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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer tribologischen Beanspruchung sowie einer Sensorvorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Mit Kontaktdynamiksensoren lassen sich in tribologischen Systemen lokale Beanspruchungsgrößen wie Kontaktdruck und Kontakttemperatur sowie die Schmierspaltweite oder Filmdicke mittels physikalischer Messtechnik bestimmen. Der geometrische Aufbau der Sensoren beeinflusst die Signalqualität sowie die örtliche und zeitliche Auflösung der Messsignale.
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Mit Kontaktdrucksensoren, die im Dünnschicht-Verfahren mittels Vakuum und Fotolithografie hergestellt werden, sogenannten Dünnschicht-Tribosensoren (DST), lassen sich Sensorstrukturen typischerweise in der Größenordnung von 20 - 50 Mikrometer realisieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich eine entsprechende Sensorvorrichtung gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Mit dem hier vorgestellten Verfahren können vorteilhafterweise sämtliche für eine Sensorvorrichtung notwendigen Metallschichten mit einer Fertigungsanlage aufgebracht werden, wodurch eine kostengünstige Herstellung der Bauteile möglich ist. Vorteilhafterweise kann mit dem hier vorgestellten Druckverfahren eine kostengünstige und qualitativ hochwertige Sensorvorrichtung hergestellt werden.
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Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer tribologischen Beanspruchung vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Erzeugens einer Sensorstruktur auf einem Trägerelement der Sensorvorrichtung mittels eines additiven Druckverfahrens und einen Schritt des Fixierens der aufgedruckten Sensorstruktur aufweist, um die Sensorvorrichtung herzustellen.
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Beispielsweise kann das Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung für kontaktdynamisch beanspruchte Bauteile, wie zum Beispiel elektrische Antriebsachsen, Wälzlager, Gleitlager, hydrostatische und hydrodynamische Kraft- und Arbeitsmaschinen, Getriebe, Düsen, Injektoren, Druckregler oder dergleichen, eingesetzt werden. Hierfür kann die Sensorvorrichtung zum Beispiel mit einem Kontaktdynamiksensor ausgebildet sein, der auch als tribologischer Beanspruchungssensor oder Tribosensor bezeichnet werden kann. Dabei kann zum Beispiel auf eine dem tribologischen Kontakt zugewandten Stirnseite des Trägerelements mit einer Tinte oder Paste additiv ein metallischer Sensorfilm in definierter Form aufgedruckt werden. Diese aufgedruckte Sensorstruktur kann beispielsweise mit Platin als Temperatursensor ausgebildet sein oder mit einer Legierung aus Manganin als Drucksensor. Nach dem Druck kann die Sensorstruktur im Schritt des Fixierens zum Beispiel thermisch oder photonisch ausgehärtet und zusätzlich oder alternativ gesintert werden, um die notwendige elektrische Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit zu erreichen. Zusätzlich oder alternativ kann in diesem Schritt auch eine bestimmte Wartezeit zum Aushärten der Sensorstruktur eingehalten werden. Diese gedruckten Sensoren können zum Beispiel den piezo-elektrischen, piezo-resistiven oder den thermo-resistiven Effekt bestimmter Metalle und Legierungen nutzen. Die Geometrie, Qualität und Technologie, mit der der Sensor auf dem Trägerelement beziehungsweise dem Sensorträger aufgetragen wird, kann entscheidend für die Qualität des Sensors sein und auch für die Herstellungskosten.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Erzeugens mittels des additiven Druckverfahrens auch eine Kontaktstruktur zum elektrischen Kontaktieren der Sensorstruktur auf dem Trägerelement erzeugt werden. Beispielsweise kann die Spannungsversorgung und Signalübertragung der Sensoreinheit mittels elektrisch leitender Leiterbahnen vom Sensor zu einer Schnittstelle mit einer außerhalb des Kontaktes aufgebauten Messkette erfolgen. Hierfür können im Schritt des Erzeugens zum Beispiel zusätzlich zum Erzeugen der Sensorstruktur auch Strukturen für eine elektrische Kontaktierung der Sensorstruktur aufgetragen werden. Solch eine Kontaktstruktur kann beispielsweise aus einer mittels Inkjet gedruckten Kontaktfläche aus Silbertinte bestehen. Mit diesen Kontaktflächen kann dann vorteilhafterweise eine elektrische Kontaktierung mit einer Peripherie hergestellt werden, zum Beispiel durch Lötprozesse. Im folgenden Schritt des Fixierens können dann zum Beispiel sowohl die Sensorstruktur als auch die Kontaktstruktur beispielsweise mittels Sintern an dem Trägerelement fixiert werden. Aufgrund des Erzeugens und Fixierens der Sensorstruktur und der Kontaktstruktur in einem gemeinsamen Druckvorgang, können vorteilhafterweise Zeit und Herstellungskosten eingespart werden.
