DE10253178A1 - Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff - Google Patents

Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff Download PDF

Info

Publication number
DE10253178A1
DE10253178A1 DE10253178A DE10253178A DE10253178A1 DE 10253178 A1 DE10253178 A1 DE 10253178A1 DE 10253178 A DE10253178 A DE 10253178A DE 10253178 A DE10253178 A DE 10253178A DE 10253178 A1 DE10253178 A1 DE 10253178A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
temperature
use according
diamond
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10253178A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10253178B4 (de
Inventor
Holger Lüthje
Saskia Biehl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE10253178A priority Critical patent/DE10253178B4/de
Priority to PCT/EP2003/008839 priority patent/WO2004025234A1/de
Priority to EP03794861A priority patent/EP1537392A1/de
Priority to AU2003255403A priority patent/AU2003255403A1/en
Publication of DE10253178A1 publication Critical patent/DE10253178A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10253178B4 publication Critical patent/DE10253178B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
    • F16C17/243—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety related to temperature and heat, e.g. for preventing overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/043—Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • G01K7/223—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor characterised by the shape of the resistive element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff als Temperatursensor. Dieser wird bevorzugt in tribologisch beanspruchten Bereichen von Maschinen aller Art eingesetzt, z. B. Werkzeugmaschinen, sowie Maschinenteilen und Werkzeugen.

