铁氧体芯线圈装置、传感器装置以及涡轮增压器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种铁氧体芯线圈装置(1)，其包括电磁线圈(2)和保持线圈(2)的铁氧体芯(3)。弦形成铁氧体芯(3)的弯曲边缘(4a)。线圈(2)的第一扇区(2a)未布置在床(3a)上，而线圈(2)的第二扇区(2b)布置在床(3a)上，其中第一扇区(2a)相对于第二扇区(2b)以弯曲角度(a)围绕弯曲边缘(4a)弯曲。此外，本发明专利技术涉及一种用于确定金属可旋转物体(28)的旋转速度的具有铁氧体芯线圈装置(1)的传感器装置(1a)以及一种具有这种传感器装置(1a)的涡轮增压器(20)。

【技术实现步骤摘要】
铁氧体芯线圈装置、传感器装置以及涡轮增压器
本专利技术涉及一种铁氧体芯线圈装置，更特别地，涉及一种用于传感器装置的铁氧体芯线圈装置。
技术介绍
涡轮增压器将汽车发动机废气中的废能转换为压缩空气，然后迫使其回到汽车发动机中。这导致发动机燃烧更多的燃料，从而产生更多的动力，同时消耗更少的能量，从而提高燃烧过程的整体效率。涡轮增压器通常包括涡轮机轮和压缩机轮，它们通过支撑在轴承系统上的公共轴连接。涡轮机轮由废气驱动，从而又驱动压缩机轮，压缩机轮吸入并压缩环境空气，然后将其送入发动机的气缸。通过涡轮增压，可以将小型发动机的性能水平提高到没有涡轮增压的大型发动机的性能水平，从而降低了燃油消耗和排放。因此，涡轮增压器越来越多地用于乘用车、商用车、越野车和运动车的柴油和汽油发动机。确定涡轮增压器的压气机叶轮的旋转速度对于优化其效率以及确保涡轮增压器和发动机保持在各自的安全运行范围内至关重要。当今的涡轮增压器需要在不断提高的废气温度和压缩机入口温度下可靠地连续运行。与柴油对应物相比，现代汽油涡轮增压器必须在更高的发动机罩温度环境下运行，压缩机叶轮的温度约为200℃或更高。现代涡轮增压器压气机轮通常由可以承受高应力的坚固、轻便的传导材料比如铝、钛或镁制成。这种压缩机轮的旋转速度可被测量，最好借助于主动涡流原理，其中由振荡系统产生磁场并且当压缩机叶片穿过传感器末端前方的磁场时使用感测线圈检测压缩机叶片。涡轮增压器速度传感器通常通过将传感器头/传感器末端与通过至传感器电子设备的线缆而位于靠近压缩机轮的感测元件相连来实现。<br>测量涡轮增压器速度的应用面临挑战，因为叶轮/压缩机轮(目标轮)通常非常薄(十分之几毫米；特别是对于乘用车而言)，因此输送低信号。同样，感测距离/气隙即感测元件(通常是标准扁平线圈，比如煎饼线圈)与目标(叶片)之间的距离随线圈扁平而变化，而涡轮增压器壳体的内壁是圆形/鞍形的且叶轮/压气机轮的外壳是弯曲的。一般而言，除其他因素外，用作感测元件的线圈类型对检测信号形状具有决定性影响。为了达到可靠的旋转速度计算，优选地，每当叶片经过传感器末端的前面时，检测信号应表现出具有足够幅度的尽可能尖锐的信号峰。如果例如信号峰的幅度不够大(即信号不够强)，则可能没有检测到峰，这又将导致错误的旋转速度。通常，检测信号的幅度随着叶片厚度的减小而减小，因此使得检测薄叶片变得更加困难。外部影响(比如装有传感器的装置的外壳)也起着重要作用，并且可能产生高达50％的信号幅度调制损耗。除了薄叶片信号弱的问题外，所有这些解决方案还有另一个常见问题，即在检测信号中出现所谓的“双峰”。这意味着一个单峰实际上可能显示两个峰。这也可能导致错误的旋转速度，因为系统可能会将双峰解释为两个不同的单峰，即：两个叶片通道而不是一个。涡轮增压器的感测元件的输出信号的这些属性在可用的解决方案方面引起问题，其程度是所测量的rpm(每分钟转数)值可能是错误的。在已知的应用中，采用相对较大的线圈以获得足够强的输出信号。然而，在涡轮增压器应用中，需要有较小的感应元件/线圈，以允许传感器装置的末端小/薄，从而避免诸如热点和空气动力扰动之类的负面影响，其可能会对涡轮增压器的功能产生负面影响。在可用的解决方案中使用大的扁平线圈时，变化的感应距离/气隙的干扰效果甚至更强。此外，具有如此大的线圈的传感器末端太大以致于无法插入新一代的小型涡轮增压器中。
技术实现思路
