{"id":371345,"date":"2022-05-02T12:01:12","date_gmt":"2022-05-02T10:01:12","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?post_type=selected&p=371345"},"modified":"2022-05-02T12:01:12","modified_gmt":"2022-05-02T10:01:12","slug":"intelligente-schrauben-sichern-bruecken-maschinen-und-windkraftanlagen","status":"publish","type":"selected","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/selected\/intelligente-schrauben-sichern-bruecken-maschinen-und-windkraftanlagen\/","title":{"rendered":"Intelligente Schrauben sichern Br\u00fccken, Maschinen und Windkraftanlagen"},"content":{"rendered":"\n

Schrauben finden sich fast \u00fcberall. An Kr\u00e4nen, Bauger\u00fcsten, Hochh\u00e4usern, Br\u00fccken, Windkraftanlagen, in Produktionsanlagen, an kleinen und gro\u00dfen Maschinen. Doch Verschlei\u00df und Einfl\u00fcsse wie Temperaturschwankungen oder Schwingungen k\u00f6nnen dazu f\u00fchren, dass eine oder mehrere Schrauben sich lockern oder gar ganz l\u00f6sen. Das kann fatale Folgen haben. Bei sicherheitskritischen Strukturen ist deshalb eine regelm\u00e4\u00dfige Inspektion erforderlich. Jetzt hat ein Forschenden-Team des Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies CCIT eine \u00bbIntelligente Schraubverbindung\u00ab entwickelt, in der eine Kombination aus Sensorik und Funktechnik die zuverl\u00e4ssige Fern\u00fcberwachung der Schraubverbindungen erm\u00f6glicht \u2013 und das auch noch energieautark, so Fraunhofer Gesellschaft in einer Pressemeldung<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

In der Intelligenten Schraubverbindung wird eine Schraube mit einer Unterlegscheibe versehen, die mit einer piezoresistiven DiaForce\u00ae-D\u00fcnnschicht ausgestattet ist. Deren druckempfindliche Sensorik registriert an drei Stellen die Vorspannkraft, die beim Anziehen der Schraube entsteht. \u00c4ndert sich die Vorspannkraft, \u00e4ndert sich auch der elektrische Widerstand in der DiaForce\u00ae-D\u00fcnnschicht. \u00bbWenn sich eine Schraube l\u00f6st, wird die daraus resultierende \u00c4nderung 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\u00ab, erkl\u00e4rt Dr. Peter Spies, Projektleiter und Gruppenleiter Integrierte Energieversorgungen am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Integrierte Schaltungen IIS.<\/p>\n\n\n\n

Zuverl\u00e4ssige Daten\u00fcbertragung per Funkprotokoll mioty\u00ae<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die DiaForce\u00ae-D\u00fcnnschicht wurde vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Schicht- und Oberfl\u00e4chentechnik IST entwickelt. F\u00fcr die Funktechnik hat das Fraunhofer IIS das Funkprotokoll mioty\u00ae (Low Power Wide Area Network \u2013 LPWAN) beigesteuert. Diese Technologie ist in der Lage, kleine Datenmengen bei niedrigstem Energieverbrauch \u00fcber gro\u00dfe Entfernungen zu schicken, und zwar von mehr als hunderttausend Sensoren \u00fcber nur eine Basisstation. Die Basisstation k\u00f6nnte am Rande eines Windparks, also in mehreren 100 Metern oder gar einigen Kilometern Entfernung stehen. Anschlie\u00dfend zeigt eine Software die Daten jeder einzelnen Schraube in einer grafischen \u00dcbersicht an. Je nach Konfiguration und Anwendungsfall wird der Status der Schraubverbindungen permanent, eventbasiert oder in festgelegten Zeitabst\u00e4nden \u00fcbertragen.<\/p>\n\n\n\n

\u00bbMit diesem System der Fern\u00fcberwachung ist es erstmals m\u00f6glich, die Stabilit\u00e4t von sicherheitskritischen Infrastrukturen auch aus der Entfernung jederzeit im Auge zu behalten und dabei wirklich jede einzelne relevante Schraube zu checken. Das ist ein bedeutendes Plus an Sicherheit. Bei der Inspektion einer Br\u00fccke oder Windkraftanlage muss auch kein Techniker alle Schrauben einzeln \u00fcberpr\u00fcfen und vor Ort sein, da alle Daten per Funk an die Servicestation \u00fcbertragen werden\u00ab, sagt Spies.<\/p>\n\n\n\n

Anpassungsf\u00e4hig f\u00fcr verschiedene Anwendungen<\/h3>\n\n\n\n

Die Intelligenten Schraubverbindungen lassen sich an ganz unterschiedliche Anwendungen anpassen. Egal, ob f\u00fcr Flanschverbindungen in der Industrie, die Bolzen in Stahltr\u00e4gern an Hochh\u00e4usern, die tragenden Teile von Br\u00fccken oder die Befestigung von Rotoren an Windkraftanlagen \u2013 f\u00fcr jedes Szenario l\u00e4sst sich das System individuell konfigurieren und auf das jeweilige Belastungsprofil abstimmen.<\/p>\n\n\n\n