Description

  • Die Erfindung betrifft die neuartige Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff als Temperatursensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Sensor lässt sich gleichfalls zur gleichzeitigen Kontrolle bzw. Messung von Temperatur und einwirkender Kraft an oder in Maschinen und Maschinenkomponenten sowie Werkzeugen anwenden. Hierbei eignet sich die Erfindung insbesondere für Messungen an schlecht zugänglichen Stellen, so an Kontaktflächen zwischen zwei flächig aufliegenden Gegenständen.
  • Die DE 44 19 393 A1 lehrt den Einsatz eines Werkzeugs für Umform- und Zerspanungsvorrichtungen, auf deren Oberfläche oder als Zwischenschicht mindestens ein Sensor in Dünnschichttechnik aufgebracht ist der die Temperatur erfasst. Auf diesen Dünnschichtsensor wird eine Verschleißschutzschicht aufgebracht um den tribologisch beanspruchten Bereich vor Verschleiß zu schützen.
  • Die EP 1 058 106 A1 offenbart eine Wälzpaarung mit zwei gegeneinander laufenden druckbelasteten Wälzelementen, wobei auf der Oberfläche mindestens eines der Wälzelemente mindestens ein Dünnschichtsensor angeordnet ist, und wobei der Dünnschichtsensor mit einer tribologischen Funktionsschicht abschließt.
  • Die Gemeinsamkeit der oben genannten technischen Lehren besteht in dem Einsatz eines aus mehreren Schichten aufgebauten Dünnschichtsensors zur Temperaturmessung.
    •
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde einen Temperatursensor bereitzustellen, der insbesondere in tribologisch beanspruchten Bereichen von Maschinen aller Art, z.B. Werkzeugmaschinen, sowie Maschinenteilen und Werkzeugen, einsetzbar ist. Hierzu soll er möglichst dünn ausführbar, hart, verschleißfest, und reibungsarm sein.
  • Der Erfindung liegt das zusätzliche technische Problem zugrunde einen Temperatursensor bereitzustellen der eine gleichzeitige Messung von einwirkender bzw. beaufschlagender Kraft und Temperatur ermöglicht.
  • Das oben genannte technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die abhängigen Ansprüche angegeben.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein neuer Sensor dadurch bereitgestellt werden kann, dass eine Schicht aus diamantartigen Kohlenstoff zur Messung der Temperatur verwendet wird.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Schicht aus diamantartigen Kohlenstoff der elektrische Widerstand in charakteristischer Weise von der Temperatur abhängt. 1 zeigt die Abhängigkeit der elektrischen Widerstandes R in Abhängigkeit von der Temperatur T. Man erkennt einen mit zunehmender Temperatur monoton abnehmenden elektrischen Widerstand. Die Ausnützung dieser charakteristischen, und völ-lig unerwarteten Eigenschaft der Schicht aus diamantartigen Kohlenstoff erlaubt es die Schicht selbst als Temperatursensor einzusetzen. Hierbei kann unter Zuhilfenahme einer Eichkurve, bei der insbesondere der auf der Schicht lastende Druck als ein konstanter Parameter einfließt, zu einem vorgegebenen Widerstandswert ein absoluter Temperaturwert angegeben werden.
  • Mit der Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff können zudem gleichzeitig oder zeitlich hintereinander die Temperatur und die auf die Schicht einwirkende Kraft gemessen werden. Dies deshalb, weil das Schichtmaterial eine charakteristische Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes von der beaufschlagenden Kraft zeigt, vgl. hierzu die DE 199 54 164 A1 . Dieses zu piezoresitiven Materialien ähnliche Verhalten ermöglicht es, mit der Schicht zeitlich hintereinander am gleichen Ort die Temperatur und Kraft zu messen, oder aber zeitgleich in unterschiedlichen Ortsbereichen der Schicht Kraft und Temperatur zu messen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schicht handelt es sich um eine Schicht aus diamantartigen Kohlenstoff. Bevorzugt sind hierbei amorphe Kohlenwasserstoffschichten (a-C:H-Schichten), wasserstofffreie amorphe Wasserstoffschichten (a:C-Schichten), Kohlenwasserstoffschichten mit einem Element X der 3. oder 4. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente(X:C-H-Schichten), oder metallhaltige Kohlenwasserstoffschichten (Me-C:H-Schichten). Die Schichten können auch Anteile von Sauerstoff, Stickstoff oder Fluor enthalten.
  • Das für den Sensor eingesetzte Schichtmaterial ist als solches bekannt, und wird zum Beispiel in der EP 0 022 285 B1 oder der EP 0 087 836 B1 beschrieben. Dieses Schichtmaterial zeichnet sich insbesondere durch hohe Härte und Elastizität, hohe Verschleißbeständigkeit und extrem niedrige Reibwerte aus, und wird daher vielfach als Verschleißschutzschicht eingesetzt.
  • Insbesondere die makroskopisch hohe Härte hat bei diesem Schichtmaterial dazu geführt, die daraus bestehenden Schichten als diamantähnliche Kohlenstoffschichten, bzw. englischsprachig als DLC-Schichten zu bezeichnen, wobei DLC für diamant like carbon steht. Im engeren Sinne sind unter DLC-Schichten die vorstehend genannten a-C:H-Schichten zu verstehen.