一种铁氧体芯线圈装置，作为用于确定金属可旋转物体的旋转速度的传感器装置的感测元件，包括具有第一扇区和第二扇区的线圈和保持线圈的铁氧体芯。铁氧体芯具有缺少盘扇区并且由盘的轮廓和盘的弦限定的盘形状。弦形成铁氧体芯的弯曲边缘。线圈的第一扇区未布置在铁氧体芯的床上，而线圈的第二扇区布置在床上。第一扇区相对于第二扇区以弯曲角度围绕弯曲边缘弯曲。附图说明现在将参考附图通过示例的方式描述本专利技术，其中：图1是根据实施例的铁氧体芯的透视图；图2是图1的铁氧体芯的俯视图；图3是根据实施例的铁氧体芯线圈装置的透视图；图4是图3的铁氧体芯线圈装置的侧视图；图5是具有图3的铁氧体芯线圈装置的传感器装置的透视图；图6是图5的传感器装置的传感器末端的截面图；以及图7是根据具有图5的传感器装置的实施例的涡轮增压器的截面侧视图。具体实施方式现在将参照附图使用实施例以示例性方式更详细地描述本专利技术，其中相同的附图标记表示相同的元件。所描述的实施例仅是可能的配置，并且如本文所描述的各个特征可以彼此独立地提供或可以省略。为了本专利技术的目的，可旋转物体例如可以是例如用于汽车的涡轮增压器的压缩机轮，但不限于此。本专利技术还可以应用于各种旋转物体，只要这些物体由适于本文所述的检测方法的金属制成或包含足够量的这种金属即可。与可旋转物体有关的术语“金属”在这里被理解为包括金属或金属合金，但可旋转物体还可以包括诸如塑料的其他材料，通常只要金属量/电导率足以利用本专利技术触发可检测的信号峰即可。在整个文档中使用的术语“弦”在其数学意义上被理解为“圆的弦”，因此被定义为端点都位于圆上的线段。然而，出于本专利技术的目的，术语弦还应指的是曲率大于由该弦切出的圆的曲率的曲线(即半径小于该圆的半径)。从铁氧体芯线圈装置的中心轴线x看，这里使用术语“半径”。图1和2示出了用于根据实施例的铁氧体芯线圈装置1的铁氧体芯3。如图1和2所示，铁氧体芯3具有不带有盘扇区的盘形，最大直径为D1。铁氧体芯3由盘的轮廓和盘的弦4a界定。因此，剩余的盘扇区的尺寸由弦4a与铁氧体芯线圈装置1的中心轴线x的距离来定义。铁氧体芯3还具有床3a作为用于放置线圈2的表面，如图3所示，该床3a具有最大直径D2。床3a由沿着盘的所述轮廓延伸的铁氧体芯3的边缘壁3b和标记铁氧体芯3的弯曲边缘的弦4a界定。因此，边缘壁3b具有由D1–D2给定的厚度。如图1和2所示，铁氧体芯3具有从床3a突出的销5。在所示的实施例中，销5具有直径为D3的圆形横截面，因此为整体圆柱形。销5具有与铁氧体芯3相同的轴线。销5从床3a的高度4b与边缘壁3b基本相同，如图3所示，但在实施例中它也可以略微超过边缘壁3b的高度4b。在其他实施例中，可以在没有销5的情况下使用铁氧体芯线圈装置1。然而，已经发现，使用销5可以提高线圈装置1的性能。此外，如下所述的线圈的附接更加牢固，因为线圈不能移位。在实施例中，铁氧体芯3的厚度在0.2mm和2mm之间。在实施例中，铁氧体芯3的相对磁导率μr在50和3000之间。在图3和4中示出了根据实施例的铁氧体芯线圈装置1。铁氧体芯线圈装置1包括支撑在图1的铁氧体芯3上的电磁线圈2。在图3中示出了线圈2的输出连接器6，线圈2可以通过其连接到用于处理由线圈装置1传送的信号的外部电路。线圈2缠绕在销5上，并且在实施例中具有10至30个之间的绕组。在实施例中，线圈2几乎没有间隙地占据边缘壁3b和销5之间的整个表面，而缠绕线圈2的半径R2小于铁氧体芯3的半径R1，如图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁氧体芯线圈装置(1)，作为用于确定金属可旋转物体(28)的旋转速度的传感器装置(1a)的感测元件，包括电磁线圈(2)和保持线圈(2)的铁氧体芯(3)，/n其中，所述铁氧体芯(3)具有缺少盘扇区的盘形状，从而具有由盘的轮廓和盘的弦(4a)限定的形状，/n其中，所述弦形成铁氧体芯(3)的弯曲边缘(4a)，/n其中，所述线圈(2)的第一扇区(2a)未布置在床(3a)上，而线圈(2)的第二扇区(2b)布置在床(3a)上，/n其中，所述第一扇区(2a)相对于第二扇区(2b)以弯曲角度(a)围绕弯曲边缘(4a)弯曲。/n

