Entwicklung und Werkstoffauswahl eines kombinierten US- und EMUS-Sensors zur werkstoffabhängigen Bestimmung der Vorspannkraft an Außensechskantschrauben

Im Zentrum dieser Bachelorarbeit steht die Entwicklung eines kombinierten Handprüfgerätes, das die Vorspannkraft mit Hilfe der Zwei-Moden-Methode in Schrauben misst. Die beiden Messverfahren sind piezo-elektrisch angeregter Ultraschall und elektromagnetisch erzeugter Ultraschall. Die Zwei-Moden-Methode, die am Fraunhofer IZFP in Saarbrücken in früheren Jahrzehnten entwickelt wurde, soll in diesem Handprüfgerät zum Einsatz kommen. Aufgrund der bisher komplizierten oder sehr zeit- und kostenaufwändigen Messverfahren soll eine einzelne Messung der vorhandenen Rest-Vorspannkraft in Schrauben erleichtert werden. Die Kenntnis über die Rest-Vorspannkraft ist für eine sichere Schraubenverbindung nötig, da bei Verlust der Vorspannkraft in Schrauben eine Gefährdung für Menschen und Maschine vorliegt. Das Handprüfgerät soll die beiden Messverfahren in einer Einheit kombinieren, sodass eine Vorspannkraftmessung an Außensechskantschrauben (DIN EN ISO 4014 (DIN 931) und DIN EN ISO 4017 (DIN 933)) mit geringem Aufwand ermöglicht wird. Eine mögliche Adaption an verschiedene Schraubengrößen von M20 - M76 ist gegeben, sodass ein flächendeckender Einsatz des Gerätes gewährleistet ist. Die zu messenden Schraubengrößen sind bei Offshore-Windanlagen in Gebrauch. Aufgrund der notwendigen Referenzmessung bzw. vorherigen Bearbeitung der Schrauben mittels derzeit eingesetzten Verfahren erleichtert das Handgerät eine solche Vorspannkraftmessung. Sicherheitstechnisch ist die leichte Handhabung von Vorteil, sodass die auf hoher See für Menschen gefährliche Messung unter leichteren Bedingungen als zuvor durchgeführt werden kann.