DiaKra – Innovativer DIAmantartiger KRAftsensor für die Verschraubungs- und Spanntechnik

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Inhalt

Motivation

Kraft- oder Drucksensoren für den Mittel- bis Hochlastbereich werden derzeit in aufwendiger Technik hergestellt. Die Messung erfolgt dabei mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen (DMS) oder piezo-elektrischen sowie piezo-resistiven Sensoren, die an geeigneten Stellen in einem Messgehäuse angeordnet werden. Diese Sensoren sind sehr teuer und nicht flexibel einsetzbar. Ziel ist es daher, kostengünstige sowie flexibel einsetzbare Kraftsensoren zu entwickeln, die dann in den verschiedensten Anwendungsgebieten der Verbindungs- und Spanntechnik eingesetzt werden können.

Inhalt

Im Rahmen des DiaKra-Projektes soll ein neuartiger Dünnschicht-Kraft-Sensor einschließlich der Messelektronik für die Verbindungs- und Spanntechnik entwickelt werden, der flexibel und kostengünstig anwendbar ist. Ein Anwendungsbeispiel ist eine kraftmessende Unterlegscheibe, die in Schraubverbindungen zur Kontrolle der Anpresskraft verwendet werden kann.

Der Sensor besteht aus einer nur wenige Mikrometer dicken Hartstoffschicht, die aus diamantartigem Kohlenstoff (diamant like carbon – DLC) besteht und daher extrem verschleiß- und korrosionsbeständig ist. Die Sensorschicht kann direkt auf die mechanische Komponente, an der die Kraft gemessen werden soll, appliziert werden.

Beispiel eines DiaKra-SensorsBeispiel eines DiaKra-Sensors

Die folgenden Arbeiten werden dabei am Lehrstuhl für Sensorik durchgeführt:

  • Charakterisierung der Sensoren unter Berücksichtigung von Temperatur und Luftfeuchte
  • Konzeption, Entwicklung und Aufbau einer Messelektronik zur Sensorauslese
Kraftmessplatz
Kraftmessplatz

Beteiligte Forschungseinrichtungen

  • Fraunhofer Institut für Schicht- und Oberflächentechnik Braunschweig – IST
  • Fraunhofer Institut für Mikroeletronische Schaltungen und Systeme Duisburg – IMS
  • Technische Universität Braunschweig – Institut für Halbleitertechnik
  • Universität Erlangen-Nürnberg – Lehrstuhl für Sensorik

Schlagworte:
DiaKra; Kraftmessung; Sensorauslese