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Somit bietet der beschriebene Ansatz einen fertigungstechnischen Vorteil, indem Leiterbahnen und ein die Sensorstruktur umfassender Sensor in einem Druckvorgang und anschließend in einem Härteprozess aufgebracht werden können. Dabei können die Materialen der Leiterbahnen und der Sensorstruktur parallel gedruckt und anschließend gleichzeitig gesintert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Erzeugens die Sensorstruktur entsprechend einer vorbestimmten geometrischen Struktur aufgedruckt werden. Die Form der Maskierung kann zum Beispiel in ihrer kleinsten Auflösung lediglich durch das eingesetzte Druckverfahren und die Benetzung der Tinte auf dem Substrat begrenzt sein und beispielsweise einen Bereich von 10 bis 50 µm abdecken. Dabei kann die geometrische Struktur beispielsweise den jeweiligen Anforderungen des tribologischen Systems angepasst sein. Die geometrische Struktur kann zum Beispiel eine Linie in gerader oder gebogener Form aufweisen oder eine Mäanderform, eine Kreis- oder Oval-Form, eine rechteckige oder vieleckige Form oder eine beliebige Kombination dieser geometrischen Formen. Dabei kann die Linienbreite beispielsweise 100 nm bis 50 µm betragen. Die Mäanderform kann vorteilhafterweise zur Erhöhung der effektiven Länge des metallischen Sensorfilms dienen. Ein Teilabschnitt einer Linie mit Mäanderform kann zum Beispiel eine Länge von 50 nm bis 500 µm aufweisen. Vorteilhafterweise kann eine geometrisch strukturierte Sensorstruktur in beliebiger Anzahl kostenschonend aufgedruckt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren einen zusätzlichen Schritt des Bereitstellens des Trägerelements umfassen, wobei das Trägerelement ein keramisches Material aufweisen kann. Beispielsweise kann das Trägerelement aus einem keramischen Werkstoff bestehen und zum Beispiel mittels sogenanntem Ceramic Injection Molding (CIM) oder mit additiven Fertigungsverfahren hergestellt sein. Dabei kann das Trägerelement beispielsweise eine zylindrische oder quaderförmige Außenkontur besitzen, mit einem Außendurchmesser DA ≥ 1 Millimeter oder einer Kantenlänge KL ≥ 1 Millimeter und einer Länge L ≥ 1 Millimeter und bei zylindrischer Ausführung mit einer Wanddicke WDZ ≥ 200 Mikrometer und bei quaderförmiger Ausführung mit einer Wanddicke WDQ ≥ 200 Mikrometer. Ein keramisches Trägerelement hat den Vorteil, dass es eine isolierende Funktion erfüllt und die im Schritt des Erzeugens aufgebrachten metallischen Sensorstrukturen somit elektrisch von dem umgebenden Bauteil getrennt werden können. Dadurch können diese gedruckten Sensoren zum Beispiel den piezo-elektrischen, piezo-resistiven beziehungsweise den thermo-resistiven Effekt bestimmter Metalle und Legierungen nutzen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Bereitstellens das Trägerelement eine Kontur aufweisen, die einer Geometrie des tribologischen Kontakts angepasst sein kann. Beispielsweise kann das Trägerelement auf einer dem tribologischen Kontakt zugewandten Seite eine Fläche aufweisen, die mit einer beliebig gestalteten Kontur versehen sein kann und eine bestimmte Oberflächenrauheit aufweisen kann. Dabei kann diese Kontur beispielsweise der geometrischen Struktur der Sensorstruktur entsprechen. Die Konturierung kann vorteilhafterweise eine exakte Anpassung an die im tribologischen Kontakt vorhandene makroskopische beziehungsweise mikroskopische Geometrie ermöglichen, um damit eine Rückwirkung durch eine oder mehrere eingesetzte keramische Trägerelemente in einem tribologischen System so gering wie möglich zu halten. Eine Anpassung an die Oberflächenrauheit des umgebenden Originalbauteils kann zudem die Rückwirkung durch den Sensor reduzieren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Erzeugens ein berührungsloses Druckverfahren oder ein Siebdruckverfahren angewendet werden. Beispielsweise kann es sich bei dem berührungslosen Druckverfahren um ein Inkjet-Verfahren, ein Aerosoljet-Verfahren oder ein LIFT-Verfahren (LIFT = Laser-Induced-Forward-Transfer) handeln. Vorteilhafterweise kann durch die Verwendung solcher Drucktechniken auf bereits bekannte und kostensparende Verfahren zurückgegriffen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Erzeugens eine Mehrzahl von Sensorstrukturen erzeugt werden und die Mehrzahl von Sensorstrukturen kann im Schritt des Fixierens fixiert werden. Beispielsweise können in diesem Schritt zwei unterschiedliche Sensorstrukturen erzeugt werden, von denen zum Beispiel eine als Drucksensor und eine als temperatursensitiven Schicht und eine als drucksensitive Schicht ausgebildet sein kann. Vorteilhafterweise kann die Sensorvorrichtung dadurch eine hohe Integrationsdichte erreichen.
