IoT Intelligente Schrauben machen die Wartung von Maschinen einfacher

Quelle: Pressemitteilung

Per Fernüberwachung können Forscher des Fraunhofer CCIT die Stabilität von Schraubverbindungen per Fernüberwachung jederzeit kontrollieren.

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Bei der intelligenten Schraubverbindung handelt es sich um ein vollintegriertes, energieautarkes IoT-Device zur Bestimmung der Vorspannkraft.
Bei der intelligenten Schraubverbindung handelt es sich um ein vollintegriertes, energieautarkes IoT-Device zur Bestimmung der Vorspannkraft.
(Bild: Fraunhofer)

Ein Forscherteam des Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies CCIT hat eine intelligente Schraubverbindung entwickelt. Laut einer Mitteilung der Forscher handelt es sich dabei um eine Kombination aus Sensorik und Funktechnik, die zuverlässige Fernüberwachung von Schraubverbindungen ermöglichen soll.

Die Forscher haben dafür eine Schraube mit einer Unterlegescheibe versehen, die mit einer piezoresistiven Dia-Force-Dünnschicht ausgestattet ist. Deren druckempfindliche Sensorik registriert an drei Stellen die Vorspannkraft, die beim Anziehen der Schraube entsteht. „Wenn sich eine Schraube löst, wird die daraus resultierende Änderung des Widerstands an ein Funkmodul gemeldet, das auf dem Schraubenkopf sitzt. Das Funkmodul wiederum sendet die Daten an eine Basisstation, die die Infos aller relevanten Schrauben des jeweiligen Objekts einsammelt“, sagt Peter Spies, Projektleiter und Gruppenleiter Integrierte Energieversorgungen am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS.

Ausfälle in der Produktion vermeiden

Der Energiebedarf der Schraube soll mit dem Prinzip des „Energy Harvesting“ gedeckt werden. Dabei werden Wärme oder Licht zur Stromerzeugung genutzt. So erzeugt in dem System beispielsweise ein Thermogenerator Strom aus den winzigen Temperaturunterschieden zwischen dem Schraubenkopf und der Umgebung, so die Forscher.

Anwender sollen schließlich mithilfe einer Software die Daten jeder einzelnen Schraube in einer grafischen Übersicht angezeigt bekommen. Dies erleichtere etwa die Wartung von Maschinen. Techniker können gezielt die Schrauben ausfindig machen, die sich während der Produktion langsam gelockert haben. Die Software soll auch so konfiguriert werden können, dass sie bei einer Schraube, die sich zu sehr gelockert hat, Alarm schlägt.

Die Technik sei für handelsübliche DIN-Schrauben konzipiert. Aktuell könne das System nur bei Schrauben der Größe M18 eingesetzt werden, die Forscher wollen es aber auch für M20 und M36 verfügbar machen. Ein Demonstrator werde außerdem auf der Hannover Messe vom 30. Mai bis 2. Juni in Halle 5 am Stand A06 gezeigt.

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