DE102009043267A1

DE102009043267A1 - Verschraubungsmittel und System zur Überwachung einer Verschraubung

Info

Publication number: DE102009043267A1
Application number: DE102009043267A
Authority: DE
Inventors: Oliver Dr. Schmidt
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-04-21

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschraubungsmittel mit einer Mutter. Die Erfindung sieht eine Sensorkomponente vor, welche eine von der von der Mutter erzeugten Vorspannkraft abhängige variable Eigenschaft aufweist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein System zur Überwachung einer Verschraubung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschraubungsmittel, mit mindestens einer Mutter. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein System zur Überwachung einer Verschraubung, mit mindestens einer Mutter, mit mindestens einer Sensorkomponente, und mit mindestens einer Abfrageeinheit.
Radmuttern werden beispielsweise beschrieben in den Dokumenten EP 0 131 739 B1 , DE 196 50 453 A1 , DE 43 07 090 A1 oder DE 43 07 091 A1 . Weitere Ausgestaltungen von Muttern mit Unterlegscheiben finden sich beispielsweise in der US 5,051,049 oder der US 5,827,025 .
Insbesondere bei Radverschraubungen von LKWs ist es erforderlich, die Muttern regelmäßig darauf zu untersuchen, ob sie noch fest auf den Bolzen oder Schrauben angezogen sind. Um die Sicherheit zu erhöhen, werden bereits spezielle Verschraubungsmittel beschrieben, z. B. US 4,171,012 oder US 4,074,950 . In der EP 0 520 164 A1 wird beispielweise mittels einer Feder eine Sicherung der Mutter realisiert. Für die Überwachung bzw. leichtere Kontrolle gibt es im Stand der Technik unterschiedliche Ausgestaltungen: In der US 2,961,646 wird das Lösen eines Rades dadurch erkannt, dass durch die Verschiebung ein elektrischer Kontakt geschlossen wird. In der DE 10 2004 051 865 A1 wird durch das Lösen einer Mutter ein elektrischer Kontakt unterbrochen. In der US 4,047,463 wird ein Federring mit Markierungen als Unterlegscheibe einer Schraube verwendet. Löst sich die Schraube, so ist dies an den Markierungen zu sehen. In der Offenlegungsschrift US 2009/0207008 wird ein Hallsensor im Bolzen oder in der Mutter beschrieben, über welchen ein Magnet in der Mutter bzw. im Bolzen erkannt wird. Die US 2009/0060677 offenbart eine besonders geformte Kappe, welche sich mit der Mutter mitdreht und so das Lösen der Mutter deutlicher macht. Eine verbesserte Signalisierung erlaubt auch die US 2002/0054809 , welche angibt, dass oberhalb der Mutter Tellerfedern angeordnet sind, welche in dem Fall, dass sich die Mutter löst, eine Kappe wegdrücken. Die DE 24 07 844 B1 beschreibt eine Unterlegscheibe, die ihre Farbe in Abhängigkeit von der auf sie wirkenden Kraft ändert. Die WO 2007/068392 A1 gibt eine Unterlegscheibe an, in der ein Messelement zur Messung der Druckkraft angeordnet ist. Ähnliches offenbart die EP 0 766 077 A1 . In der US 4,904,132 wird offenbart, dass durch das Eindrehen einer Schraube eine Flüssigkeit mit optischen Eigenschaften aus Kammern herausgedrückt wird. Der Offenbarung der US 5,722,807 lässt sich entnehmen, dass beim Einschrauben der Mutter ein besonders gefertigter Teller definiert verformt wird. Ändert sich die Vorspannkraft, so nimmt der Teller gut sichtbar eine andere Form an, wobei sich insbesondere die zwei Arme des Tellers auseinander bewegen. In der US 4,164,164 wird eine Mutter beschrieben, welche eine Komponente aufweist, die beim Erreichen eines gewissen Druckes abbricht, so dass sichergestellt wird, dass eine Mindest-Vorspannkraft aufgebracht wird. Die WO 2007/062730 A1 beschreibt eine Mutter mit integrierter Kraftmessvorrichtung. In der US 3,151,258 oder der DE 1 124 729 B sind zwischen der Mutter und einer Unterlegscheibe piezoelektrische Elemente vorgesehen, von denen die durch die Vorspannkraft erzeugte Spannung abgegriffen wird. Allgemein ist es auch bekannt, die Vorspannkraft von Verbindungsbauteilen zu messen: Die Schrift WO 2006/015813 A1 beschreibt, dass durch Ultraschall die Länge einer Schraube oder eines Bolzens ausgemessen wird. Die DD 244 820 A1 beschreibt eine Methode zur Überprüfung der Qualität einer Schraube, wobei in einer Messapparatur die Vorspannkraft über Dehnungsmessstreifen ermittelt wird, die an konzentrisch zur Schraube angeordneten Biegearmen angebracht sind. In der DE 38 05 301 C1 wird beim Anziehen der Schraube gleichzeitig ein Kraftaufnehmer mit einer zur eigentlichen Schraubverbindung identischen Einheit verschraubt. Solche Methoden eignen sich jedoch kaum für die Anwendung bei Verschraubungen an Rädern. Im Stand der Technik werden auch Systeme zur Überwachung von Schraubverbindungen bzw. Rädern beschrieben: In der nicht vorveröffentlichten DE 10 2009 038 211 werden die Schraubverbindungen jeweils durch einen Sensor überwacht, welcher mit einer zentralen Einheit zur Auswertung oder Weiterverarbeitung der Sensordaten verbunden ist. Ähnliche Systeme zur Überwachung des Reifendrucks beschreiben beispielsweise die Dokumente DE 10 2007 045 109 A1 , US 6,199,575 B1 oder US 2008/0243327 . Eine Überwachungsvorrichtung für Radsatzlager von Schienenfahrzeugen offenbart z. B. die DE 10 2006 035 703 A1 . Das Lösen eines Rades in Folge eines Diebstahls wird beispielsweise in der US 5,552,759 durch Druckschalter, durch kapazitive oder Hallsensoren erkannt und aktiv signalisiert. Ähnliches offenbart die US 7,012,511 B2 . Ein Abfragesystem für Fahrzeuge, in denen Sensoren angebracht sind, beschreibt die US 5,061,917 . Dabei sollen z. B. lose Verschraubungen dadurch erkannt werden, dass ungewöhnliche mechanische Schwingungen auftreten. Die US 6,070,893 gibt eine Vorrichtung an, die die Räder vor dem Wegrollen schützt, falls ein Bolzen gebrochen oder einer Mutter sich gelöst haben sollte. Die autarke Energieversorgung an Rädern, z. B. zur Erleuchtung ist beschrieben in der US 2006/0214500 A1 .
