用于測量轉速、尤其機動車渦輪增壓器轉速的裝置的制作方法

本發明涉及一種用于測量轉速的裝置，尤其測量機動車渦輪增壓器的轉速。

背景技術：

公知的是，廢氣渦輪增壓器中的旋轉元件的轉速可以借助雷達原理(RADA-Principle)確定。由現有技術已知很多用于測量渦輪增壓器轉速的裝置。DE 10 2012 200 261 A1示出一種用于感測渦輪增壓器轉速的裝置，具有轉速傳感器單元，該轉速傳感器單元具有用于發送和接收雷達波的雷達發送器。該裝置接收由機器元件反射的雷達波并將該雷達波作為測量信號提供給分析處理單元。借助分析處理單元可得知渦輪增壓器的轉速。

技術實現要素：

根據本發明，提出一種用于測量轉速、尤其機動車渦輪增壓器轉速的裝置。

該裝置包括至少一個用于產生和/或接收電磁射線的天線以及一個包括至少一個電氣和/或電子構件、與該天線電連接的電組件。根據本發明，該裝置還包含一個至少部分地由吸收激光的材料制成的殼體殼，該殼體殼具有內部空間和一個貼靠在殼體殼的至少一個吸收激光的接觸面上的殼體蓋，該殼體蓋至少部分地遮蓋殼體殼的內部空間并且至少局部地由激光透射材料制成，其中，天線和電組件布置在殼體殼的內部空間中并且殼體蓋在至少一個接觸面上至少區段地與殼體殼通過激光焊縫焊接。

與現有技術相比，具有本發明特征的電組件的優點是，天線和電組件布置在殼體內部并因此被保護免受外部負載。在此，殼體蓋有利地與殼體殼通過激光透射焊接簡單且成本有利地焊接。如果殼體蓋由激光透射材料制成，則用于焊接的激光射線可以有利地穿過殼體蓋，使得激光射線可以達到整個接觸面。因此，通過激光透射焊接在殼體殼和殼體蓋之間的接觸面上產生材料鎖合并且穩定的連接，該連接將殼體殼的內部空間對外密封并且可靠地保護布置在內部空間中的電組件和天線免受外部影響。

本發明的其它有利構型和擴展方案通過在從屬權利要求中給出的特征實現。

電組件和天線例如構造用于產生和/或接收具有300MHz到300GHz頻率的電磁射線，尤其例如用于產生和/或接收具有雷達波范圍內的頻率的電磁射線。因此，證明特別有利的是，殼體蓋由對于由天線產生和/或接收的電磁射線來說可穿透的材料制成(此處原文中dass應為das)。因此，該蓋在特別有利的實施例中由一種材料制成，該材料對于具有300MHz到300GHz之間的頻率的電磁射線、尤其對于具有1GHz到60GHz頻率的電磁射線、優選尤其對于具有21GHz到27GHz頻率的電磁射線是可穿透的。在特別有利的實施例中，例如借助具有24GHz頻率的電磁射線來測量轉速。

如果殼體蓋構造為板則得到這樣的優點：殼體蓋可以平面地放置在保持裝置上，例如直接放置在渦輪壓縮機的進氣管上。此外，構造為板的蓋可以特別簡單和成本有利地制成，并且可以被用于多個不同的殼體。在特別有利的實施例中，構造為板的殼體蓋具有窗式的凹陷，在該凹陷中殼體蓋具有小的厚度并且由天線產生和/或接收的電磁射線可以有利地低損失地穿過該凹陷傳輸。

該窗形的凹陷特別有利地具有相當于由發送和/或接收的電磁射線在殼體蓋的材料中產生的電磁波波長的四分之一的厚度。因此，由天線產生和/或接收的電磁射線可以有利地低損失地穿過殼體蓋的窗形凹陷。

特別有利的是，該窗形凹陷可以相對于天線如此布置，使得天線在殼體蓋上的垂直投影至少部分位于凹陷內。因此可以保證，電磁射線可以穿過殼體蓋中的凹陷并因此尤其低損失地穿過殼體蓋傳輸。

