SENSA-BOLT
Projekt: SensA Bolt, Intelligenter Schraubensensor zur Zustandsüberwachung
Fördergeber: BMWi
Laufzeit: 2017 – 2019
Inhalte und Ziele
- Entwicklung eines intelligenten Schraubensystems, das mechanische Belastungen, Vorspannkraft, Temperaturen und zusätzliche Umgebungsgrößen erfasst
- Integration der Sensorik direkt in die Schraube oder in ein schraubnahes Element, ohne die Funktion oder Festigkeit der Verbindung zu beeinträchtigen
- Aufbau eines energieeffizienten, miniaturisierten Sensorknotens mit Funkkommunikation (z. B. BLE)
- Realisierung einer kontinuierlichen oder ereignisbasierten Überwachung von sicherheitskritischen Schraubverbindungen
- Entwicklung eines skalierbaren, mechanisch robusten Sensoraufbaus inkl. EMV-Schutz, Temperaturfestigkeit und Vibrationsbeständigkeit
Schraubverbindungen gehören zu den am stärksten belasteten Komponenten im Maschinen- und Fahrzeugbau. Ihre Sicherheit hängt maßgeblich von der korrekten Vorspannkraft und den im Betrieb auftretenden Lasten ab. Da viele Schraubverbindungen schwer zugänglich oder sicherheitskritisch sind, ist eine zuverlässige Zustandsüberwachung im laufenden Betrieb bisher kaum möglich.
Das Projekt SensA-Bolt entwickelte daher einen sensorischen Schraubenknoten, der mechanische, thermische und dynamische Belastungen erfasst und digital überträgt.
Die Innovation besteht in der vollständigen Integration eines Sensorelements in das Schraubumfeld, ohne die Festigkeit oder das Montageverhalten negativ zu beeinflussen. Die Arbeiten umfassten die mechanische Simulation (Vorspannkräfte, Spannungspfade), Sensorauswahl und Elektronikentwicklung, Prototyping, Umweltprüfungen sowie die Untersuchung geeigneter Energieversorgungskonzepte (Batterie, Energy Harvesting). Funktionsmuster wurden im Prüfstand getestet, hinsichtlich Vibrationsbeständigkeit, Genauigkeit, Temperaturverhalten und Betriebsstabilität.