Im Stand der Technik ist es auch bekannt, für die Überwachung von Messgrößen RFID(Radio Frequency Identification)-Tags oder -Transponder zu verwenden, deren Kenngrößen von der Messgröße oder deren Änderung abhängig sind: So beschreibt die WO 2005/008578 A2 , dass durch ein zu überwachendes Ereignis – Waschen von Kleidung, Öffnen von Behältern, Benutzen von elektronischen Geräten, Tragen von Schuhen usw. – beispielsweise die Resonanzfrequenz eines RFID verändert wird. In der DE 10 2007 030 195 A1 ist ein RFID derartig ausgestaltet und angebracht, dass sich Änderungen eines Gebäudes auf ihn auswirken. Es ist auch bekannt, RFID-Transponder auf metallischen Gegenständen anzubringen ( DE 10 2006 009 898 A1 ) oder sie beispielsweise in Schrauben einzubauen ( DE 100 56 473 C1 ). Einen Identifizierungstag mit einem Chip für die Identifizierung von Reifen beschreibt die US 7,360,700 B2 . Aus der DE 10 2006 057 369 A1 lässt sich beispielsweise entnehmen, dass ein RFID-Etikett seine Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Untergrundes ändert, auf welchem es sich befindet. Zur Messung von Kräften oder Abständen gibt es auch weiteren Stand der Technik: So beschreibt die DE 10 2006 019 942 A1 einen Kraftmesser, in welchem der elektrische Widerstand einer piezoresistiven Schicht ausgewertet wird. Die DE 10 2004 034 001 A1 offenbart einen Kollisionsmelder, bei welchem die Induktivität von Spulen ausgewertet wird, welche gegenüber einem im Kollisionsfall sich verschiebenden elektrischen Leiter angeordnet sind. Schließlich beschreibt die DE 10 2005 018 169 A1 die Verwendung einer druckempfindlichen Farbe zur Erkennung der Druckverteilung auf einer Oberfläche. Die Änderung der Schwingungsbedingungen eines mechanischen Schwingers wird in der WO 2009/060002 A1 beispielsweise für die Detektion von Masseanlagerungen herangezogen.
Besonders die optischen Verfahren zur Überprüfung der Vorspannung der Muttern haben den Nachteil, dass die Räder direkt untersucht werden müssen und dass somit z. B. während der Fahrt keine Überwachung möglich ist. Weiterhin besteht teilweise hoher Verkabelungs- bzw. Nachrüstaufwand oder die Muttern lassen sich nicht mehrfach verwenden. Schwierigkeiten ergeben sich auch zumeist durch widrige Einsatzbedingungen, wie sie sich durch Verschmutzungen oder Schmiermittel ergeben. Manchmal sind auch oberhalb der Muttern Schutz- oder Zierkappen vorgesehen. Zudem steht üblicherweise nur ein geringer Bauraum zur Verfügung. Weiterhin ist auch ein moderater Preis anzustreben. Vorteilhaft ist somit eine möglichst selbständige Überwachung, wobei ein möglichst einfacher Einbau und eine leichte Austauschbarkeit für die Praxis vorteilhaft sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verschraubungsmittel vorzuschlagen, welches eine Überwachung bzw. Messung der Vorspannkraft erlaubt, wobei die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und wobei im Sinne der obigen Diskussion eine möglichst einfache und vorteilhafte Anwendung erreicht wird.