出于穩定性的原因可以有利的是，殼體蓋在窗形凹陷之外的厚度比在窗形凹陷內部的厚度大。在對殼體蓋的穩定性沒有提出特別要求的應用中，出于簡單和成本有利地生產的原因有利的是，整個殼體蓋具有相當于由發送和/或接收的電磁射線在殼體蓋的材料中產生的電磁波波長的四分之一的厚度。

特別有利的是，組件和/或天線至少部分地布置在布置于殼體殼內部空間中的電路板上。因此電組件可以有利地和天線一起作為一個構件制成并且由此簡單地和成本有利地被進一步處理。

通過構造為板的殼體蓋可以有利地將殼體蓋平面地放置在保持裝置上。如果在殼體蓋上構造有校準結構，該校準結構與在保持裝置上構造的互補結構是互補的，得到這樣的優點：僅通過將殼體蓋放置在保持裝置上就可將殼體蓋和殼體殼以及布置在殼體殼中的電組件和天線在保持裝置上在預定的位置中對準，由此不再需要附加地進行空間上的校準。

特別簡單和有利的是，殼體蓋在保持裝置上的特別精確的對準可以通過至少一個作為校準結構或互補結構的銷實現(此處原文漏掉durch)。

在有利實施例中，殼體蓋在殼體蓋平面中的空間尺寸大于殼體殼的空間尺寸，使得殼體蓋相對于殼體殼具有超出部分。這具有的優點是，所述校準結構可以簡單地安裝在超出部分上并且由此天線功能和電磁射線免受校準結構的影響。此外超出部分可以有利地被用于將殼體蓋固定在保持裝置上，例如通過螺紋連接或者夾緊連接。

例如出于價格原因證明特別有利的可以是，殼體蓋被制成為具有由激光透射材料組成的框架件和供微波透過的微波窗的復合件。因此可以有利地對于框架件使用僅激光可透射的材料，而對于微波窗使用僅微波可通過并從而成本有利的材料。

通過將蓋平面地放置在保持裝置上，可以在殼體殼上構造插頭并且該插頭可以靈活地布置在殼體殼上的不同位置上。因此可以將布置在殼體殼內的電子部件與外部空間電連接。

附圖說明

本發明的實施例在附圖中示出并且在下面的說明書中詳細解釋。附圖示出：

圖1根據本發明的裝置的第一實施例的示意性橫截面，

圖2根據本發明的裝置的第一實施例的俯視圖，

圖3舉例的殼體蓋的示意性橫截面，

圖4舉例的殼體蓋的俯視圖，

圖5根據本發明的裝置的第二實施例的示意性橫截面，

圖6根據本發明的裝置的第二實施例的俯視圖。

具體實施方式

圖1示出根據本發明的用于測量轉速的裝置1的第一實施例的示意性橫截面，該裝置例如在機動車的渦輪增壓器中例如可以直接安裝在進氣管或進氣軟管上并且可以在那里測量渦輪增壓器的轉速，吸入的空氣通過該進氣管流動至渦輪增壓器。裝置1包括用于產生和/或接收電磁射線的天線5。天線5可以例如構造成用于發射具有300MHz到300GHz頻率、尤其具有雷達波范圍內的頻率的電磁射線。天線5可以例如為鞭狀天線或貼片天線，并且如此定向，使得產生的微波可以向渦輪增壓器的旋轉部分的方向傳播。天線5產生和/或接收雷達波范圍內的電磁射線，即例如具有300MHz到300GHz頻率的電磁射線。在本實施例中，轉速例如借助具有24GHz范圍內頻率的雷達波測量。

