Intelligente Schraubverbindung - Drahtlose und energieautarke Monitoringlösung

Schraubverbindungen sind eine weitverbreitete und genormte Verbindungstechnik und stellen eine einfache, effiziente und universelle Montagemöglichkeit dar. Sie finden unter anderem an kritischen Stellen wie Brücken, Windkraftanlagen oder Maschinen in Produktionsstraßen, Einsatz. Besonders diese kritischen Stellen bedürfen oftmals einer permanenten Überwachung der Qualität bzw. Zuverlässigkeit der Schraubverbindung. 

Drahtlose und energieautarke Überwachung von Schraubverbindungen

Die intelligente Schraubverbindung ist ein vollintegriertes IoT-Device, das eine drahtlose und energieautarke Überwachung von Schraubverbindungen ermöglicht. Mit der im Sensor integrierten DiaForce^®-Schicht lässt sich die Anzugskraft der Schraubverbindung sowie die Temperatur am Montageort ermitteln, um Druckveränderungen an der Schraube festzustellen. Die Übertragungstechnologie mioty^® überträgt die ermittelten Sensordaten drahtlos und sicher an eine cloud-gebundene Kontrollinstanz. Vor dem Montieren werden die Schrauben in der manipulationssicheren Programmiereinheit »FunkeyBox« konfiguriert und bekommen einen eigenen Schlüssel. Dadurch sind die Sensordaten bei der Übertragung an die Basisstation bzw. das Backend angriffssicher. Die autarke Versorgung wird durch Energy Harvesting gewährleistet. In der Schraube befindet sich ein Thermogenerator, der bei kleinsten Temperaturgradienten am Schraubgewinde elektrische Energie erzeugt und so den Sensor energieautark betreibt. Alternativ können Sensor und Funk durch eine Solarzelle oder Batterie betrieben werden. 

Eigenschaften der »Intelligenten Schraubverbindung«:

• DiaForce^®-Sensorschichtsystem zur hochauflösender Messung statischer und dynamischer Krafteinwirkungen und von Temperaturen
• mioty^®-LPWAN-Funkübertragung zur Gewährleistung von energieeffizienter, zuverlässiger Datenübertragung über weite Distanzen bei gleichzeitig hoher Anzahl an parallel kommunizierender Funkknoten
• Energy Harvesting-Technologie und Energiemanagement zum autarken Betrieb aus Umgebungsenergie, ohne Batteriewechsel oder kabelgebundener Versorgung
• Robuste Schnittstellen zur Konfiguration und Statusabfrage über RFID-Schnittstelle oder LPWAN-Rückkanal
• Innovative Antennentechnologie zur effizienten Kommunikation auch in metallischer Umgebung
• Manipulationssichere Sensoren durch gehärtete Hardware
• Sichere Kommunikation bei möglichst geringem Energieverbrauch durch effiziente kryptographische Berechnungen
• Sichere Inbetriebnahme durch effiziente Verteilung von individuellen Schlüsseln (FunkeyBox)
• Sensorcharakterisierung und Optimierung der Schraubengeometrie