In der ersten Projektphase wurde an der TU Dresden durch die Professur für Maschinenelemente am Institut für Maschinenelemente und Maschinenkonstruktion, die Professur für Mechanik multifunktionaler Strukturen am Institut für Festkörpermechanik und der MEiTNER Nachwuchsforschergruppe am Institut für Halbleiter- und Mikrosystemtechnik in enger Abstimmung eine Zahnkranzkupplung mit Sensoren ausgestattet, um das Drehmoment während des Einsatzes zu ermitteln. Zu diesem Zweck wurden in jeden Zahn des Zahnkranzes abgesetzte Bohrungen eingebracht, in die anschließend nachgiebige dielektrische Elastomersensoren (DES) eingesetzt wurden. Durch Deformation der Zähne des Zahnkranzes werden auch die DES deformiert, was zu einer Änderung ihrer Kapazität führt. Um die Deformation der Zähne zu erhöhen und sie abzuschirmen, wurden Dehnungsverstärker eingesetzt, die aus einem steiferen Material als die DES bestehen. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass die sensorintegrierende Kupplung zur Messung von Wellenverlagerungen geeignet ist. Es konnte erfolgreich demonstriert werden, dass die sensorintegrierte Kupplung die Deformation der Zähne messen kann. Die Integration der DES in mehrere benachbarte Zähne ermöglichte die Bestimmung eines Drehmoments sowohl bei positiver als auch bei negativer Drehrichtung. Der gesamte Entwicklungsprozess wurde durch numerische Simulationen der konventionellen und der sensorintegrierten Kupplung unterstützt.

In der zweiten Phase des Projektes wird an der TU Dresden der in der ersten Phase entwickelte Prototyp einer sensorintegrierenden Zahnkranzkupplung in ein autonom arbeitendes, sensorintegrierendes Maschinenelement überführt. Hierbei werden numerische und experimentelle Untersuchungen an realen konventionellen und sensorintegrierenden Kupplungssystemen durchgeführt. Damit die sensorintegrierende Kupplung autonom operieren kann, ist die Entwicklung eines Energy-Harvesting-Moduls erforderlich. Darüber hinaus ist zu erforschen, ob sich durch die Modifikation bei der Sensorintegration des Zahnkranzes neue Schadensmechanismen ergeben, um daraus Strategien zur Prävention dieser entwickeln zu können. Weiterhin liegt der Fokus auf der Untersuchung des thermischen Verhaltens des Zahnkranzes. Aufgrund der starken Temperaturabhängigkeit der Steifigkeit des Zahnkranzes ist es erforderlich, ein besseres Verständnis über den Wärmehaushalt während des Betriebs der Zahnkranzkupplung zu erlangen. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung für die Optimierung der Position der notwendigen Temperatursensoren. Des Weiteren zeichnet sich das Zahnkranz-Material durch seine Viskoelastizität aus. Daher soll ein geeignetes Regressionsmodell erstellt werden, um das Drehmoment aus den vorhandenen Messwerten zu bestimmen. Abschließend sollen die in beiden Phasen des Projektes erworbenen Erkenntnisse in die Entwicklung einer Berechnungsvorschrift für sensorintegrierende Zahnkranzkupplungen einfließen.