WO2014095107A1 - Sensorvorrichtung zur erfassung mindestens einer rotationseigenschaft eines rotierenden elements - Google Patents

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.