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Zudem können der Schritt des Erzeugens und der Schritt des Fixierens für jede Sensorstruktur gesondert oder für alle Sensorstrukturen gemeinsam durchgeführt werden. Sollen beispielsweise zu messtechnischen Zwecken mehrere metallische Sensorfilme auf dem Trägerelement appliziert werden, so kann hierfür folgende Prozessfolge eingesetzt werden: Drucken der Tinte für Metallfilm 1, Drucken der Tinte für Metallfilm 2 und Aushärten oder Sintern der Tinten von Metallfilm 1 und 2. Alternativ kann auch folgende Prozessfolge möglich sein: Drucken der Tinte für Metallfilm 1, Aushärten oder Sintern der Tinte von Metallfilm 1, Drucken der Tinte für Metallfilm 2 und Aushärten oder Sintern der Tinte von Metallfilm 2. Diese Schritte können so oft wie nötig wiederholt werden. Vorteilhafterweise können dadurch unterschiedliche Sensorstrukturen mit hoher Integrationsdichte kostensparend erzeugt werden. Vor oder nach dem Aufdrucken der Sensorstrukturen können auch die Kontaktstrukturen aufgedruckt werden, zum Beispiel mittels Inkjet-Technologie und zum Beispiel mit einer Tinte mit Silberfüllstoffen, welche anschließend elektrisch mit der Peripherie verbunden werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Erzeugens eine Sensorstruktur mit kontaktdynamischen Eigenschaften aufgedruckt werden. Beispielsweise können tribologische Beanspruchungssensoren beispielsweise als Tinte oder Paste auf dem Trägerelement aufgedruckt werden. Vorteilhafterweise können gedruckte Tribosensoren durch ihre geringen geometrischen Abmessungen eine hohe lokale Auflösung des tribologischen Kontaktes ermöglichen.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Zudem wird eine Sensorvorrichtung zum Erfassen einer tribologischen Beanspruchung eines tribologischen Kontaktelements vorgestellt. Dabei umfasst die Sensoreinrichtung ein Trägerelement, auf dem eine mittels eines additiven Druckverfahrens erzeugte Sensorstruktur fixiert ist. Beispielsweise kann mittels der Sensorvorrichtung ein Beanspruchungsparameter kontaktdynamisch beanspruchter Kontaktelemente erfassbar sein. Ein Kontaktelement kann ein Bauteil sein, dessen Beanspruchung erfasst werden kann. Beispielsweise kann unter Verwendung der Sensorvorrichtung ein Kontaktdruck oder eine Kontakttemperatur an elektrischen Antriebsachsen, Wälzlagern, Gleitlagern, hydrostatischen und hydrodynamischen Kraft- und Arbeitsmaschinen, Getrieben, Düsen, Injektoren, Druckreglern oder dergleichen erfasst werden. Hierfür kann die aufgedruckte Sensorstruktur beispielsweise als sogenannter Dünnschicht-Tribosensor ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann durch eine solche Sensorvorrichtung eine tribologische Beanspruchung eines Kontaktelements eines tribologischen Systems erfasst werden.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer Sensorvorrichtung;
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer Sensorvorrichtung;
- 3 eine schematische Darstellung eines Trägerelements einer Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägerelements mit aufgedruckter Sensorstruktur;
- 5 eine Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägerelements mit aufgedruckter Sensorstruktur;
- 6 eine Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägerelements mit aufgedruckter Sensorstruktur;
- 7 eine Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägerelements mit aufgedruckter Sensorstruktur;
- 8 eine schräge Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägerelements mit aufgedruckter Sensorstruktur;
- 9 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 10 eine Sensorvorrichtung an einem tribologischen Kontaktelement