  • Gemäß Röntgenstrukturuntersuchungen sind diese Schichten im Gegensatz zu kristallinem Diamant sämtlich amorph. Es wird angenommen, dass diese Schichtmaterialien auf mikroskopischer Längenskala aus Bereichen mit sp2-Hybridisierung, d.h. mit grafitischer Kristallstruktur, und Bereichen mit sp3-Hybridisierung, d.h. mit Diamantstruktur, zusammengesetzt sind. Das bereichsweise Vorhandensein von sp3-hybridisierten Kohlenstoffatomen in diesem Materialien hat auch manche Autoren dazu veranlasst, die sp3-hybridisierten Bereiche als Nanokristalle aufzufassen, und demgemäß von nanokristallinem Kohlenstoff zu sprechen. So ist beispielsweise bei Me:C-H-Schichten das jeweilige Metall Me in nanokristalliner Form in eine amorphe Kohlenwasserstoffmatrix eingebaut.
  • Mitunter wird bei a:C-Schichten und a:C-H-Schichten auch von nanostrukturiertem Kohlenstoff gesprochen.
  • Die makroskopischen Eigenschaften der genannten Schichtmaterialien lassen sich durch Zugabe weiterer chemischer Elemente in weitem Umfang einstellen. So lässt sich durch Einbau zusätzlicher Elemente in Abhängigkeit von polarem bzw. dispersem Anteil der Oberflächenenergie der Gase, Flüssigkeiten und/oder Festkörper, mit denen diese Schichten kontaktiert werden, und dem gewünschten Adhäsionsverhalten die Stärke des polaren bzw. dispersen Anteils dieser Schichten definiert einstellen, vgl. hierzu die DE 43 17 029 A1 .
  • Auch das Reibverhalten, die elektrische Leitfähigkeit oder der Einfluss der relativen Luftfeuchtigkeit auf das Reibverhalten kann durch Zugabe weiterer chemischer Elemente im weitem Umfang eingestellt werden.
  • Die genannten Möglichkeiten, die makroskopischen Eigenschaften des Schichtmaterials definiert einstellen zu können, erlaubt einen universellen Einsatz des erfindungsgemäßen Temperatursensors.
  • Die genannten Schichten lassen sich durch Gasphasenabscheidung, und insbesondere mittels PVD- oder des CVD-Verfahrens leicht und kostengünstig abscheiden. Dadurch ist die Abschei dung auch auf gekrümmten Oberflächen mit komplizierter Oberflächengeometrie, wie auch Ecken oder Kanten, möglich.
  • Die für den Sensor verwendete Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff ist mittels bekannter Schichtabscheideverfahren sehr dünn ausführbar bzw. herstellbar. Typische Schichtdicken für die als Sensor einzusetzenden Schichten aus diamantartigen Kohlenstoff liegen in einem Bereich von 10 nm bis 500 μm, vorzugsweise von 100 nm bis 10 μm. Es versteht sich, dass die Schichtdicke je nach konkretem Anwendungsfall frei wählbar ist.
  • Bei der Schicht kann es um eine Gleitschicht zwischen sich gegeneinander oder aufeinander bewegenden Flächen handeln. Bei derartigen Reibpaarungen, wie sie beispielsweise bei Gleitlagern, Kolben-Zylinder-Paarungen, Wälzlagern, Spann- und Haltevorrichtungen, Umformwerkzeugen, Presswerkzeugen oder Prägewalzen auftreten, lassen sich im Regelfall die Temperaturen und wirkenden Kräfte in der Wirkzone nicht ermitteln, insbesondere bei schwerer Zugänglichkeit und großen Kontaktkräften, da im letztgenannten Fall herkömmliche Sensoren ihre Stabilitätsgrenze erreichen bzw. verschleißen.
  • Wird die Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff als Gleitschicht eingesetzt, so ist die erfindungsgemäße Verwendung eine ganz besonders einfache Möglichkeit um zum einen das Gleiten relativ zueinander bewegter Flächen zu erleichtern bzw. den dynamischen Gleitreibungskoeffizienten zu mindern, andererseits aber gleichzeitig die Temperatur und die einwirkende Kraft im Wechselwirkungsbereich zu überwachen.
  • Der erfindungsgemäße Sensor lässt sich mit Vorteil als Schicht zwischen im Druckkontakt zueinander stehenden Flächen einsetzen. Die Schicht ist auch hier unmittelbar in der Kontaktfläche bzw. in der Wirkzone, wobei auch bei hoher Druckbeaufschlagung gute Messergebnisse erzielt werden können, ohne dass die mechanische Stabilität des Sensors leidet.
  • Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass mit der Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff zur gleichzeitigen Messung von Kraft und Temperatur eine Messung unmittelbar in der Wirkzone erfolgt. Diese örtliche Nähe zum Wechselwirkungsort bedingt eine besonders genaue Messung die zudem verzögerungsfrei erfolgt.
  • In einer weiteren Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mit der Schicht zeitgleich oder zeitlich hintereinander in örtlich unterschiedlichen Schichtbereichen Druck und Temperatur gemessen werden.
  • Es ist nämlich bekannt, dass die Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff piezoresitivähnliche Eigenschaften aufweist, vgl. hierzu die DE 199 54 164 A1 . So zeigt die 2 bei jeweils konstanter Temperatur der Schicht die Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes R gegenüber der Kraft F, mit der diese Schicht beaufschlagt ist. Man erkennt, dass der Widerstand R mit wachsender Kraft F monoton abnimmt.
  • Wegen der gleichzeitigen Abhängigkeit des Widerstandswerts R(T, F) von Temperatur T und beaufschlagender Kraft F, kann für diejenigen Fallgestaltungen, bei der nicht entweder die Temperatur oder die Kraft konstant bleiben, nicht ohne weiteres unterschieden werden, ob eine Änderung des elektrischen Widerstands durch eine Temperaturänderung oder durch eine Änderung der einwirkenden Kraft hervorgerufen werden. Insofern ist es zur eindeutigen Temperaturbestimmung hilfreich, diese beiden Beiträge zu separieren.
  • Die Separation der beiden Beiträge kann dadurch erfolgen, dass zur gleichzeitigen Erfassung von Druck und Temperatur in örtlich unterschiedlichen Schichtbereichen gemessen wird.