Die Aufgabe löst die Erfindung durch ein Verschraubungsmittel und durch ein System zur Überwachung einer Verschraubung.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Verschraubungsmittels dadurch gelöst, dass mindestens eine Sensorkomponente vorgesehen ist, dass die mindestens eine Sensorkomponente mindestens eine variable Eigenschaft aufweist, dass die mindestens eine Sensorkomponente Bestandteil eines Schwingkreises ist, wobei mindestens eine Kenngröße des Schwingkreises von der variablen Eigenschaft und/oder von einer Änderung der variablen Eigenschaft abhängig ist, und dass die mindestens eine Sensorkomponente derartig ausgestaltet und relativ zu der Mutter angeordnet ist, dass die mindestens eine variable Eigenschaft abhängig von einer von der Mutter erzeugten Vorspannkraft ist. In einer Ausgestaltung ist eine passive Abfrage vorgesehen, indem z. B. die Resonanzfrequenz als eine der Kenngrößen des Schwingkreises durch ein eingebrachtes Signal abgefragt wird. Der Schwingkreis antwortet auf das Abfragesignal in Abhängigkeit von der Vorspannkraft bzw. der variablen Eigenschaft der Sensorkomponente mit einem Antwortsignal mit einer zur Resonanzfrequenz des Schwingkreises passenden Frequenz. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei dem Schwingkreis um einen RFID handelt. Indem der Schwingkreis ein RFID ist oder einem solchen prinzipiell gleicht, lassen sich auch von dort bekannte Techniken und Gerätschaften anwenden. Die Ausgestaltung sieht somit vor, dass eine Mutter mit einem RFID versehen wird, welcher derartig ausgestaltet ist, dass der RFID auf die Vorspannkraft reagiert, welche von der Mutter erzeugt wird. Es handelt sich somit quasi um ein System wie beim Abfragen eines RFID-Transponders oder RFID-Tags. Das Antwortsignal kann dabei beispielsweise auch darin bestehen, dass aus einem Frequenzspektrum ein Signal mit der Schwingungsfrequenz entsprechend durch den Schwingkreis abgeschwächt wird. Durch die passive Abfrage der Schwingkreise sind Aufwand und Kosten für die einzelnen Messstellen entsprechend gering. Der Schwingkreis ist in einer weiteren Ausgestaltung mit einer eigenen Energiequelle (z. B. Batterie, Akkumulator, Thermoelement, mit einer schweren Masse verbundenes piezoelektrisches Element usw.) versehen. In einer Ausgestaltung wird im Wesentlichen nur die Änderung der Vorspannkraft detektiert, d. h. es wird das Lösen der Mutter erkannt. Dies z. B. im Unterschied zum ersten Anziehen/Festziehen der Mutter, bei welchem durch den absoluten Wert der Resonanzfrequenz bzw. einer anderen Kenngröße der Schwingungen der Schwingkreise und somit der Vorspannkraft festgestellt werden kann, ob die Mutter richtig angezogen wurde. Bei graduellen Änderungen ist vorzugsweise jeweils auf einen vorgegebenen Referenzwert oder auf einen Startwert, der sich nach dem Anziehen der Mutter ergibt, abzuheben. In einer Variante ist zusätzlich oder als Bestandteil der Sensorkomponente ein Mikrochip vorgesehen. Wie im Stand der Technik gezeigt, kann die Vorspannkraft direkt gemessen werden oder es lassen sich Größen messen, welche abhängig von ihr sind. Daher ist die Sensorkomponente entsprechend der zu messenden Größe auszugestalten. Mögliche Messgrößen sind beispielsweise die Vorspannkraft, der Abstand zwischen Mutter und Auflage, der Abstand zwischen einer Unterlegscheibe und der Auflage, der Abstand zwischen Unterlegscheibe und Mutter, die Längenänderung des Bolzens oder die Drehbewegung der Mutter. Die Vorspannkraft der Mutter wirkt dabei in Richtung der Auflage, d. h. in Richtung des Bauteils oder der Komponente, der gegenüber die Mutter um den Bolzen oder die Schraube herum angezogen wird. In anderen Ausgestaltungen ist zusätzlich oder alternativ zur Schwingfrequenz auch die Schwingungsamplitude oder die Phase der Schwingungen relativ zu einem Anregesignal abhängig von der variablen Eigenschaft der Sensorkomponente. Bei den Kenngrößen handelt es sich somit vorzugsweise um Frequenz, Amplitude bzw. Dämpfung oder Phase relativ z. B. zu einem anregenden Signal. Für die Position des vorspannkraftkritischen Bauteils – also der Sensorkomponente – des Schwingkreises bietet sich der Bereich zwischen Mutter und Auflage an, d. h. an einer Stirnseite der Mutter, oder zwischen einer Unterlegscheibe und der Auflage, zwischen Mutter und Unterlegscheibe, zwischen den Hälften einer geteilten Mutter oder oberhalb des Bolzens bzw. der Schraube und dies ggf. als Teil einer Hutmutter. Die Sensorkomponente kann auch teilweise innerhalb der Mutter und/oder der Unterlegscheibe angebracht sein.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass es sich bei der mindestens einen Sensorkomponente um ein elektronisches Bauteil oder um einen Teil eines elektronischen Bauteils handelt. In dieser Variante handelt es sich damit vorzugsweise um einen elektronischen Schwingkreis. Eine Änderung der Vorspannkraft wird beispielsweise in eine Änderung der Resonanzfrequenz übertragen und dies wird signalisiert. Die Umsetzung ist somit beispielsweise, dass sich nach dem Festziehen der Mutter eine Resonanzfrequenz f0 ergibt. Wird eine Frequenz f1 unterschiedlich zu f0 gemessen, so ist dies auf eine Änderung der Vorspannkraft zurückzuführen. In einer Ausgestaltung ändert sich der elektrische Widerstand. Dafür ist beispielsweise ein piezoresistives Material vorgesehen. Alternativ wird ein Schleifkontakt bewegt oder es ändert sich die Länge des Widerstandes. Die Änderung der Induktivität lässt sich z. B. realisieren durch den variablen Abstand zwischen einer Spule und einem elektrischen Leiter, durch die Änderung der Länge der Spule oder durch die Bewegung eines Kerns – z. B. in Form eines Stifts – in der Spule. Die Änderung der Kapazität kann beispielsweise erreicht werden durch eine Änderung des Abstands zwischen zwei Kondensatorplatten, durch die Bewegung eines Dielektrikums – wieder beispielsweise in Form eines Stiftes – zwischen den Platten oder durch die Verwendung eines geschlitzten Rings, dessen Enden abhängig von der Vorspannkraft eine unterschiedliche Überlappung aufweisen. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass es sich bei der mindestens einen Sensorkomponente um eine Spule und/oder einen Kondensator und/oder einen elektrischen Widerstand handelt. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass die mindestens eine Sensorkomponente mindestens ein piezoresistives Material und/oder Nanoröhren aufweist. Es sind somit Materialien vorgesehen, die ausgehend von einem auf ihnen lastenden Druck oder ausgehend von der an ihnen angreifenden Zugspannung beispielweise ihren elektrischen Widerstand ändern.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass die mindestens eine Sensorkomponente zumindest teilweise an oder in einer Stirnseite der Mutter angeordnet ist. Bei der Stirnseite handelt es sich beispielsweise um die Seite, mit welcher die Mutter gegen eine Auflage gedreht wird, um die Vorspannkraft zu erzeugen. Für die Anwendung bei der Montage der Mutter ist für die richtige Orientierung diese Stirnseite beispielsweise farbig markiert. Alternativ sind zwei Sensorkomponenten vorgesehen, die jeweils an einer Stirnseite angebracht sind, um somit unabhängig von der Orientierung der Mutter zu sein. Dies also insbesondere für den Fall, dass die Sensorkomponente von außen nicht oder nur leicht erkennbar ist.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmitlels sieht vor, dass mindestens eine Unterlegscheibe vorgesehen ist.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass die Unterlegscheibe zumindest teilweise aus einem Kunststoff besteht. Die Unterlegscheibe ist in dem Fall, dass Komponenten oder Teile von Komponenten des – elektrischen – Schwingkreises innerhalb der Unterlegscheibe angebracht sind oder von dieser verdeckt werden, vorteilhafterweise derartig ausgestaltet, dass sie entsprechend transparent für die elektro-magnetischen Signale ist.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass die Unterlegscheibe zumindest teilweise aus einem Metall besteht.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass die Unterlegscheibe verstärkt ist. Beispielsweise handelt es sich um einen faserverstärkten Kunststoff oder es sind in der Unterlegscheibe passende Strukturen ausgebildet, die der Stabilisierung dienen.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass die Unterlegscheibe elastisch verformbar ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist die Unterlegscheibe derartig ausgestaltet und relativ zur Mutter angeordnet, dass die Unterlegscheibe sich beim Anziehen der Mutter elastisch verformt. Alternativ oder ergänzend tritt auch eine permanente Verformung z. B. durch das Anziehen der Mutter auf.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass die Unterlegscheibe und die Sensorkomponente derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass die variable Eigenschaft der Sensorkomponente abhängig ist von einer Form und/oder einer Verformung der Unterlegscheibe. Wirkt sich das Anziehen der Mutter auf die Verformung der Unterlegscheibe aus, so ändert sich auch beim Nachlassen der Vorspannkraft die Verformung bzw. die Form der Unterlegscheibe. Durch eine entsprechende Sensorkomponente wird eine solche Änderung in die variable Eigenschaft der Sensorkomponente übertragen, so dass sich schließlich mindestens eine Kenngröße des Schwingkreises ändert.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass die Unterlegscheibe und die Sensorkomponente derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass eine elastische Verformung der Unterlegscheibe eine Längenänderung der Sensorkomponente bewirkt. Die Verformung der Unterlegscheibe kann dabei sowohl in eine Änderung einer elektronischen Sensorkomponente übertragen werden, als auch in mechanischen Schwingungen eines mechanisch schwingfähigen Schwingkreises.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass die Unterlegscheibe und die Sensorkomponente derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass eine elastische Verformung der Unterlegscheibe eine Änderung einer von der Sensorkomponente zumindest teilweise umschlossenen Fläche bewirkt. Ein solcher Effekt ist beispielsweise vorteilhaft für eine als Spule ausgestaltete Sensorkomponente. Allgemein ergibt sich somit je nach Ausgestaltung ggf. eine homogenere Einwirkung auf die Sensoreinheit als eine reine Längenänderung.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass die Sensorkomponente zumindest teilweise in der Unterlegscheibe angeordnet ist. In einer weiteren Ausgestaltung wird die Sensorkomponente durch die Unterlegscheibe gebildet. Die Unterlegscheibe – unabhängig von der weiteren Ausgestaltung – kann insbesondere auch als unverlierbar mit der Mutter verbundener Druckteller ausgestaltet sein.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass die Unterlegscheibe mindestens eine Nut aufweist, und dass die Sensorkomponente zumindest teilweise in der Nut angeordnet ist. In einer Ausgestaltung schließt die Sensorkomponente eben mit der Nut ab. In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist die Sensorkomponente beispielweise von einer Vergussmasse umgeben oder entsprechend in der Nut eingebettet.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass die Sensorkomponente im Wesentlichen als in der Nut angeordnete Spule ausgestaltet ist, wobei eine Verformung der Unterlegscheibe eine Änderung der Induktivität als variable Eigenschaft der Sensorkomponente bewirkt. Eine Änderung der Induktivität ergibt sich somit beispielsweise durch den vergrößerten Durchmesser oder durch eine andere Lage eines Eisenkerns – z. B. gegeben durch die Mutter selbst – innerhalb der Spule.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass die Sensorkomponente im Wesentlichen als elektrischer Widerstand ausgestaltet ist, wobei eine Verformung der Unterlegscheibe eine Änderung des elektrischen Widerstandswerts als variable Eigenschaft der Sensorkomponente bewirkt. Die Sensorkomponente besteht somit beispielsweise aus einem piezo-elektrischen oder piezo-resistiven Element. Sie kann auch in Art eines Dehnungsmessstreifens ausgebildet sein.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels besteht darin, dass die Sensorkomponente im Wesentlichen als Kondensator ausgestaltet ist, wobei eine Verformung der Unterlegscheibe eine Änderung der Kapazität als variable Eigenschaft der Sensorkomponente bewirkt. Die Änderung der Kapazität kann beispielsweise auch über eine Beeinflussung der Streukapazität erfolgen.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass es sich bei der mindestens einen Sensorkomponente um einen Kondensator handelt, welcher teilweise auf der Stirnseite der Mutter und teilweise auf der Unterlegscheibe angeordnet ist. Der Abstand zwischen Mutter und Unterlegscheibe wirkt sich somit auf die Kapazität als variable Eigenschaft der Sensorkomponente aus.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass mindestens ein Stift vorgesehen ist, dass der Stift und die mindestens eine Sensorkomponente derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass der Stift relativ zu der mindestens einen Sensorkomponente beweglich ist, und dass die Lage des Stiftes von der Vorspannkraft der Mutter und/oder von einer Änderung der Vorspannkraft abhängig ist. Es ist somit beispielsweise in einer zusätzlichen Bohrung der Mutter ein beweglicher Stift vorgesehen, welcher Kontakt zur Auflage, zur Unterlegscheibe oder mit dem oberen Ende des Bolzens selbst hat. In Wirkverbindung mit dem Stift ist die Sensorkomponente vorgesehen, die beispielsweise ein druckempfindliches Medium oder einen Reed-Relais (Stift ist zumindest teilsweise magnetisch oder ist mit einem Magneten versehen) oder einen Hallsensor aufweist. Der Stift bewirkt somit eine Änderung der variablen Eigenschaft der Sensorkomponente. Alternativ oder ergänzend ist der Stift die Sensorkomponente selbst oder zumindest ein Bestandteil davon. Durch den Stift besteht auch die Möglichkeit eines Selbsttests des Verschraubungsmittels vor dem Einbau der Mutter auf einem Bolzen oder einer Schraube.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass der Schwingkreis mechanisch schwingfähig ist. Die Schwingungsanregung bzw. -detektion erfolgt in dieser Ausgestaltung beispielsweise über ein piezoelektrisches Element. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels hierfür sieht vor, dass es sich bei der mindestens einen Sensorkomponente zumindest teilweise um eine mechanisch schwingfähige Membran handelt. In alternativen Ausgestaltungen fungiert die Unterlegscheibe als Membran, deren Resonanzfrequenz abhängig ist von der durch die Mutter auf sie wirkenden Kraft.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass die Mutter mindestens eine Bohrung aufweist. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass die Bohrung eine durchgehende Bohrung ist. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels beinhaltet, dass die Bohrung eine Sacklochbohrung ist. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verschraubungsmittels sieht vor, dass die Bohrung ein Innengewinde aufweist.
Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe mit einem System zur Überwachung einer Verschraubung, mit mindestens einer Mutter, mit mindestens einer Sensorkomponente, und mit mindestens einer Abfrageeinheit. Dabei ist vorgesehen, dass die mindestens eine Sensorkomponente mindestens eine variable Eigenschaft aufweist, dass die mindestens eine Sensorkomponente Bestandteil eines Schwingkreises ist, wobei mindestens eine Kenngröße des Schwingkreises von der variablen Eigenschaft und/oder von einer Änderung der variablen Eigenschaft abhängig ist, dass die mindestens eine Sensorkomponente derartig ausgestaltet und relativ zu der Mutter angeordnet ist, dass die mindestens eine variable Eigenschaft abhängig von einer von der Mutter erzeugten Vorspannkraft ist, dass die Abfrageeinheit mindestens ein elektro-magnetisches und/oder mechanisches Signal an den Schwingkreis sendet und/oder von dem Schwingkreis empfängt, und dass die Abfrageeinheit die mindestens eine Kenngröße eines von dem Schwingkreis gesendeten oder durch den Schwingkreis modulierten elektro-magnetischen und/oder mechanischen Signals auswertet und/oder verarbeitet. Eine Verschraubung sei somit derartig verstanden, dass die Mutter beispielsweise gegenüber einer Auflage eine Vorspannkraft erzeugt. Bei der Kenngröße handelt es sich beispielsweise um die Frequenz, die Amplitude oder die Phase des Signals. Die Ausgestaltung der Sensorkomponenten bzw. der Mutter oder einer Unterlegscheibe der Mutter kann dabei nach mindestens einer der oben ausgeführten Ausgestaltungen für das Verschraubungsmittel erfolgen. Das System zur Überwachung einer Verschraubung besteht somit im Wesentlichen aus einem Verschraubungsmittel nach einer der oben diskutierten Ausgestaltungen und der Abfrageinheit zum Vermessen des Schwingkreises des Verschraubungsmittels. Die Abfrageeinheit sendet somit beispielsweise ein Abfragesignal an den Schwingkreis und erhält ein Antwortsignal. Aus dem Antwortsignal ergibt sich dann beispielsweise über mindestens eine Kenngröße ein aktueller Wert der variablen Eigenschaft der Sensorkomponente oder eine Aussage darüber, dass sich die variable Eigenschaft geändert hat. Dies wiederum erlaubt eine Aussage über die von dem Verschraubungsmittel über die Mutter erzeugte Vorspannkraft.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems beinhaltet, dass die Abfrageeinheit die Kenngröße des von dem Schwingkreis gesendeten oder durch den Schwingkreis modulierten Signals mit einem Referenzwert vergleicht und bei einer Abweichung oberhalb eines Grenzwertes einen Alarm erzeugt. Der Referenzwert kann dabei ein hinterlegter bzw. fest vorgegebener Sollwert sein oder es handelt sich um einen zeitlich vorhergehenden Wert. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems beinhaltet, dass es sich bei dem Referenzwert, z. B. einer Referenzfrequenz um einen Historienwert, insbesondere um den Wert bei der Erzeugung der Vorspannkraft, handelt. Der Historienwert, also ein Wert, der zeitlich vor dem gemessenen aktuellen Wert liegt, ist beispielsweise die Frequenz oder die Dämpfung, die sich nach dem Festdrehen der Mutter ergibt und die somit der Startwert ist. Der Grenzwert erlaubt die Definition eines Unsicherheitsbereichs um den Referenzwert, so dass auf Rauschen oder weitere Effekte Rücksicht genommen werden kann. In einer Ausgestaltung ist der Grenzwert auf Null gesetzt, so dass jegliche Abweichung vom Referenzwert zu einer Signalisierung führt.
Die Vorteile der Erfindung liegen u. a. darin, dass die Lösung kostengünstig ist und dass sich die Muttern wieder verwerten lassen. Überdies ist eine Fernabfrage möglich und beim Befestigen der Mutter kann mit einer Referenzfrequenz ggf. überprüft werden, ob sie richtig angezogen worden ist. Handelt es sich bei dem Schwingkreis insbesondere um einen RFID-Tag, so können auch die Vorteile eines solchen Massenartikels genutzt werden.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1: eine angeschnittene Darstellung einer Verschraubung gemäß dem Stand der Technik,
2: einen Schnitt durch eine Verschraubung mit einem erfindungsgemäßen Verschraubungsmittel gemäß einer ersten Variante,
3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Überwachung von Verschraubungen,
4: einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Verschraubungsmittel gemäß einer zweiten Variante,
5: ein erfindungsgemäßes Verschraubungsmittel gemäß einer dritten Variante,
6: einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Verschraubungsmittel gemäß einer vierten Variante in dem Zustand, dass die Mutter nicht angezogen ist, und
7: eine Darstellung des Verschraubungsmittels der 6 mit einer angezogenen Mutter.
Die 1 soll die Grundproblematik verdeutlichen. Eine Mutter 1 wird mit ihrer – hier durchgehenden – Bohrung 2 auf einen Bolzen 10 – alternativ kann es sich auch um eine Schraube handeln – aufgesteckt und gegenüber einer Auflage 11 angezogen. Dafür weist die Bohrung 2 ein dem Gewinde des Bolzens 10 entsprechendes Innengewinde auf. Zwischen der Mutter 1 und der Auflage 11 befindet sich eine Unterlegscheibe 3, welche beispielsweise ein Verkratzen der Oberfläche der Auflage 11 durch die Drehbewegung der Mutter 1 verhindern soll. Die Drehungen der Mutter 1 mit einem entsprechenden Drehmoment erzeugen dabei die Vorspannkraft zwischen der Mutter 1 und der Auflage 11. Mit diesem Verfahren werden beispielsweise Räder an Radnaben befestigt. Löst sich die Mutter 1, so nimmt die Vorspannkraft ab. Dies wird durch das erfindungsgemäße Verschraubungsmittel bzw. über das hierfür vorgesehene Überwachungssystem detektiert.
Die 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verbindungsmittel zum Ausüben einer Vorspannkraft auf einem Bolzen 10 in Richtung der Auflage 11. Das Verbindungsmittel besteht aus einer Mutter 1 mit einer durchgehenden Bohrung 2, einer Unterlegscheibe 3 und einer Sensorkomponente 4 an der Stirnseite 6 der Mutter 1 und damit zwischen Mutter 1 und Unterlegscheibe 3. Bei der Sensorkomponente 4 handelt es sich beispielsweise um eine Spule, deren Induktivität als variable Eigenschaft vom Abstand relativ zur Unterlegscheibe 3 abhängig ist. In einer alternativen Variante ist die Sensorkomponente 4 beispielsweise durch die Verwendung eines piezoresistiven Materials oder von Nanoröhren derartig ausgestaltet, dass sich der elektrische Widerstandswert in Abhängigkeit vom auf die Sensorkomponente 4 wirkenden Druck verändert. In einer weiteren Variante ist die Sensorkomponente 4 wie ein Kondensator aufgebaut, dessen Platten sich teilweise auf der Stirnseite 6 der Mutter 1 und teilweise auf der Unterlegscheibe 3 befinden, so dass der Abstand zwischen Mutter 1 und Unterlegscheibe 3 sich auf die Kapazität des Kondensators als variable Eigenschaft auswirkt. Die Unterlegscheibe 3 ist dabei nicht unbedingt erforderlich, sie schützt jedoch die Sensorkomponente 4 und erlaubt auch die Anwendung von Sensorkomponenten 4 unabhängig von der Beschaffenheit der Auflage 11. Ist für die Sensorkomponente 4 beispielweise ein elektrisch leitfähiger Untergrund erforderlich, so kann dieser durch die Unterlegscheibe 3 realisiert sein und das Verschraubungsmittel lässt sich auch auf elektrisch nicht-leichtfähigen Untergründen funktionierend anbringen. Die Mutter 1 und die Unterlegscheibe 3 können dabei in den Ausgestaltungen miteinander verbundene – z. B. gebördelt – oder voneinander getrennte Einzelteile bzw. Komponenten sein. Die Sensorkomponente 4 ist hier über eine zusätzliche Bohrung in der Mutter 1 mit den restlichen Komponenten des Schwingkreises 5 verbunden. Dabei handelt es sich – für den Fall einer Spule als Sensorkomponente – beispielsweise um einen Kondensator. In diesem Beispiel ergibt sich somit ein LC-Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz, welche abhängig von der Induktivität der Spule als Sensorkomponente 4 ist. Die Induktivität als variable Eigenschaft wiederum ist abhängig vom Abstand zwischen Sensorkomponente 4 und Unterlegscheibe 3. Da dieser Abstand abhängig von der Vorspannkraft ist, mit welcher die Mutter 1 auf die Auflage 11 einwirkt, hängt somit die Frequenz des Schwingkreises 5 von der Vorspannkraft ab.