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 100 zum Herstellen einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer tribologischen Beanspruchung. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 105 des Erzeugens einer Sensorstruktur auf einem Trägerelement der Sensorvorrichtung mittels eines additiven Druckverfahrens. In diesem Schritt wird lediglich beispielhaft auf einem für die Aufnahme eines metallischen Sensors hergestellten keramischen Trägerelement, das auch als Sensorträger bezeichnet werden kann, mittels Siebdruckverfahren auf einer Sensorfläche selektiv metallhaltige Tinte als Sensorstruktur aufgetragen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Sensorstruktur auch als Paste oder Tinte mit einer vorbestimmten Viskosität und zusätzlich oder alternativ mittels anderer additiver Druckverfahren, wie beispielsweise einem Inkjetverfahren, aufgedruckt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Sensorstruktur ohne Verwendung einer Maske als gerade Linie aufgedruckt. Alternativ kommen als Geometrie der Sensorstrukturen jeweils gemäß Anforderung des zu untersuchenden Systems auch gekrümmte Linien oder mäanderförmige Linien oder weitere geometrische Formen in Betracht. Zudem weist das Verfahren 100 einen Schritt 110 des Fixierens der aufgedruckten Sensorstruktur auf, um die Sensorvorrichtung herzustellen. In diesem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 110 des Fixierens die im vorangegangenen Schritt 105 des Erzeugens aufgedruckte Tinte thermisch ausgehärtet, um die notwendige elektrische Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit zu erreichen. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann im Schritt 110 des Fixierens auch ein photonisches Aushärten oder ein Sintern vollzogen werden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 100 zum Herstellen einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer tribologischen Beanspruchung. Das hier dargestellte Verfahren 100 entspricht oder ähnelt dem in der vorangegangenen 1 beschriebenen Verfahren, mit dem Unterschied, dass das hier dargestellte Verfahren 100 zusätzliche Schritte aufweist. So ist in diesem Ausführungsbeispiel dem Schritt 105 des Erzeugens ein Schritt 200 des Bereitstellens des Trägerelements vorangestellt. Lediglich beispielhaft wird das Trägerelement aus einem keramischen Werkstoff in einem Spritzgussverfahren hergestellt, das auch als Ceramic Injection Molding oder CIM bezeichnet werden kann.
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In diesem Ausführungsbeispiel weist das Trägerelement beispielsweise eine quaderförmige Außenkontur auf, mit einem Außendurchmesser DA von beispielsweise 1 Millimeter, einer Kantenlänge KL von beispielsweise 1 Millimeter und einer Wanddicke WDQ von beispielsweise 200 Mikrometer. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Trägerelement auch beispielsweise zylindrisch ausgeformt sein und zusätzlich oder alternativ oder größere Abmessungen aufweisen. Außerdem weist das Trägerelement in diesem Ausführungsbeispiel eine Kontur auf, die einer Geometrie des tribologischen Kontakts angepasst ist. Entsprechend ist das Trägerelement lediglich beispielhaft auf einer im betriebsbereiten Zustand dem tribologischen Kontakt zugewandten Seite mit einer Kontur zum Aufnehmen einer mäanderförmigen Sensorlinie ausgeformt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Kontur zum Aufnehmen einer anderen geometrischen Form ausgeformt sein. Die Konturierung ermöglicht eine exakte Anpassung an die im tribologischen Kontakt vorhandene makroskopische beziehungsweise mikroskopische Geometrie, um damit die Rückwirkung durch eine oder mehrere eingesetzte keramische Vorrichtungen so gering wie möglich zu halten. Zusätzlich ist die Oberflächenrauheit des Trägerelements in diesem Ausführungsbeispiel an die Oberflächenrauheit des umgebenden Originalbauteils angepasst, um die Rückwirkung durch den Sensor zu reduzieren.