  • Gemäß 3 kann dies dadurch erfolgen, dass die Schicht und/oder der sie tragende Grundkörper strukturiert ist. Durch Ausprägung eines Höhenprofils wird erreicht, dass nur in Bereichen 1 bzw. 1' die Schicht 2 im Druckkontakt zum Gegenkör per 3 steht, so dass nur in den Bereichen 1 bzw. 1' der Druck gemessen wird. In diesen Bereichen wird somit R(T = const,F) gemessen.
  • Der Bereich 4 wird nicht druckbeaufschlagt, so dass eine Veränderung des elektrischen Widerstandes in diesem Schichtbereich ausschließlich durch die Temperaturabhängigkeit des Schichtmaterials hervorgerufen wird. Es wird also R(T, F=const ) gemessen.
  • Alternativ zur vorstehend genannten Möglichkeit der Schicht einer Höhenstruktur aufzuprägen besteht auch die Möglichkeit, im zu vermessenden Schichtbereich mindestens ein Elektrodenpaar in Dünnschichttechnik vorzusehen. Unter Zuhilfenahme der Dünnschichtelektrode kann dann eine lokale, nur im Bereich der Elektrode wirksame Messung erfolgen. Hierzu ist es günstig, wenn die Sensorbeschichtung relativ hochohmig ist. Abhängig davon, ob der Elektrodenbereich druckbeaufschlagt ist oder nicht erfolgt dann dort eine Druck- oder eine Temperaturmessung.
  • Aus dem Vorstehenden ergibt sich ferner, dass mit den genannten Vorgehensweisen zur zeitgleichen Erfassung von Druck und Temperatur auch ortsaufgelöst gemessen bzw. kontrolliert werden kann, wobei die Auflösung je nach erforderlicher Auflösung mikrometergenau erfolgen kann.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung erfolgt bevorzugt bei Temperaturen unterhalb von 500°C, bevorzugt unterhalb 400°C, besonders bevorzugt zwischen Raumtemperatur und 500°C bzw. 400°C, da sich nach eigenen Untersuchungen die o.g. Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes von der Temperatur in diesem Temperaturintervall gezeigt hat.
  • Die zeitgleiche Messung von Druck und Temperatur mit dem erfindungsgemäßen Sensor kann bei Systemen mit hoher tribologischer Beanspruchung mit Vorteil eingesetzt werden, so insbesondere bei einem Gleitlager, bei dem bei hoher Belastung möglicherweise der Schmierfilm zerstört wird, was sich in einem schnellen Anstieg der Temperatur an der Oberfläche der Gleitpaarung bemerkbar macht.
  • Da bei reibungsbeanspruchten Komponenten häufig erhebliche lokale Unterschiede vorliegen, beispielsweise hervorgerufen durch Unwucht oder einseitige Lasteinwirkung, kann mit der ortsaufgelösten Messung auch der genaue Ort ermittelt werden an dem die Reibung zu hoch bzw. die Temperatur unzulässig erhöht ist. Insofern dient die Temperaturkontrolle bereits der Fehlerdiagnose bzw. erlaubt es, besonders schnell Abhilfe für verschlissene Komponenten zu schaffen.
  • Ein Beispiel einer mikrostrukturierten Kraft- und Temperaturmessfigur, die bevorzugter Weise auch in einer Brückenschaltung verwandt werden kann, zeigt 4. Bei dieser Schaltung korreliert das abgegriffene Brückensignal nur mit der jeweiligen applizierten Kraft, wenn der lokale unbelastete Messwiderstand T, auf den dieselbe Temperatur einwirkt wie auf den druckbelasteten Messwiderstand K, in der Brückenschaltung als Referenz zu dem druckbelasteten Widerstand geschaltet wird.
  • In analoger Weise können zwei Messwiderstände, die mit der gleichen flächenspezifischen Kraft belastet werden, aber eine unterschiedliche Temperatur aufweisen, zur kraftkompensierten Messung der Temperatur eingesetzt werden.
  • Eine weitere Möglichkeit gleichzeitig Druck und Temperatur in örtlich unterschiedlichen Schichtbereichen zu messen zeigt 5. Es wird mit dem linken Teil der Anordnung, d.h. über den Anschluss A, der Widerstandswert im Bereich zwischen dem Stempel und Gegenkörper gemessen. In diesem Bereich sind Kraft und Temperatur variabel, d.h. es wird R(T,F) gemessen.
  • Im rechten Teil der Messanordnung, d.h. über den Anschluss B, erfolgt eine Widerstandsmessung unmittelbar benachbart im nicht druckbeaufschlagten Bereich. In diesem Bereich ist der Widerstandswert nur von der Temperatur abhängig, d.h. es wird R (T ≠ const , F = const) gemessen. Dies erlaubt es, die Temperatur über eine Eichkurve zu ermitteln.
  • Durch Differenzbildung der beiden Widerstandswerte kann dann auch die Kraft im druckbeaufschlagten Bereich bestimmt werden. Die jeweiligen Messwerte können hierbei durch einen Mikroprozessor ausgewertet werden um eine schnelle Kompensation der Messwerte zu ermöglichen.
  • 6a und 6b zeigen ein kraftsensorisches Array, bei dem mit lokal messenden Elektroden benachbart die Kraft F und die Temperatur T in benachbarten Bereichen vermessen werden kann. Die Messstellen bzw. Elektroden befinden sich in unterschiedlicher Tiefe innerhalb der Schicht. Die Temperaturmessstellen sind gegenüber den Messstellen für die Kraftmessung etwas tiefer angeordnet, so dass bei den Temperaturmessstellen keine Krafteinwirkung erfolgt.
  • Ein derartiges Array ist auch mit geringsten Dicken herstellbar, da die Elektroden und die elektrischen Zuführungen für die Elektroden wegen der nur sehr geringen Messströme von weniger als 1 μA nur wenige Nanometer dick ausgeführt werden müssen. Die Vertiefungen können auch durch Plasmaätzung der Multifunktionsschicht erzeugt werden.
    •