【技术特征摘要】
20190626 EP 19182660.11.一种铁氧体芯线圈装置(1)，作为用于确定金属可旋转物体(28)的旋转速度的传感器装置(1a)的感测元件，包括电磁线圈(2)和保持线圈(2)的铁氧体芯(3)，
其中，所述铁氧体芯(3)具有缺少盘扇区的盘形状，从而具有由盘的轮廓和盘的弦(4a)限定的形状，
其中，所述弦形成铁氧体芯(3)的弯曲边缘(4a)，
其中，所述线圈(2)的第一扇区(2a)未布置在床(3a)上，而线圈(2)的第二扇区(2b)布置在床(3a)上，
其中，所述第一扇区(2a)相对于第二扇区(2b)以弯曲角度(a)围绕弯曲边缘(4a)弯曲。


2.根据权利要求1所述的铁氧体芯线圈装置，其中，所述铁氧体芯具有从床(3a)突出的销(5)，特别是其中，所述销(5)具有与铁氧体芯(3)相同的轴线(x)，其中，所述线圈(2)缠绕在销(5)上。


3.根据权利要求1所述的铁氧体芯线圈装置，其中，所述床(3a)由铁氧体芯(3)的沿着盘的所述轮廓延伸的支撑边缘壁(3b)并且由边缘(4a)界定。


4.根据权利要求2所述的铁氧体芯线圈装置，其中，所述销(5)从床(3a)的高度与所述边缘壁(3b)基本相同。


5.根据权利要求1所述的铁氧体芯线圈装置，其中，缠绕线圈的半径(R2)小于铁氧体芯(3)的半径(R1)。


6.根据权利要求1所述的铁氧体芯线圈装置，其中，所述线圈(2)的第一扇区(2a)与所述线圈(2)的第二扇区(2b)之间的比率在1:1和1.5:1之间。


7.根据权利要求1所述的铁氧体芯线圈装置，其中，所述弯曲角度(a)在70度和110度之间，特别是其中，所述线圈(2)是弯曲角度为90°的大致L形线圈。


8.根据权利要求1所述的铁氧体芯线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：JA蒂盖拉亚尔，A图尔，A伊斯特拉特，L利比斯，
申请(专利权)人：杰凯特技术集团股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH