Stabilitäts-Status per Funk: Smarte Schrauben melden automatisch Materialermüdung – Das Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies (CCIT) hat eine intelligente Schraube entwickelt, die künftig in der Lage sein soll, sicherheitskritische Strukturen wie Brücken, Bahnstrecken oder Krane abzusichern, indem sie vor Materialermüdung warnt, wenn sie sich lockern sollte. Aufwendige Inspektionen werden damit obsolet.

Möglich wird dies, indem Sensorik und Funktechnik auf engstem Raum mit einem möglichst energieautarken System vereint werden.

Die smarte Schraube und deren Unterlegscheibe sind mit einer sogenannten piezoresistiven Dünnschicht ummantelt – der vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST) entwickelten „DiaForce“. Diese registriert die Vorspannkraft zwischen Schraube und Unterlegscheibe.

Löst sich die Schraube oder bricht sie, ändert sich der Druck und damit auch der elektrische Widerstand in der Dünnschicht.

Das in die Schraube integrierte Funkmodul sendet die Messdaten an eine Basisstation, in welcher die Meldungen aller Schrauben, die in einem Objekt verbaut sind, gesammelt und weitergeleitet werden.

Dank eines Funkprotokolls namens mioty, welches auf LPWAN-Technik (Low Power Wide Area Network) basiert, sollen bis zu 100.000 Schrauben ihre Daten über mehrere Kilometer hinweg funken können.

Da etwaige Batteriewechsel den Nutzen derartiger Schrauben immens schmälern würden, haben die Entwickler unterschiedliche Formen der Energieerzeugung im Sinn und entsprechend verschiedene Varianten entwickelt.

So zum Beispiel Schrauben mit Solarzellen aber auch mit Thermogeneratoren, bei denen Strom aus Temperaturschwankungen gewonnen werden kann.

Um die intelligente Schraube ausgiebig in der Praxis testen zu können, suchen Projektleiter Peter Spies und sein Team aktuell nach Pilotkunden und Projektpartnern.

Quellen: cit.fraunhofer.de , heise.de , krone.at