Claims (9)

  1. Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff als Temperatursensor.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig die auf den Sensor einwirkende Kraft und die Temperatur gemessen werden.
  3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus a-C, a-C:H, Me-C:H oder X-C:H besteht, wobei Me für ein Metall und X für ein Element der 3. oder 4. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente steht
  4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Schicht um eine Gleitschicht zwischen sich gegeneinander oder aufeinander bewegenden Flächen handelt.
  5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Schicht zwischen im Druckkontakt zueinander stehenden Flächen handelt.
  6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zeitgleich in örtlich unterschiedlichen Schichtbereichen Druck und Temperatur gemessen werden.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht und/oder der sie tragende Grundkörper strukturiert ist
  8. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schicht mindestens ein Elektrodenpaar in Dünnschichttechnik vorgesehen ist
  9. Verwendung nach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor bei Temperaturen unterhalb 500° eingesetzt wird
DE10253178A 2002-09-10 2002-11-14 Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff Expired - Fee Related DE10253178B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10253178A DE10253178B4 (de) 2002-09-10 2002-11-14 Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff
PCT/EP2003/008839 WO2004025234A1 (de) 2002-09-10 2003-08-08 Verwendung einer schicht aus diamantartigem kohlenstoff
EP03794861A EP1537392A1 (de) 2002-09-10 2003-08-08 Verwendung einer schicht aus diamantartigem kohlenstoff
AU2003255403A AU2003255403A1 (en) 2002-09-10 2003-08-08 Use of a coating consisting of diamond-like carbon

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10241952.3 2002-09-10
DE10241952 2002-09-10
DE10253178A DE10253178B4 (de) 2002-09-10 2002-11-14 Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10253178A1 true DE10253178A1 (de) 2004-03-11
DE10253178B4 DE10253178B4 (de) 2004-08-19

