Ausgabe - 36 - 2011 - Produktion

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34 · F&E · Produktion · 8. September 2011 · Nr. 36 Beleuchtung Daten mit Licht auf den Weg bringen Produktion Nr. 36, 2011 Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut HHI in Berlin haben eine neue Übertragungstechnik per Licht für Videodateien entwickelt. Berlin (ba). Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Vier Personen haben es sich in einem Raum gemütlich gemacht. Jeder von ihnen kann auf einem eigenen Laptop einen anderen Film aus dem Internet in HD-Qualität genießen. Möglich wird dies dank eines optischen WLAN. Als Medium für die Datenübertragung dient Licht aus den LEDs der Deckenbeleuchtung. Das war lange eine Zukunftsvision. Nun ist diese nähergerückt: Im Mai konnten Forscher des Heinrich-Hertz-Instituts ihr Projektergebnis im französischen Rennes, Frankreich, vorstellen: Es gelang, mit Decken-LEDs, die mehr als zehn Quadratmeter eines Raums ausleuchteten, Daten mit 100 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) verlustfrei zu übertragen. Der Empfänger lässt sich innerhalb dieser zehn Quadratmeter beliebig platzieren. „Das heißt, wir haben vier Videofilme in HD-Qualität gleichzeitig auf vier Laptops gebracht“, sagt Dr. Anagnostis Paraskevopoulos, Wissenschaftler am HHI. „Die Grundlagen für Visible Light Communication, auch VLC genannt, wurden im Projekt gemeinsam mit den In- Produktion Nr. 36, 2011 dustriepartnern Siemens und France Telecom Orange Labs entwickelt“, sagt er. Zusammen mit einem Team um Projektleiter Klaus- Dieter Langer wird die neue Technik jetzt am HHI weiterentwickelt. „Bei VLC dienen die Lichtquellen – in diesem Fall Weißlicht-LEDs – gleichzeitig der Raumbeleuchtung und der Informationsübertragung. Mit Hilfe eines Spezialbauteils, des Modulators, knipsen wir die LEDs ganz schnell ein und aus, und übertragen die Informationen als Einsen und Nullen“, erläutert Langer. Das menschliche Auge nehme die Lichtmodulation nicht wahr. Als Empfänger am Laptop reiche eine einfache Fotodiode, die das Licht auffängt. Eine Elektronik dekodiert die Information und übersetzt sie in elektrische Impulse, also die Sprache des Computers. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise ist: Die LEDs lassen sich mit nur wenigen Bauteilen so präparieren, dass sie als Überträger dienen. Ihr Kohlenstoffmaterialien nach Maß verheißen Fachbeiträge in den renommierten Zeitschriften „Nature Materials“ und „Nature Chemistry“. An beiden Publikationen sind mit Prof. Ute Kaiser und Dr. Johannes Biskupek Wissenschaftler der Ulmer Zentralen Einrichtung Elektronenmikroskopie beteiligt. lenstoffmaterialien die Anwendungsmöglichkeiten von Graphen in superschnellen Computerchips oder etwa Touchscreens erweitern. Der Nobelpreis 2010 für die Entdeckung der Kohlenstoff-Variante Graphen – dabei handelt es sich um das dünnste Material der Welt – unterstreicht weiterhin die Bedeutung von Kohlenstoffnanostrukturen für die Wissenschaft. In der Publikation „Nature Materials“ beschreiben die Wissenschaftler die Bildung von Graphen- Nanostreifen in exakt definierten Formen und Größen. Dabei dienen winzige, aus Kohlenstoff gebildete Röhrchen als Matrize und „Reagenzglas“. Bei ihren Versuchen mit Elektronenstrahlen haben die Forscher zwei Schlüsselprinzipien entdeckt: Wachsen die Graphen-Streifen im Inneren der Kohlenstoffnanoröhrchen heran, geben die Röhren Größe und Dicke der winzigen Streifen vor und schützen sie vor Schädigungen durch den Elektronenstrahl. Indem sich zusätzlich Schwefel an die Graphen-Kanten bindet, wird die Bildung eines zweiten Kohlenstoffnanoröhrchens verhindert, der Graphen-Streifen kann in gewünschter Form wachsen. Künftig können Daten mit an der Decke angebrachten LEDs übertragen werden. Bild: Fraunhofer HHI Nachteil: Sobald etwas zwischen Lampe und Photodiode gerät, wenn also etwa jemand eine Hand dazwischenhält, wird die Übertragung beeinträchtigt. Als mögliche Endgeräte kommen Laptop, Palm oder Handy in Frage. Visible Light Communication solle kein Ersatz für herkömmliches „Mit den Ergebnissen unserer Arbeit beschreiten