電組件4與天線5電連接并且例如包括用于產生和/或處理電磁射線的操控電路和/或分析處理電路。

在本實施例中，天線5和電組件4布置在電路板15上。對于電路板15在本發明范圍內應理解為一板狀元件，該元件可以被用作電子結構例如印制導線、連接觸點等的載體。在本實施例中，電路板15例如是FR4方式的電路板或者是更高級的，例如是由玻璃纖維增強的環氧樹脂制成的電路板。但電路板15也可以是高密度互連電路板(HDI)、低溫共燒陶瓷(LTCC)或其它合適的電路板15。在電路板15的兩面布置了電組件4，該電組件包括一個或多個通過印制導線相互連接的電氣和/或電子構件6。可以是單個的電子構件6和/或單個的天線5，或者是通過電路板的印制導線電連接并且組成電組件4的多個電氣和/或電子構件6和/或天線5。

在本實施例中，電路板15連同電組件4和天線5布置在殼體殼2的內部空間14中，以保護電組件4和天線5免受外部影響。電路板15例如可以通過支架和銷在殼體殼2的內部空間14中固定在殼體殼2上并楔緊。電路板15可以通過一個或多個在圖1和圖2中未示出的電連接元件例如柔性電路板(FPC＝Flexible Printed Circuit Board)、電纜或者沖壓格柵與存在于殼體外部的其它電氣或電子部件(例如在圖1和圖2中未示出的插頭8)電接觸。

在殼體殼2上構成接觸面11，在該接觸面上，例如構造為板、具有第一厚度D的殼體蓋3貼靠在殼體殼2上。在本實施例中，殼體蓋3至少局部地由激光透射材料制成，殼體殼2至少在接觸面11上由吸收激光的材料制成。如在圖3和圖4中所示，殼體蓋可以制成為具有由激光透射材料組成的框架件21和至少一個嵌入到該框架件21中的微波窗22的復合件，該微波窗對于具有300MHz到300GHz頻率的電磁射線、尤其對于具有1GHz到60GHz頻率的電磁射線、優選尤其對于具有21GHz到27GHz頻率的電磁射線是可穿透的。在本實施例中，激光透射的框架件21在接觸面11上與吸收激光的殼體殼2接觸并且在該接觸面11上與該殼體殼焊接。通過殼體蓋3的框架件21的激光可穿透材料，用于焊接的激光射線可以在殼體蓋3的框架件21區域中穿過殼體蓋3，由此使殼體蓋3與殼體殼2在共同的接觸面11上焊接。在本實施例中，殼體蓋3與殼體殼2在接觸面11上通過激光焊縫焊接，因此與殼體殼2材料鎖合地連接。因此，殼體殼2的內部空間14中的電組件4和天線5被保護免受外部影響。殼體蓋3的框架件21可以由用于激光透射焊接的材料制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。

殼體蓋3可以例如通過具有大約800到1000nm范圍內波長的大功率二極管激光或者通過固體激光例如Nd:YAG(摻釹釔鋁石榴石)激光而與殼體殼2焊接。微波窗22可以由微波可穿透的材料制成，例如PTFE(聚四氟乙烯，)或PSU(聚砜)。但殼體蓋3也可以例如不制成為復合件，而是連貫地由一種材料制成，該材料是激光可穿透的并且同時對于具有300MHz到300GHz頻率的電磁射線、尤其對于具有1GHz到60GHz頻率的電磁射線、優選尤其對于具有21GHz到27GHz頻率的電磁射線是可穿透的。由此在本實施例中，殼體殼3對于由天線5發送和/或接收的24GHz電磁射線是可穿透的。

在一個實施例中設置為，殼體蓋3構造為具有第一厚度D的板而窗形凹陷7具有第二厚度B，該第二厚度相當于由具有例如在21GHz和27GHz之間的頻率的電磁波在殼體蓋3的材料中產生的電磁波波長的四分之一。原則上，對于殼體蓋3至少也考慮與板形狀略微有差別，在概念上也應該被包括在內。在本實施例中，天線5發送和/或接收具有24GHz頻率的電磁射線。如果窗形凹陷7中的殼體蓋3第二厚度B相當于在殼體蓋3的材料中要傳輸的電磁射線的波長的四分之一，則射線的傳輸具有特別小的損失。在本實施例中，殼體蓋3在窗形凹陷7之外具有與第二厚度B相比較大的第一厚度D。如果例如在窗形凹陷7中電磁射線具有低損失地穿過殼體蓋3，則殼體蓋3在該區域之外可以具有例如較大的第一厚度D，這使得殼體蓋3的穩定性提升。但如果不需要提升穩定性，則殼體蓋3也可以例如連續地具有一致的厚度，該厚度相當于要在殼體蓋3的材料中傳輸的電磁射線的波長的四分之一。