Die praktische Anwendung lässt sich wie folgt beschreiben: Wird das Verbindungsmittel auf dem Bolzen 10 aufgebracht und wird die Mutter 1 gegen die Auflage 11 angezogen, so hat der Schwingkreis eine Frequenz f₀. Diese Frequenz f₀ kann in einer Variante mit einer hinterlegten Frequenz f_ref verglichen werden, welche z. B. die Frequenz ist, die sich bei einer für eine sichere Verschraubung erforderlichen Vorspannkraft ergeben müsste. Somit kann überprüft werden, ob die Mutter 1 überhaupt ausreichend fest angezogen worden ist. Nach dem Anziehen der Mutter 1 genügt die Feststellung, dass sich die Frequenz des Schwingkreises 5 ändert, um beispielsweise einen passenden Alarm oder einen Hinweis zu generieren. Das erfindungsgemäße Verschraubungsmittel ist somit ähnlich einem RFID-Tag ausgestaltet, wobei die Vorspannkraft beispielsweise mit der Frequenz als einer der möglichen Kenngrößen verknüpft wird. Somit wäre es auch möglich, mit einer mobilen Sende- und Empfangseinheit – also einem sog. „Handheld” – die Vorspannkräfte der Verschraubungen bei einem Fahrzeug oder an anderen Vorrichtungen – wie z. B. Baugerüsten, Verschalungen etc. – zu überprüfen.
In der 3 ist schematisch ein Fahrzeug dargestellt, bei welchem an den Rädern 30 jeweils vier Schwingkreise 5 zur Überwachung der Vorspannkräfte vorgesehen sind. In einer Variante verfügen die Schwingkreise 5 über deutlich unterschiedliche Resonanzfrequenzen, so dass eine Zuordnung zu den einzelnen Rädern bzw. Verschraubungsmitteln möglich ist. In einer anderen Ausgestaltung sind die Resonanzfrequenzen im Wesentlichen identisch, so dass nur generell das Lösen einer Mutter erkannt wird. Die Abfrageeinheit 20 innerhalb des Fahrzeugs erzeugt in dieser Ausgestaltung elektro-magnetische Signale, welche von den Schwingkreisen 5 empfangen werden und welche diese wieder abstrahlen. Aus der Frequenz der Signale lässt sich dann von der Abfrageeinheit 20 oder einer nachgeordneten Auswerteinheit feststellen, ob sich eine Vorspannkraft geändert hat. Alternativ oder ergänzend wird die Dämpfung der Schwingkreise 5 ausgewertet. Die Abfrageeinheit 20 strahlt dabei beispielsweise elektromagnetische Signale mit einem Frequenzspektrum aus und detektiert die Abschwächung einer Frequenz oder es wird mit einem schmalbandigen Signal ein Frequenzbereich abgefahren und der Resonanzfall wird erkannt. Alternativ wird die Verstimmung der Schwingkreise 5 detektiert. Die Anwendung ist dabei nicht auf Fahrzeuge beschränkt, sondern bezieht sich auf alle möglichen Verschraubungen, in welchen eine Vorspannkraft über ein Verschraubungsmittel erzeugt wird.
Die 4 zeigt eine Variante des Verschraubungsmittels, in welchem es sich bei der Mutter 1 um eine Hutmutter handelt, d. h. die Bohrung ist nicht durchgehend, sondern als Sacklochbohrung ausgeführt. Die Sensorkomponente 4 ist dabei in der abgeschlossenen Stirnseite 6 der Mutter 1 angebracht. In einer Ausgestaltung handelt es sich bei der Sensorkomponente 4 um eine Spule, deren Induktivität von dem Abstand des oberen Endes des Bolzens 10 abhängt. In einer weiteren Ausgestaltung handelt es sich um ein Element, dessen elektrischer Widerstand von dem auf ihn wirkenden Druck – z. B. erzeugt vom Bolzen – abhängt. In einer anderen Ausgestaltung handelt es sich bei der Sensorkomponente 4 um eine mechanisch schwingfähige Membran, die beispielsweise in der Stirnseite 6 der Mutter 1 ausgeführt ist und welche durch den Bolzen 10 jeweils entsprechend verspannt wird.
Die 5 zeigt eine weitere Variante des Verschraubungsmittels, wobei hier durch die Unterlegscheibe 3 ein beispielsweise mit der Unterlegscheibe 3 nicht verbundener Stift 7 bewegt wird. Bei dem Stift 7 handelt es sich beispielsweise um ein Dielektrikum, welches innerhalb einer als Kondensator ausgestalteten Sensorkomponente 4 bewegt wird. Oder es handelt sich um eine Art Eisenkern, der innerhalb einer Spule als Sensorkomponente 4 bewegt wird. Alternativ wird durch Stift 7 und Sensorkomponente 4 ein Schleifkontakt mit entsprechender Änderung des elektrischen Widerstandes realisiert. Es kann sich jedoch auch um die Realisation eines Hallsensors bzw. Reedschalters handeln. Alternativ handelt es sich bei der Sensorkomponente 4 um ein druckempfindliches Material oder Bauteil. Bei dem Stift 7 kann es sich auch um eine piezoelektrische Komponente handeln, deren veränderlichen Eigenschaften für den Schwingkreis 5 verwendet werden. Bei der hier gezeigten Variante sind weiterhin beispielhaft und unabhängig von den anderen Ausgestaltungen dieses Beispiels die Mutter 1 und die Unterlegscheibe 3 nicht miteinander verbunden, sondern sie werden beispielweise nacheinander auf den Bolzen oder auf die Schraube aufgesteckt, um welche herum die Mutter 1 dann angezogen wird.
