Montagesensor

Qualitätsüberwachung von Schnellkupplungen und deren Montagezustand mit passiven, drahtlos auslesbare Montagesensoren

In Zusammenarbeit mit der Firma A. Raymond haben wir einen kapazitiven Low-Cost-Sensor entwickelt, mit dem der Montagezustand von fluidischen Schnellkupplungen in vormontierten Kraftstofftanks von Fahrzeugen drahtlos ausgelesen werden kann. Dazu ist der Sensor als Resonanzschwingkreis mit variabler Kapazität ausgeformt, mit dem erfasst werden kann, ob die Kupplung geöffnet oder geschlossen ist. Das erlaubt es den Herstellern erstmalig, geprüfte und während des Montageprozesses online dokumentierte Kraftstofftanks auszuliefern. 

Unser Sensordemonstrator hat das Potenzial LC-Schwingkreise hoher Güte und damit Montagesensoren mit Einmalfunktion zu geringen Kosten in kleinen und großen Stückzahlen bei gleichzeitig hoher Reproduzierbarkeit der Resonanzfrequenz herzustellen. Der Einsatz des Montagesensors ist jedoch nicht auf fluidische Schnellkupplungen begrenzt: ein solcher Sensor kann zur Qualitätsüberwachung an nahezu jeder Verbindungsstelle wie elektrischen, elektro-fluidischen oder mechanischen Anschlüssen verwendet werden. Da er ohne zusätzliche aktive oder passive Bauteile und ohne eigene Energieversorgung auskommt, eignet er sich vor allem für sich bewegende oder drehende Teile. Den Funktionsnachweis haben wir in MID-Technik entwickelt und später in Leiterplattentechnik abgebildet. Für einen folienbasierten Aufbau haben wir den Sensor weiterentwickelt. In ersten Voruntersuchungen wurden dazu doppelseitig heißgeprägte Strukturen aus Kupferfolie auf Kunststofffoliensubstrate aufgebracht. Mittels Widerstandsschweißen wurde eine Durchkontaktierung beider Layoutseiten realisiert. Für die Einmalfunktion wird ein definierter Bereich des Kondensators irreversibel abgetrennt und somit die Resonanzfrequenz des Schwingkreises dauerhaft verändert.

Um die Kosten für einen solchen Sensor noch weiter zu reduzieren, haben wir Aluminiumfolien aus der Nahrungsmittelverpackung, wie sie bei Joghurtdeckeln zum Einsatz kommen, untersucht und erfolgreich getestet: auch nach dem Anspritzen einer Schnellkupplung im Spritzguss sind unsere Sensoren vollständig funktionsfähig.

Kontakt


Dipl.-Ing. André Bülau
Hahn-Schickard,
Stuttgart
Tel.: + 49 711 685-83708
Andre.Buelau@Hahn-Schickard.de
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