在本實施例中，為了確保特別有效地傳輸由天線5發送和/或接收的電磁射線，窗形凹陷7在殼體蓋3中如此構造：使得天線5在殼體蓋3的平面上的垂直投影位于凹陷7中。以此方式確保電磁射線從天線5到窗形凹陷7的特別短的路徑。

圖2示出根據本發明的裝置1的第一實施例的俯視圖，具有與殼體殼2激光焊接的殼體蓋3。在本實施例中，殼體蓋3的空間尺寸在構造為板的殼體蓋3的平面中大于殼體殼2的空間尺寸，使得殼體蓋3相對于殼體殼2具有超出部分9。在本實施例中，超出部分9一件式地并且環繞整個殼體殼2地構造，但該超出部分例如也可以多件式地構造。如在圖5中所示，殼體蓋3可以放置在保持裝置16上并且在該保持裝置上在預定的位置中對準。為實現該目的，可以例如在超出部分9中構造校準結構17，該校準結構與在保持裝置16上構造的互補結構18如此互補：使得殼體蓋3通過校準結構17和互補結構18的相互嵌接而在保持裝置16上在預定位置中對準。在本實施例中，校準結構17以半圓形缺口的形式構造在殼體蓋3的超出部分9中。但校準結構17也能夠以有利于殼體蓋3在預定位置中的對準的任意其它形式構造。校準結構17也可以例如構造在該殼體蓋3的一個這樣的部分上：該部分不形成殼體蓋3的超出部分9。

圖5示出了根據本發明的裝置1的第二實施例的示意性橫截面。該實施例除了處于殼體殼2的內部空間14中的、帶有天線5和電組件4的電路板15以及與殼體殼2激光焊接的殼體蓋3之外，還包括保持裝置16。殼體蓋3放置在保持裝置16上并且在該保持裝置上在預定位置中對準。

圖6示出根據本發明的裝置1的第二實施例的俯視圖。在保持裝置16上例如構造兩個用作互補結構18的銷19。校準結構17相應互補地例如構造為在殼體蓋3的超出殼體殼2的超出部分9中的兩個半圓形缺口。

通過在將殼體蓋3放置到保持裝置16上時銷19和半圓形缺口的相互嵌接，殼體蓋3在保持裝置16上的預定的、對于當時目的(例如測量渦輪增壓器的轉速)合適的位置上對準。原則上，校準結構17和互補結構18也可以以能使殼體蓋3在保持裝置16上的預定位置中對準的多種其它形式構造。在保持裝置16上構造的互補結構18也可以例如與在殼體蓋3上構造的校準結構17互補地制成。因此，保持裝置16也可以例如為渦輪壓縮機的進氣軟管，該進氣軟管與在殼體蓋3上構造的校準結構17互補地制成。進氣軟管可以例如通過在模具中加熱而例如如此成形：使得在該進氣軟管上構成與在殼體蓋3上構造的校準結構17互補地構造的互補結構18。

如在圖5中所表明的，殼體蓋3可以例如通過在保持裝置16上構成的帶有卡鎖鉤的夾緊裝置機械地固定在保持裝置16上，該卡鎖鉤從后面鉤住超出部分9。此外，殼體蓋3也可以例如與保持裝置16激光焊接，該保持裝置例如可以是渦輪壓縮機的進氣軟管或者進氣管。此外，殼體蓋3在保持裝置16上的固定也可以例如通過螺紋連接、粘接連接或其它任意合適的連接技術實現。

當然，其它實施例和所述實施例的組合形式也是可行的。