Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Unterlegscheiben werden intelligent

08.03.2013
Seit dem 1. Jahrhundert v. Chr. werden Schrauben als Verbindungselement verwendet. Die Technik hat sich bewährt, doch die Ansprüche steigen stetig. Heute möchte man die Spannkräfte in den Schraubverbindungen möglichst exakt kennen. Der Drehmomentschlüssel kann nur bedingt genaue Informationen liefern: Intelligente Unterlegscheiben sollen dies ändern. Zu sehen ist die innovative Technik bei der diesjährigen Hannover-Messe vom 8. bis 12. April bei der Fraunhofer-Allianz Adaptronik in Halle 2 an Stand 15.

Beim Hantieren mit einem Drehmomentschlüssel können Reibungen, z. B. durch Schmutz in der Schraubverbindung verursacht, einen negativen Einfluss haben, da dass eingestellte Drehmoment nicht zur erwarteten Festigkeit der Verbindung führt. Schrauben werden daher in der Regel größer dimensioniert als nötig.

Den Fraunhofer-Forschern ist es nun gelungen, Kräfte und Vorspannungen präzise zu messen und kontinuierlich zu überwachen, auch in bewegten Systemen. Hierzu registrieren piezoresistive Dünnschichtsensoren die Kräfte in den Schraubverbindungen und senden diese berührungslos per RFID-Übertragung an entsprechende Lesegeräte. Dadurch können Schrauben besser dimensioniert und montiert werden, was Material und Kosten spart.

Dynamisch beanspruchte Schraubverbindungen müssen periodisch kontrolliert werden. Mit einem Drehmomentschlüssel ist dies nur im Stillstand möglich. Maschinen und Anlagen mit umlaufenden Schraubverbindungen müssen zur Kontrolle angehalten werden. Hier bringt die kontinuierliche und berührungslose Messung große Erleichterungen und Zeitersparnis.

Dünnschichtsensoren mit Folienelektrode

Zur Herstellung eines kostengünstigen Systems mit Stahlfolienelektrode wird auf eine einseitig polierte Oberfläche von Unterlegscheiben im PACVD-Prozess die piezoresistive Sensorschicht DiaForce® abgeschieden. Per Laser wird eine ringförmige Edelstahlfolie mit einer Kontaktlasche ausgeschnitten und in direkten Kontakt mit den beschichteten Flächen der Unterlegscheiben gebracht. Das System kann anschließend mit Epoxidharz versiegelt werden.

Die Messung der Spannkräfte ist denkbar einfach: Über einen Kontakt an der Lasche und an der Scheibe fließt ein Messstrom durch die Sensorschicht. Der gemessene Widerstand gibt Auskunft über die Festigkeit: je höher der Widerstand, umso lockerer die Verbindung.

Dünnschichtsensoren mit geschlossenem Dünnschichtsensorsystem

Der Aufbau eines aufwendigeren geschlossenen Schichtsystems führt zu einer linearen Widerstandsabhängigkeit. Das System misst unabhängig von der Umgebungstemperatur hochauflösend und ortsaufgelöst. Der Grundkörper hat eine Unterlegscheibenform mit integrierter Kontaktierungsfläche. Auf die polierte Fläche wird wiederum die piezoresistive Sensorschicht DiaForce® abgeschieden. Darauf werden einzelne Elektrodenstrukturen aus Chrom in einer Dicke von nur 100 Nanometern aufgebracht. Diese Strukturen werden mit einer mit Silizium und Sauerstoff modifizierten Kohlenwasserstoffschicht vor Verschleiß geschützt und elektrisch isoliert.

Das Unterlegscheibensystem mit RFID ist das Resultat des Projektes "InUse", das innerhalb des "Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM)" des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert wurde.

Mit dem anwendungsorientierten Forschungsauftrag der Fraunhofer-Gesellschaft kooperieren in der Fraunhofer-Allianz Adaptronik (FAA) neun thematisch komplemetär ausgerichtete Institute im Bereich der Adaptronik. Die Partner arbeiten dabei sowohl in wissenschaftlichen als auch in industriellen Forschungskooperationen je nach Anwendungsbedarf zusammen. Dadurch sind interdisziplinär basierte Lösungen aus einer Hand möglich.

Redaktion:
Anja-Maria Foshag
Fraunhofer Allianz Adaptronik
Allianzsprecher: Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka
Postfach 10 05 61
64205 Darmstadt
Telefon +49 6151 705-236
www.adaptronik.fraunhofer.de
info@adaptronik.fraunhofer.de
Weiterer Ansprechpartner Presseservice:
Ingo Fleuchaus
PR-Agentur Solar Consulting GmbH
79072 Freiburg
Telefon +49 761 38 09 68-21
fleuchaus@solar-consulting.de
Wissenschaftlicher Kontakt:
Saskia Biehl
Telefon +49 531 2155 604
saskia.biehl@ist.fraunhofer.de
Fraunhofer IST

Ingo Fleuchaus | Solar Consulting GmbH
Weitere Informationen:
http://www.adaptronik.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen
26.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen
25.04.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik