einen Strom in dem den Polstift 16 umschließenden Magnetsensor 18 induziert. Diese, aufgrund der Beeinflussung des Feldes durch die Wirbelströme in den Verdichterschaufeln, in dem Magnetsensor 18 erzeugte Induktionsspannung kann von der Sensorvorrichtung 10 erfasst werden und wahlweise unmittelbar als Ausgangssignal der Sensorvorrichtung 10 oder aber zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals genutzt werden.

Claims

Ansprüche 1 . Sensorvorrichtung (10) zur Erfassung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements (42), insbesondere zur Erfassung einer Drehzahl eines
Verdichterrades (42) eines Abgasturboladers, wobei die Sensorvorrichtung (10) mindestens einen Magnetfelderzeuger (14) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes am Ort des rotierenden Elements (42) und mindestens einen Magnetsensor (18) zur Erfassung eines durch Wirbelströme des rotierenden Elements (42) erzeugten Magnetfelds umfasst, wobei die Sensorvorrichtung (10) mindestens einen Polstift (16) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Polstift (16) an seinem dem rotierenden Element (42) zuweisenden Ende verlängert ist und einen Abschnitt aufweist, welcher nicht von dem Magnetsensor (18) umschlossen ist.
2. Sensorvorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die
Sensorvorrichtung (10) weiterhin ein Sensorgehäuse (12) aufweist, wobei das Sensorgehäuse (12) den Magnetfelderzeuger (14) und den Polstift (16) umschließt, wobei das Sensorgehäuse (12) an seinem dem rotierenden Element (42)
zuweisenden Ende einen sich verjüngenden Abschnitt (28) aufweist.
3. Sensorvorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der sich
verjüngende Abschnitt (28) eine konische stumpfe Form aufweist.
4. Sensorvorrichtung (10) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschnitt des Polstifts (16) in den sich verjüngenden Abschnitt (28) des
Sensorgehäuses (12) hineinragt.
5. Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Magnetsensor (18) mindestens eine Spule (18) umfasst.
6. Sensorvorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Spule (18) den Polstift (16) zumindest teilweise umschließt.
7. Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetfelderzeuger (14) mindestens einen, vorzugsweise genau einen,
Permanentmagneten umfasst.
8. Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Sensorvorrichtung (10) als Steckfühler ausgestaltet ist.
9. Sensorvorrichtung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Steckfühler in eine Bohrung (24) in einem das rotierende Element (42) umschließenden Gehäuse (22) einsteckbar ist.
10. Verdichter (40), insbesondere zum Einsatz in einem Abgasturbolader, umfassend ein Gehäuse (22) und ein von dem Gehäuse (22) umschlossenes Verdichterrad (42) mit einer Mehrzahl von Verdichterschaufeln (44), weiterhin umfassend mindestens eine in das Gehäuse (22) eingebrachte Sensorvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung (10) eingerichtet ist, um eine Rotationseigenschaft des Verdichterrads (42) zu erfassen.
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