In den 6 und 7 ist ein weiteres Verschraubungsmittel dargestellt, dessen Mutter 1 jeweils mit einer Unterlegscheibe 3, welche auch als mit der Mutter 1 verbundener Druckteller ausgestaltet sein kann, verbunden ist. In der von der Mutter 1 abgewandten Seite der Unterlegscheibe 3 ist eine radial umlaufende Nut 8 eingebracht. In der Nut 8 befindet sich die Sensorkomponente 4, welche beispielsweise als mäanderförmige Spule ausgestaltet ist. Die Unterlegscheibe 3 sei dabei so elastisch verformbar ausgestaltet, dass sich in Folge des Anziehens der Mutter 1 gegenüber der Auflage 11 – hier ist der Bolzen bzw. die Schraube wegen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt – zumindest die Form der Auflagefläche der Unterlegscheibe 3 auf der Auflage 11 verändert. Damit geht hier einher, dass die Nut 8 dann einen größeren Durchmesser aufweist, wenn die Mutter 1 angezogen ist und somit die erforderliche Vorspannkraft aufweist. Da sich in der Nut 8 die als Spule ausgestaltete Sensorkomponente 4 befindet, ändert sich über die Änderung des Durchmessers auch die Induktivität als variable Eigenschaft der Sensorkomponente 4, was auch zu einer Änderung der Kenngrößen des Schwingkreises 5 führt. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Sensorkomponente 5 als Kondensator oder als längenveränderlicher elektrischer Widerstand – in Art eines Dehnungsmessstreifens – ausgestaltet. Die Unterlegscheibe 3 und die Sensorkomponente 4 sind somit derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt, dass eine Änderung einer Form der Unterlegscheibe 3 eine Änderung der variablen Eigenschaft der Sensorkomponente 4 bewirkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims

Verschraubungsmittel, mit mindestens einer Mutter, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sensorkomponente vorgesehen ist, dass die mindestens eine Sensorkomponente mindestens eine variable Eigenschaft aufweist, dass die mindestens eine Sensorkomponente Bestandteil eines Schwingkreises ist, wobei mindestens eine Kenngröße der Schwingungen des Schwingkreises von der variablen Eigenschaft und/oder von einer Änderung der variablen Eigenschaft abhängig ist, und dass die mindestens eine Sensorkomponente derartig ausgestaltet und relativ zu der Mutter angeordnet ist, dass die mindestens eine variable Eigenschaft abhängig von einer von der Mutter erzeugten Vorspannkraft ist.
Verschraubungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Sensorkomponente um ein elektronisches Bauteil oder um einen Teil eines elektronischen Bauteils handelt.
Verschraubungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensorkomponente zumindest teilweise an oder in einer Stirnseite der Mutter angeordnet ist.
Verschraubungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Unterlegscheibe vorgesehen ist.
Verschraubungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe zumindest teilweise aus einem Kunststoff besteht.
Verschraubungsmittel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe zumindest teilweise aus einem Metall besteht.
Verschraubungsmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe verstärkt ist.
Verschraubungsmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe elastisch verformbar ausgestaltet ist.
Verschraubungsmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe und die Sensorkomponente derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass die variable Eigenschaft der Sensorkomponente abhängig ist von einer Form und/oder einer Verformung der Unterlegscheibe.
Verschraubungsmittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe und die Sensorkomponente derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass eine elastische Verformung der Unterlegscheibe eine Längenänderung der Sensorkomponente bewirkt.
Verschraubungsmittel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe und die Sensorkomponente derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass eine elastische Verformung der Unterlegscheibe eine Änderung einer von der Sensorkomponente zumindest teilweise umschlossenen Fläche bewirkt.
Verschraubungsmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkomponente zumindest teilweise in der Unterlegscheibe angeordnet ist.
Verschraubungsmittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlegscheibe mindestens eine Nut aufweist, und dass die Sensorkomponente zumindest teilweise in der Nut angeordnet ist.
Verschraubungsmittel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkomponente im Wesentlichen als in der Nut angeordnete Spule ausgestaltet ist, wobei eine Verformung der Unterlegscheibe eine Änderung der Induktivität als variable Eigenschaft der Sensorkomponente bewirkt.
Verschraubungsmittel nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkomponente im Wesentlichen als elektrischer Widerstand ausgestaltet ist, wobei eine Verformung der Unterlegscheibe eine Änderung des elektrischen Widerstandswerts als variable Eigenschaft der Sensorkomponente bewirkt.
Verschraubungsmittel nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkomponente im Wesentlichen als Kondensator ausgestaltet ist, wobei eine Verformung der Unterlegscheibe eine Änderung der Kapazität als variable Eigenschaft der Sensorkomponente bewirkt.
Verschraubungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stift vorgesehen ist, dass der Stift und die mindestens eine Sensorkomponente derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass der Stift relativ zu der mindestens einen Sensorkomponente beweglich ist, und dass die Lage des Stiftes von der Vorspannkraft der Mutter und/oder von einer Änderung der Vorspannkraft abhängig ist.
System zur Überwachung einer Verschraubung, mit mindestens einer Mutter, mit mindestens einer Sensorkomponente, und mit mindestens einer Abfrageeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensorkomponente mindestens eine variable Eigenschaft aufweist, dass die mindestens eine Sensorkomponente Bestandteil eines Schwingkreises ist, wobei mindestens eine Kenngröße des Schwingkreises von der variablen Eigenschaft und/oder von einer Änderung der variablen Eigenschaft abhängig ist, dass die mindestens eine Sensorkomponente derartig ausgestaltet und relativ zu der Mutter angeordnet ist, dass die mindestens eine variable Eigenschaft abhängig von einer von der Mutter erzeugten Vorspannkraft ist, dass die Abfrageeinheit mindestens ein elektro-magnetisches und/oder mechanisches Signal an den Schwingkreis sendet und/oder von dem Schwingkreis empfängt, und dass die Abfrageeinheit die mindestens eine Kenngröße eines von dem Schwingkreis gesendeten oder durch den Schwingkreis modulierten elektro-magnetischen und/oder mechanischen Signals auswertet und/oder verarbeitet.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfrageeinheit die Kenngröße des von dem Schwingkreis gesendeten oder durch den Schwingkreis modulierten Signals mit einem Referenzwert vergleicht und bei einer Abweichung oberhalb eines Grenzwertes einen Alarm erzeugt.