Auch das Problem des Energiebedarfs haben die Forschenden ressourcenschonend gel\u00f6st. Das System arbeitet mit dem Prinzip des Energy Harvesting. Dabei werden W\u00e4rme oder Licht zur Stromerzeugung genutzt. So erzeugt in dem System beispielsweise ein Thermogenerator Strom aus den winzigen Temperaturunterschieden zwischen dem Schraubenkopf und der Umgebung. Es w\u00e4re ebenso m\u00f6glich, den Strom durch Solarzellen zu generieren. Energy Harvesting macht das System energieautark.<\/p>\n\n\n\n

Verschl\u00fcsselung sch\u00fctzt vor Hackerangriffen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Besonderen Wert legen die Fraunhofer-Forscherinnen und -Forscher auf die Sicherheit. Bei der Installation wird jede einzelne Schraube samt Sensoreinheit und Funkmodul in eine abh\u00f6rsichere Inbetriebnahme-Box gelegt. \u00dcber den Kurzstreckenfunk RFID erh\u00e4lt sie eine individuelle ID und ihr Anforderungsprofil sowie einen individuellen Verschl\u00fcsselungscode. Zudem ist die Funkstrecke bei der Daten\u00fcbertragung von den Schrauben zur Basisstation verschl\u00fcsselt. \u00bbSo verhindern wir, dass Kriminelle oder Hacker das System sabotieren k\u00f6nnen. Das Technikpersonal, das beispielsweise eine Windkraftanlage \u00fcberwacht, kann sich auf die Daten wirklich verlassen\u00ab, erkl\u00e4rt Spies.<\/p>\n\n\n\n

Am Projekt des Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies CCIT sind neben dem Fraunhofer IIS und dem Fraunhofer IST auch das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit LBF sowie das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC beteiligt.<\/p>\n\n\n\n

Die Technik ist f\u00fcr handels\u00fcbliche DIN-Schrauben konzipiert. Einsatzbereit ist das System f\u00fcr Schrauben der Gr\u00f6\u00dfe M18, demn\u00e4chst werden auch Varianten f\u00fcr M20 und M36 verf\u00fcgbar sein. Ein Demonstrator wird auf der Hannover Messe 2022 von 30. Mai bis 2. Juni gezeigt (Halle 5, Stand A06).<\/p>\n\n\n

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Forscher verst\u00e4rken gealterte Betonbr\u00fccken mit nachtr\u00e4glicher Bewehrung<\/div>
Viele gealterte Betonbr\u00fccken in Europa und USA k\u00f6nnten in den kommenden Jahren zum Sicherheitsrisiko werden. <\/div><\/div><\/div>","protected":false},"author":2084,"featured_media":511255,"template":"","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":""},"categories":[36843],"tags":[33038,127524,127527],"location":[24328],"internal_archives":[],"class_list":["post-371345","selected","type-selected","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-digital-de-de","tag-fraunhofer-institut-de","tag-internet-technologies-de","tag-schrauben-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":[],"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/agSFIyrx-Versagen_2-scaled.jpg","coauthors":[],"author_meta":{"author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/mauro-mereu\/","display_name":"Mauro Mereu"},"relative_dates":{"created":"Posted 4 years ago","modified":"Updated 4 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on May 2, 2022","modified":"Updated on May 2, 2022"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on May 2, 2022 12:01 pm","modified":"Updated on May 2, 2022 12:01 pm"},"featured_img_caption":"","tax_additional":{"category":{"linked":["Digital<\/a>"],"unlinked":["Digital<\/span>"],"slug":"category","name":"Categories"},"post_tag":{"linked":["Fraunhofer Institut<\/a>","internet technologies<\/a>","schrauben<\/a>"],"unlinked":["Fraunhofer Institut<\/span>","internet technologies<\/span>","schrauben<\/span>"],"slug":"post_tag","name":"Tags"},"language":{"linked":["DE<\/a>"],"unlinked":["DE<\/span>"],"slug":"language","name":"Tags"},"post_translations":{"linked":["pll_626f91f73d775<\/a>"],"unlinked":["pll_626f91f73d775<\/span>"],"slug":"post_translations","name":""},"location":{"linked":["Deutschland<\/a>"],"unlinked":["Deutschland<\/span>"],"slug":"location","name":"Locations"},"internal_archives":{"linked":[],"unlinked":[],"slug":"internal_archives","name":"Internal Archives"}},"series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected\/371345","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/selected"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2084"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/511255"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=371345"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=371345"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=371345"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=371345"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=371345"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}