Forschende des Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies CCIT haben eine intelligente Schraube entwickelt, die von selbst meldet, wenn sie sich löst. Die Stabilität von Schraubverbindungen könne somit aus der Ferne überwacht werden und das wiederum senke den Aufwand für Inspektionen, heißt es auf der Website von Fraunhofer.

Dass jemand eine Schraube locker hat, kommt nicht nur in den eigenen vier Wänden vor. So ziemlich jedes Bauwerk und jede Maschine ist in irgendeiner Form, verschraubt. Und je mehr Temperaturschwankungen oder Schwingungen die Verbindung ausgesetzt ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie sich früher oder später lockert.

Um dem entgegenzusteuern, haben die Forschenden des CCIT eine smarte Unterlegscheibe entwickelt, die aus einer piezoresistiven Dünnschicht besteht. „Deren druckempfindliche Sensorik registriert an drei Stellen die Vorspannkraft, die beim Anziehen der Schraube entsteht“, schreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Ändert sich die Vorspannkraft, ändert sich auch der elektrische Widerstand in der Dünnschicht, was dann wiederum über ein Funkmodul an eine Basisstation übertragen wird.

Das passende Funkprotokoll mit dem Namen Mioty ist ebenfalls eine Fraunhofer-Entwicklung. Die Technologie sei in der Lage, kleine Datenmengen bei niedrigstem Energieverbrauch über große Entfernungen zu schicken, und eine Basisstation soll mehr als hunderttausend Sensoren bündeln können. Die Software zeigt die Daten jeder einzelnen Schraube in einer grafischen Übersicht an, sodass die Verantwortlichen sofort sehen können, wo etwas locker ist. Die Unterlegscheibe soll prinzipiell mit jeder handelsüblichen DIN-Schraube funktionieren, bislang gibt es die Prototypen aber nur für Schrauben in der Größe M18.

„Mit diesem System der Fernüberwachung ist es erstmals möglich, die Stabilität von sicherheitskritischen Infrastrukturen auch aus der Entfernung jederzeit im Auge zu behalten und dabei wirklich jede einzelne relevante Schraube zu checken“, sagt Fraunhofer-Projektleiter Peter Spies.

Dennoch stellt sich die Frage, ab an Stelle der Wartung der Schraube in diesem Fall nicht die Wartung der intelligenten Unterlegscheiben kommt, dass Problem also bloß weitergegeben wird.

Zumindest was den Energiebedarf und die IT-Sicherheit angeht, haben die Forschenden Antworten parat: Das System verwende eine verschlüsselte Funktechnik, die eine „abhörsichere Inbetriebnahme“ garantiere. Und was den Strombedarf angeht, sei das System „energieautark“; Strom werden aus den winzigen Temperaturunterschieden zwischen dem Schraubenkopf und der Umgebung erzeugt. Das genüge, um das extrem stromsparende System zu betreiben.