Family

ID=31502529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10253178A Expired - Fee Related DE10253178B4 (de) 2002-09-10 2002-11-14 Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10253178B4 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007124940A1 (de) * 2006-04-28 2007-11-08 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung Kraftmessvorrichtung zur messung der kraft bei festkörperaktoren, verfahren zur messung einer kraft sowie verwendung der kraftmessvorrichtung
DE102007029683A1 (de) 2007-06-27 2009-01-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mechanische Komponente mit einer Beschichtung und Verfahren zur Messung von Zustandsgrößen an mechanischen Komponenten
WO2017008784A1 (de) * 2014-07-18 2017-01-19 Jan Klemm Verfahren und einrichtung zur elektrischen kraftmessung mittels isolationsdünnschicht
DE102017204109A1 (de) 2017-03-13 2018-09-13 Gühring KG Verwendung einer mit Fremdatomen dotierten Diamantschicht zur Erfassung des Abnutzungsgrades einer undotierten diamantenen Funktionsschicht eines Werkzeugs
DE102018218300A1 (de) * 2018-10-25 2020-04-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensorisches Schichtsystem
FR3106868A1 (fr) * 2020-01-31 2021-08-06 Skf Palier comprenant un revêtement comprenant un nanocapteur intégré
EA039446B1 (ru) * 2015-07-14 2022-01-27 Йан Клемм Устройство для электрического измерения действующей на него силы (f)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005048384B3 (de) * 2005-10-10 2007-01-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Kontrolle der kraftschlüssigen Verbindung zweier Körper
DE102019200780A1 (de) 2019-01-23 2020-07-23 Robert Bosch Gmbh Führungswagen für eine Streckenführung, Streckenführung mit dem Führungswagen, und Verfahren zur Ermittlung einer Last des Führungswagens
DE102021213385A1 (de) 2021-11-29 2023-06-01 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Sensoreinrichtung für eine Streckenführung, Wälzbahneinlage, Führungswagen, Führungsschiene, sowie Streckenführung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4419393A1 (de) * 1994-05-30 1995-12-07 Fraunhofer Ges Forschung Werkzeug für Umform- und Zerspanungsvorrichtungen und Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Werkzeugs
DE19954164A1 (de) * 1999-11-10 2001-06-13 Fraunhofer Ges Forschung Sensor zur Zustandsbestimmung von Kenngrößen an mechanischen Komponenten unter Verwendung von amorphen Kohlenstoffschichten mit piezoresistiven Eigenschaften

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926080A1 (de) * 1979-06-28 1981-01-08 Philips Patentverwaltung Mittel zur trockenschmierung
DE3246361A1 (de) * 1982-02-27 1983-09-08 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Kohlenstoff enthaltende gleitschicht
DE4417235A1 (de) * 1993-05-21 1994-11-24 Fraunhofer Ges Forschung Plasmapolymer-Schichtenfolge als Hartstoffschicht mit definiert einstellbarem Adhäsionsverhalten
DE19925460C2 (de) * 1999-06-02 2001-05-17 Fraunhofer Ges Forschung Gleit- und/oder Wälz-Paarungen mit Dünnschichtsensorik

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4419393A1 (de) * 1994-05-30 1995-12-07 Fraunhofer Ges Forschung Werkzeug für Umform- und Zerspanungsvorrichtungen und Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Werkzeugs
DE19954164A1 (de) * 1999-11-10 2001-06-13 Fraunhofer Ges Forschung Sensor zur Zustandsbestimmung von Kenngrößen an mechanischen Komponenten unter Verwendung von amorphen Kohlenstoffschichten mit piezoresistiven Eigenschaften

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Grigorovici R. (u.a.): Properties of amorphous carbon films, Journal of Non-Crystalline Solids (Juni 1972), Vol. 8-10, P. 793-7, (Abstract), Inspec (online) in: STN, Accession No.: 1972: 427393
Grigorovici R. (u.a.): Properties of amorphous carbon films, Journal of Non-Crystalline Solids (Juni 1972), Vol. 8-10, P. 793-7, (Abstract), Inspec (online) in: STN, Accession No.: 1972: 427393 *
Z.: Hobby, H. 3, 1967, S. 65-66 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120090409A1 (en) * 2006-04-28 2012-04-19 Holger Luthje Force-sensing device for measuring force on solid state actuators, method for measuring force, as well as use of force-sensing device
DE102006019942B4 (de) * 2006-04-28 2016-01-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kraftmessvorrichtung zur Messung der Kraft bei Festkörperaktoren, Verfahren zur Messung einer Kraft sowie Verwendung der Kraftmessvorrichtung
WO2007124940A1 (de) * 2006-04-28 2007-11-08 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung Kraftmessvorrichtung zur messung der kraft bei festkörperaktoren, verfahren zur messung einer kraft sowie verwendung der kraftmessvorrichtung
DE102007029683A1 (de) 2007-06-27 2009-01-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mechanische Komponente mit einer Beschichtung und Verfahren zur Messung von Zustandsgrößen an mechanischen Komponenten
US10386251B2 (en) 2014-07-18 2019-08-20 Jan Klemm Device for electrically measuring a force
WO2017008784A1 (de) * 2014-07-18 2017-01-19 Jan Klemm Verfahren und einrichtung zur elektrischen kraftmessung mittels isolationsdünnschicht
EA039446B1 (ru) * 2015-07-14 2022-01-27 Йан Клемм Устройство для электрического измерения действующей на него силы (f)
DE102017204109B4 (de) * 2017-03-13 2019-03-14 Gühring KG Verwendung einer mit Fremdatomen dotierten Diamantschicht zur Erfassung des Abnutzungsgrades einer undotierten diamantenen Funktionsschicht eines Werkzeugs
US10974360B2 (en) 2017-03-13 2021-04-13 Guehring Kg Use of a diamond layer doped with foreign atoms to detect the degree of wear of an undoped diamond function layer of a tool
DE102017204109A1 (de) 2017-03-13 2018-09-13 Gühring KG Verwendung einer mit Fremdatomen dotierten Diamantschicht zur Erfassung des Abnutzungsgrades einer undotierten diamantenen Funktionsschicht eines Werkzeugs
DE102018218300A1 (de) * 2018-10-25 2020-04-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensorisches Schichtsystem
DE102018218300B4 (de) 2018-10-25 2023-09-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensorisches Schichtsystem
FR3106868A1 (fr) * 2020-01-31 2021-08-06 Skf Palier comprenant un revêtement comprenant un nanocapteur intégré