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Im folgenden Schritt 105 des Erzeugens einer Sensorstruktur wird in diesem Ausführungsbeispiel auf der dem tribologischen Kontakt zugewandten Stirnseite des Trägerelements mit einer Paste additiv ein metallischer Sensorfilm in definierter Form aufgedruckt. Lediglich beispielhaft ist diese Sensorstruktur in diesem Ausführungsbeispiel mäanderförmig ausgeformt und unter Verwendung von Platin als Temperatursensor ausgebildet. Alternativ ist die Sensorstruktur in folgender Geometrie je nach Anforderung an die Messaufgabe vorteilhaft erzeugbar: Linie in gerade oder gebogener Form, Kreis- oder Oval-Form, Rechteck, Vieleckform oder eine beliebige Kombination dieser geometrischen Formen. Die Mäanderform dient in diesem Ausführungsbeispiel zur Erhöhung der effektiven Länge des metallischen Sensorfilms. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Linienbreite beispielsweise 50 µm und ein Teilabschnitt der mäanderförmigen Sensorstruktur weist eine Länge von beispielsweise 100 µm auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Linienbreite beispielsweise 10 µm bis 100 µm betragen und ein Teilabschnitt der mäanderförmigen Sensorstruktur eine Länge von beispielsweise 10 µm bis 500 µm aufweisen.
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Zusätzlich zur Sensorstruktur wird in diesem Ausführungsbeispiel im Schritt 105 des Erzeugens eine Kontaktstruktur zum elektrischen Kontaktieren der Sensorstruktur auf dem Trägerelement erzeugt. Hierfür wird lediglich beispielhaft nach dem Aufdrucken der Sensorstruktur auch die Kontaktstruktur aufgedruckt, wobei die Kontaktstruktur lediglich beispielhaft eine Tinte mit Silberfüllstoffen aufweist, welche anschließend elektrisch mit der Peripherie verbindbar sind. Im folgenden Schritt 110 des Fixierens der Sensorstruktur wird die Paste lediglich beispielhaft gesintert, sodass sie Ihre finalen Eigenschaften erhält.
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In diesem Ausführungsbeispiel folgt auf den Schritt 110 des Fixierens ein Schritt 205 des weiteren Erzeugens einer weiteren Sensorstruktur, um zu messtechnischen Zwecken mehrere metallische Sensorfilme auf dem Sensorträger zu applizieren. Lediglich beispielhaft ist die weitere Sensorstruktur mit einer Legierung Manganin als Drucksensor ausgebildet. Die weitere Sensorstruktur wird in diesem Ausführungsbeispiel in einem Schritt 210 des weiteren Fixierens durch thermisches Aushärten fixiert. Die Schritte 105, 110, 205 und 210 sind wiederholt durchführbar, um eine gewünschte Mehrzahl von Sensorstrukturen zu erzeugen und auf dem Trägerelement zu fixieren.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel können die Sensorstruktur und die weitere Sensorstruktur auch in einem gemeinsamen Schritt 105 des Erzeugens erzeugt und in einem gemeinsamen Schritt 110 des Fixierens fixiert werden, ähnlich dem Ablauf des Verfahrens aus 1.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Prozessfolge zum Herstellen der Sensorstruktur die Prozessschritte des Druckens der Tinte für Metallfilm 1, des Druckens der Tinte für Metallfilm 2 und des Aushärtens bzw. Sinterns der Tinten von Metallfilm 1 und 2.
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Alternativ umfasst die Prozessfolge die Prozessschritte des Druckens der Tinte für Metallfilm 1, des Aushärtens bzw. Sinterns der Tinten von Metallfilm 1, des Druckens der Tinte für Metallfilm 2 und des Aushärtens bzw. Sinterns der Tinten von Metallfilm 2.
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Die Schritte dieser Prozessfolgen können so oft wie nötig wiederholt werden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Trägerelements 300 einer Sensorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Lediglich beispielhaft entspricht oder ähnelt die Außenkontur des Trägerelements 300 gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einem Kreis mit zwei diametral gegenüberliegenden, abgerundet parabolischen Einbuchtungen. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Außenkontur auch quaderförmig, zylindrisch oder dergleichen sein. Das Trägerelement 300, das auch als Träger bezeichnet werden kann, ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einem keramischen Werkstoff gefertigt und ausgebildet, um Sensorstrukturen und elektrische Kontaktstrukturen aufzunehmen. Das Trägerelement 300 entspricht oder ähnelt dem vorstehend genannten Trägerelement.
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4 zeigt eine Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung 400. Die hier dargestellte Sensorvorrichtung 400 umfasst ein Trägerelement 300, wie es in der vorangegangenen 3 beschrieben ist, sowie eine an einer Stirnseite 405 des Trägerelements angeordnete Sensorstruktur 410. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Sensorstruktur 410, die auch als Metallfilm bezeichnet werden kann, lediglich beispielhaft als Linie in gerader Form ausgeformt und ist ausgebildet, um in einem tribologischen System einen Kontaktdruck zu erfassen. In einem anderen Ausführungsbeispiel können mittels der Sensorstruktur andere Beanspruchungsgrößen wie beispielhaft Kontakttemperatur oder Schmierspaltweite erfasst werden.
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5 zeigt eine Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung 400. Die hier dargestellte Sensorvorrichtung 400 entspricht oder ähnelt der in der vorangegangenen 4 beschriebenen Sensorvorrichtung, mit dem Unterschied, dass die Sensorstruktur 410 in diesem Ausführungsbeispiel als Linie in gebogener Form ausgeformt ist.
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6 zeigt eine Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung 400. Die hier dargestellte Sensorvorrichtung 400 entspricht oder ähnelt der in einer der vorangegangenen 4 und 5 beschriebenen Sensorvorrichtungen, mit dem Unterschied, dass die Sensorstruktur 410 in diesem Ausführungsbeispiel mäanderförmig ausgeformt ist.
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7 zeigt eine Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung 400. Die hier dargestellte Sensorvorrichtung 400 entspricht oder ähnelt einer der in den vorangegangenen 4, 5 und 6 beschriebenen Sensorvorrichtungen, mit dem Unterschied, dass die Sensorstruktur 410 in diesem Ausführungsbeispiel als Rechteck ausgeformt ist.
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8 zeigt eine schräge Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sensorvorrichtung 400. Die hier dargestellte Sensorvorrichtung 400 entspricht oder ähnelt einer der in den vorangegangenen 4, 5, 6 und 7 beschriebenen Sensorvorrichtungen, mit dem Unterschied, dass von der Sensorvorrichtung 400 zusätzlich zu der Sensorstruktur 410 auch eine Kontaktstruktur 800 gezeigt ist. Lediglich beispielhaft ist die als gerade Linie ausgeformte Sensorstruktur 410 an der Stirnseite 405 des Trägerelements 300 der Sensorvorrichtung 400 angeordnet, während die Kontaktstruktur 800 an einer Längsseite 805 des Trägerelements 300 angeordnet ist. Die Kontaktstruktur 800 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um einen elektrischen Kontakt mit der Sensorstruktur 410 herzustellen. Entsprechend kann die Kontaktstruktur 800 auch als Metallfilm für die elektrische Kontaktierung bezeichnet werden.
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9 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 900 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 900 umfasst eine Erzeugungseinheit 905 zum Ansteuern eines Erzeugens einer Sensorstruktur. Zudem umfasst die Vorrichtung 900 eine Fixierungseinheit 910 zum Ansteuern eines Fixierens der Sensorstruktur auf einem Trägerelement.
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10 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensorvorrichtung 400. Die hier dargestellte Sensorvorrichtung 400 entspricht oder ähnelt der in den vorangegangenen 4, 5, 6, 7 und 8 beschriebenen Sensorvorrichtungen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Sensorvorrichtung 400 lediglich beispielhaft an einem tribologischen Kontaktelement 1000 eines tribologischen Systems 1005 angeordnet und ausgebildet, um die tribologische Beanspruchung des Kontaktelements 1000 zu erfassen. Bei dem Kontaktelements 1000 handelt es sich beispielsweise um ein Bauteil einer Maschine, beispielsweise um ein Element eines Lagers. Beispielsweise ist mittels der Sensorstruktur 410 eine Kontakttemperatur oder ein Kontaktdruck erfassbar und die Temperatur oder den Druck repräsentierende elektrische Signale können über die Kontaktstruktur 800 von einer Steuervorrichtung 1010 erfasst und ausgewertet werden.