wir neue Wege in der Herstellung von Nanostrukturen. Schließlich werden für nanotechnologische Anwendungen Graphen-Streifen mit genau definierten Eigenschaften benötigt“, sagt Ute Kaiser. Neben den Ulmer Forschern haben Chemiker der University of Nottingham und Dr. Andrey Chuvilin von der spanischen Forschungseinrichtung CIC nanoGUNE Consolider (zuvor Uni Ulm) zu der Veröffentlichung beigetragen. Die zweite Publikation ist in „Nature Chemistry“ erschienen. Im Fokus dieser Veröffentlichung stehen Prozesse innerhalb der beschriebenenKohlenstoffnanoröhrchen. Bisher war man davon ausgegangen, dass im Inneren der WLAN, PowerLAN oder UMTS werden, sagen die Wissenschaftler. Dort wo Funknetze unerwünscht oder nicht möglich sind, eignet es sich vielmehr als zusätzliche Datenübertragungsoption – ohne dass im Haus neue Kabel oder Geräte nötig werden. Dabei sind auch Kombinationen möglich, etwa für eine Rich- Nanoröhrchen keine chemischen Reaktionen ablaufen. Dank hochauflösender Niederspannungs- Transmissionselektronenmikroskopie konnten die Ulmer Forscher nun das Gegenteil beobachten: Wird ein katalytisches Element, beispielsweise Rhenium, in die Röhrchen gegeben, bilden sich Ausstülpungen, die aus dem Röhren-Inneren herauswachsen. Die Zentrale Einrichtung Elektronenmikroskopie der Uni Ulm zählt mit ihren hochtechnologisierten Transmissionselektronen- sowie Focus-Ion-Beam-Mikroskopen (FIB) zu den angesehensten Zentren dieser Art. tung optisches WLAN und für den Rückkanal PowerLAN. So lassen sich Filme auf den PC übertragen und auch wieder von dort zurückspielen und auf einen anderen Rechner senden. Die neue Übertragungstechnologie könnten sich gut für Krankenhäuser eignen, denn in diesen sind Funknetze nicht erwünscht. Dennoch müssten dort hohe Datenraten verlustfrei und unkomprimiert übertragen werden, sagen die Experten. Wenn ein Teil der Kommunikation über die OP-Lampe laufen könnte, ließen sich drahtlos OP- Roboter steuern oder Röntgenbilder übermitteln. In Flugzeugen könnte jeder Passagier sein eigenes Unterhaltungsprogramm auf einem Display sehen. Zugleich könnten die Flugzeugbauer dank der neuen Flugzeuge und Fabrikhallen als Anwendungsorte Technik den Einbau von Kilometern an Kabeln sparen. Ein weiterer möglicher Einsatzort sind Fabrikhallen. Auch hier stören Funknetze oft die betrieblichen Abläufe. Derzeit entwickeln die Forscher ihre Systeme weiter in Richtung höherer Bitraten. „Im Labor konnten wir mit einer rot-blau-grünen Weißlicht-LED 800 Mbit/s übertragen“, sagt Langer: „Das ist Weltrekord für die VLC-Methode.“ Kohlenstoffmaterialien Graphen-Nanostreifen wachsen in definierten Formen Ulm (ba). Die neuen Erkenntnisse sind äußerst relevant für die Nanotechnologie: Schließlich zählt die Kontrolle der Größe, Form und chemischen Funktionalität von Graphen und Kohlenstoffnanoröhrchen auf atomarem Niveau zu den aktuellen Herausforderungen in diesem Bereich. In der Praxis könnten maßgeschneiderte Koh- „Mit den Ergebnissen unserer Arbeit beschreiten wir neue Wege in der Herstellung von Nanostrukturen.“ Professorin Ute Kaiser hat in der Zentralen Einrichtung Elektronenmikroskopie der Uni Ulm maßgeblich zu den Publikationen beigetragen. Bild: Universität Ulm LEDs dienen als Überträger elektrischer Impulse In Nanoröhrchen laufen chemische Reaktionen ab MaßgeschneiderteKohlenstoffmaterialien könnten die Anwendungsmöglichkeiten von Graphen in superschnellen Computerchips oder etwa in Touchscreens erweitern. Bild: Daniel700 / Fotolia.com Die Forschungsarbeiten der beiden Ulmer Wissenschaftler sind in das Ulmer Großprojekt SALVE (Sub-Angström Low-Voltage Electron Micorscopy) eingebettet. Im Rahmen dieses Projektes werden neue Methoden und Gerätetechniken für atomare Abbildungen bei niedrigen Spannungen entwickelt. Weiterhin untersuchen die beteiligten Forscher Wechselwirkungen zwischen Elektronenstrahlen und diversen Materialien. Das Forschungsprojekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Baden- Württemberg gefördert. Partner im SALVE-Projekt sind die badenwürttembergischen Firmen Carl Zeiss AG und die Corrected Electron Optical Systems GmbH (CEOS).