Also Published As

Publication number Publication date
DE10253178B4 (de) 2004-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19954164B4 (de) Sensor zur Zustandsbestimmung von Kenngrößen an mechanischen Komponenten unter Verwendung von amorphen Kohlenstoffschichten mit piezoresistiven Eigenschaften
DE102006019942B4 (de) Kraftmessvorrichtung zur Messung der Kraft bei Festkörperaktoren, Verfahren zur Messung einer Kraft sowie Verwendung der Kraftmessvorrichtung
DE10253178B4 (de) Verwendung einer Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff
DE102007001620B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsmaschine sowie Werkzeughalterung
EP1472516B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der verschleissresistenz einer oberfl che
EP1436515A1 (de) Sensorelement zur erfassung einer physikalischen messgrösse zwischen tribologisch hoch beanspruchten körpern
EP0190270A1 (de) Messwertaufnehmer zum elektrischen messen von kräften, drehmomenten, beschleunigungen, drücken und mechanischen spannungen.
EP3790675B1 (de) Messrolle zum feststellen einer eigenschaft eines über die messrolle geführten bandförmigen guts
DE10235046A1 (de) Kapazitiver Drucksensor
EP2756890B1 (de) Messrolle zum Feststellen von Planheitsabweichungen eines bandförmigen Guts und Verfahren zum Feststellen von Planheitsabweichungen eines bandförmigen Guts
EP3063521B1 (de) Vorrichtung zur kraftmessung im wälzlager mittels sensorschicht
EP3781332B1 (de) Verfahren zum feststellen einer eigenschaft eines über die messrolle geführten bandförmigen guts
DE10144271A1 (de) Sensorelement zur Erfassung einer physikalischen Messgröße zwischen tribologisch hoch beanspruchten Körpern
DE102011103848A1 (de) Sensoreinrichtung
EP0259471A1 (de) Vorrichtung zur überprüfung und/oder erfassung der masse, massaenderungen, positionen oder positionsaenderungen von werkstuecken, stellgliedern oder gdl.
Liu et al. Nanoscale multilayer WC/C coatings developed for nanopositioning, part II: Friction and wear
WO2004025234A1 (de) Verwendung einer schicht aus diamantartigem kohlenstoff
DE102012211490B4 (de) Piezoresistive dotierte DLC-Sensorschicht, Verfahren zu deren Herstellung, Kraftsensor, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung
DE102019104791A1 (de) Verfahren zur Einstellung der Vorspannung einer zweireihigen Wälzlagerung
DD297509A5 (de) Kapazitiver sensor zur beruehrungslosen rauheitsmessung
EP1354181B1 (de) Sensor zur zustandsbestimmung von kenngrössen an mechanischen komponenten unter verwendung von amorphen kohlenstoffschichten mit piezoresistiven eigenschaften
DE19607836C1 (de) Verstellspindel
EP3023742A1 (de) Anordnung mit einer an einem Träger befestigten Maßverkörperung
DE102007054027B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur kapazitiven Kraftmessung
EP1748278A1 (de) Verfahren zur Korrektur des thermischen Verhaltens eines Messprozesses oder der thermischen Ausdehnung eines Werkstückes sowie Koordinatenmessgerät zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee