Im Projekt wird ein neuartiges Gleitlager entwickelt, das Sensorik direkt integriert und so Zustandsüberwachung, Energiegewinnung und Datenübertragung vereint. Nach erfolgreichen Prototypen in der ersten Phase liegt der Fokus nun auf einem vollständig autarken System, das auch kritische Betriebszustände zuverlässig erkennt. Ziel ist es, die Grundlage für den breiten Einsatz dieser Technologie im Maschinenbau zu schaffen.

Kupplungen übertragen Leistung zwischen Wellen und dämpfen gleichzeitig Drehmomentspitzen sowie Schwingungen. Im Projekt wird eine Zahnkranzkupplung mit integrierten Sensoren weiterentwickelt, um Belastungen im Betrieb präzise zu erfassen. Ziel ist ein autonom arbeitendes, energieautarkes Maschinenelement, das nicht nur Zustände überwacht, sondern auch neue Erkenntnisse über das thermische und mechanische Verhalten liefert. Damit soll eine Grundlage für die Berechnung und den Einsatz sensorintegrierender Kupplungen geschaffen werden.

Im Projekt wird ein sensorintegriertes Radial-Großwälzlager entwickelt, das Belastungen, Temperaturen und Drehzahlen direkt im Betrieb erfasst. Durch drahtlose Datenübertragung, energieautarke Versorgung und integrierte Signalverarbeitung kann das System Schäden frühzeitig erkennen, Wartungsintervalle optimieren und Ausfallzeiten reduzieren. Damit entsteht eine Schlüsseltechnologie für Anwendungen wie Windkraftanlagen, die höhere Zuverlässigkeit und Effizienz durch intelligente Zustandsüberwachung ermöglicht.

Im Projekt entsteht eine sensorintegrierte Zahnwelle, die mechanische Überlasten zuverlässig erkennt, ohne ihre ursprüngliche Funktion einzuschränken. Möglich wird dies durch ein innovatives Werkstoffsensor-Prinzip, das Belastungen dauerhaft im Material speichert und energieeffizient ausgelesen werden kann. Ziel ist ein autonomes, robustes und langlebiges Maschinenelement mit drahtloser Datenübertragung und eigener Energieversorgung. Damit wird ein wichtiger Schritt hin zu intelligenten und digital vernetzten Antriebsstrangkomponenten gemacht.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines modellbasierten Modulbaukastens, mit dem Sensorsysteme für Maschinenelemente wie Befestigungs- und Bewegungsschrauben systematisch konzipiert werden können. Dabei werden Anforderungen aus Mechanik, Elektronik, Software und Konstruktionsmethodik zusammengeführt, um anwendungsfallspezifische Lösungen effizient zu konfigurieren. Prototypische Schrauben mit integrierten Sensorsystemen werden gebaut und getestet, um eine zuverlässige und energieautarke Zustandsüberwachung auch bei begrenztem Bauraum zu ermöglichen.

Im Projekt wird die weit verbreitete Passfederverbindung zu einem intelligenten Maschinenelement weiterentwickelt. Durch integrierte Dehnungssensoren und Energy Harvesting kann die Passfeder künftig die im Betrieb auftretenden Drehmomente erfassen, die Daten vorverarbeiten und drahtlos übertragen. Ziel ist eine neuartige Entwicklungsmethodik, die eine energieautarke und zuverlässige Zustandsüberwachung ermöglicht und sich perspektivisch auch auf andere Welle-Nabe-Verbindungen übertragen lässt.

Das Projekt entwickelt einen intelligenten Radialwellendichtring, der nicht nur seinen eigenen Betriebszustand, sondern auch die Qualität des Schmierstoffs überwacht. Druck, Temperatur, Reibung und Ölzustand werden dabei direkt im Bauteil erfasst – ohne die Dichtfunktion zu beeinträchtigen. Ziel ist ein autonomes Gesamtsystem, das zuverlässig unter realen Betriebsbedingungen arbeitet, drahtlos Daten überträgt und in vernetzte Maschinenumgebungen integriert werden kann.

Zahnräder sind zentrale Bauteile im Antriebsstrang – fällt eines aus, steht oft das gesamte System still. Im Projekt wird daher ein Zahnrad entwickelt, das durch integrierte Sensorik und Elektronik den Zustand direkt im Zahneingriff überwacht. Die erfassten Daten werden energieeffizient verarbeitet, drahtlos übertragen und für eine zuverlässige Zustandsdiagnose genutzt. Mit dem SIZA entsteht ein intelligentes Maschinenelement, das die Grundlage für höhere Betriebssicherheit und vorausschauende Wartung liefert.

Schraubenverbindungen zählen zu den wichtigsten Bauteilverbindungen im Maschinenbau und eignen sich ideal für die Integration von Sensorik. Im Projekt wird eine neuartige Schraube entwickelt, die Belastungen aus mehreren Richtungen erfassen kann – und das bauraumneutral, energieautark und ohne ihre Tragfähigkeit wesentlich zu beeinträchtigen. Ziel ist neben dem Prototyp auch die Entwicklung einer allgemeinen Entwurfsmethodik für zylinderförmige Maschinenelemente, die den Weg für weitere intelligente Verbindungselemente ebnet.

Im Projekt entsteht ein Gasfolienlager, das Temperatur, Drehzahl und Abhebezustand der Welle direkt im Betrieb überwacht – ohne seine Funktion einzuschränken. Durch virtuelle Sensorik, drahtlose Datenübertragung und energieautarke Sensorknoten können sowohl Lager- als auch Rotorsystemzustände zuverlässig erfasst werden. Mit einem Demonstrator und realen Tests wird die Funktionszuverlässigkeit nachgewiesen, um langfristig eine allgemeine Konstruktionsmethodik für intelligente Gasfolienlager zu entwickeln.