Drehmomentbegrenzung Sicherheitskupplungen für 0,01 Nm Produktion Nr. 36, 2011 R+W hat durch Weiterentwicklung seiner bisher bekannten Miniatur- Sicherheitskupplungen eine noch kleinere Variante auf den Markt gebracht. Diese trennt im Crashfall bei nur 0,01 Nm die An- von der Abtriebsseite. Klingenberg (pd). Die montagefreundliche, miniaturisierte Drehmomentbegrenzungskupplung arbeitet nach dem R + W-Spielfrei- Prinzip. Die verdrehsteife Kupplung zeichnet sich durch ein ext- Weniger Risiko durch zentrale Staubentsorgung Produktion Nr. 36, 2011 Zentrale Filteranlage für 560 m³/h. Bild: Herding Sobald mehrere Filteranlagen und/oder fahrbare Staubsauger im Einsatz sind, stellt sich die Frage, ob eine zentrale Entstaubung Sinn macht. Amberg (pd). Bei mehreren Filteranlagen wird statt der Staubsammelbehälter unterhalb der Filter eine pneumatische Förderung angeschlossen, die den Staub in eine zentrale Anlage fördert. Dies ist besonders zu empfehlen, wenn es sich um toxische Stäube handelt, deren Entsorgung möglichst kontaminationsarm bis kontaminationsfrei zu erledigen ist. Das geschlossene System mündet dann in einen kontaminationsfreien Staubaustrag, der zusätzlich im Containment mit Unterdruck eingehaust ist. Statt einzelner fahrbarer Staubsauger wird ein Verbundsystem mit zentraler Staubsauganlage eingesetzt. Hierbei kann es sich um ein über mehrere Ebenen verzweigtes Staubsaugersystem handeln, wo an den Bedarfsstellen Luftsteckdosen für die Saugschläuche angebracht werden. Wegen des erforderlichen Unterdrucks, der bei 500 mbar liegen kann, setzt Herding häufig Rundfilter mit Seitenkanalverdichtern ein. Herding liefert auch Systeme, bei denen die zentrale Staubsaug-Filteranlage und Staubsauger gleichzeitig angeschlossen werden. Dazu wurde die Anlage für eine Luftmenge von 2 500 m³/h ausgelegt. www.herding.de EffiziEnz-navi Preis Material energie service HandHabung Zeit lebensdauer KostEn sEnKEn mit ProduKtion rem niedriges Trägheitsmoment aus. Es stehen wahlweise Ausführungen mit winkelsynchroner oder wiedereinrastender Ausführung zur Verfügung. Die Überlastkupplungen für Welle-Welle-Verbin- 8. September 2011 · Nr. 36 · Produktion · Konstruktion · 35 dungen stehen bereits ab einer Gesamtlänge von 33 mm und einem Außendurchmesser von 16 mm zur Verfügung. Die degressive Kennlinie der Feder sorgt im Überlastfall für ein sofortiges Abfallen des Drehmomentes und eine geringe Restreibung der Kupplung. Das Gesamtprogramm deckt einen Einstellbereich von 0,01 – 160000 Nm und einen Wellendurchmesserbereich von 4 - 290 mm ab. Das Drehmoment ist stufenlos einstellbar. www.rw-kupplungen.de MR. BOMBASTIC Kullen Bürstentechnik - neben Bürsten für die Schwerindustrie, genau die richtige Bürstenlösung für Ihre Aufgabenstellung. Kullen Industriebürsten für alle Branchen und Bereiche. Miniatur-Sicherheitskupplungen für 0,01 Nm. Bild: R+W EffiziEnz-navi Preis Material energie service HandHabung ✔ Zeit lebensdauer KostEn sEnKEn mit ProduKtion 19. - 24. September 2011 EMO, Hannover Halle 6, Stand L40 03. - 07. Oktober 2011 MSV, Brünn (CZ) Halle V, Stand 057 JETZT KATALOG ANFORDERN www.kullen.de/pr KULLEN GmbH & Co. KG • Am Heilbrunnen 83 • D- 72766 Reutlingen • Tel.: +49 (0) 7121 / 142-0 • Fax: +49 (0) 7121 / 142-260 • www.kullen.de KULLEN Gruppe: KULLEN, Reutlingen / D • HK-Entgrattechnik, Reutlingen / D • R.I.B., Llandovery / GB • Kleeneze Sealtech, Bristol / GB KULLEN CZ, Klatovy / CZ • Beilun Futuo Mechanical Tools, Ningbo / VRC www.aikele.de
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