Technologieangebote Elektrotechnik



Oberflächenintegriertes Thermoelement

Die Erfindung beschreibt ein in die Oberfläche integriertes Thermoelement, welches nach dem Seebeck-Effekt arbeitet. Dabei werden zuerst rund 50 µm tiefe Gräben in die Oberfläche des  Messobjekts eingebracht, in welchen das Thermoelement und die Zuleitungen mittels leitfähigen Lacken durch Maskieren und Aufsprühen aufgebaut werden. Die Oberfläche des Werkstücks wird formschlüssig zur unbearbeiteten Oberfläche abgeschliffen, so dass Störungen der Oberflächenbeschaffenheit weitgehend ausgeschlossen werden. Diese Messvorrichtung ermöglicht eine kostengünstige und störungsfreie Messung der Oberflächentemperatur ohne lange Adaptationszeiten.

 

 

Batterieelektroden aus Siliziumschichten mit optimierter Porosität und Mikrostruktur

In Lithium-Ionen-Akkus verspricht die Verwendung von Silizium als Anodenmaterial eine hohe theoretische Energiedichte. Allerdings erfährt eine siliziumbasierte Anode eine erhebliche Volumenvergrößerung durch die Aufnahme von Ionen. Um dieses Problem zu lösen, haben Wissenschaftler des Instituts für Photovoltaik (ipv) der Universität Stuttgart nun ein Verfahren entwickelt, mit Laser-Bestrahlung poröse und mikrostabilisierte Silizium-Anoden herzustellen. Die erfindungsgemäßen Batterieelektroden haben ein hohes Potential zur Ionenaufnahme bei verbesserter mechanischer Stabilität, eine hohe Energiedichte durch eine große aktive Fläche und sind zur Herstellung mechanisch flexibler Batterien geeignet.

 

 

Automatisierte Herstellung von Kabelbäumen durch lokale Veränderung der Biegesteifigkeit

An der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft wurde ein Verfahren entwickelt, das den Einsatz von Industrierobotern bei der Herstellung von Kabelbäumen ermöglicht. Die resultierende wirtschaftliche und automatisierte Herstellung hat nicht nur eine Verkürzung der Produktionszeiten zur Folge, sondern könnte auch die Lösung vieler logistischer Probleme sein. Durch die Kostenoptimierung können Produktionsstätten in die Lieferländer verlagert werden, so dass kurzfristige Änderungen implementierbar sind und sogar Just-in-Time-Herstellung möglich wird.

 

 

Sensorik zur Erkennung des Mischungsverhältnisses von Öl-Wasser-Emulsionen, z. B. Kühlschmierstoffen

Wissenschaftler der Hochschule Karlsruhe - Wirtschaft und Technik entwickelten ein Verfahren zur einfachen, kontinuierlichen Überwachung von Emulsionen (bspw. Kühlschmierstoffen) auch in geschlossenen Leitungssystemen. Die Messmethode bestimmt die dielektrische Leitfähigkeit einer Emulsion. Diese ändert sich z. B. bei deren Zerfall oder deren Verunreinigung. Die vorliegende Methode nutzt die zu prüfende Emulsion als Dielektrikum in einem - z. B. bei Kühlschmierstoffen in den Kühlkreislauf integrierten - Kondensatoraufbau und ermöglicht so die kontinuierliche Messung und elektronische Detektion des Zerfalls von Emulsionen über die veränderte Kapazität.

 

 

Makroporöse, nanokristalline Siliziumschicht für Lithium-Ionen-Akkus

Bei Batterien, insbesondere wiederaufladbaren  Lithium-Ionen-Akkus, wäre die Verwendung von Silizium-Dünnschichten als Anodenmaterial sehr vielversprechend. Theoretisch könnte damit eine 10-fache Kapazitätssteigerung der Akkus möglich werden, praktisch scheiterte die Nutzung von Silizium oder anderen Halbleitern wie Germanium bisher an der mechanischen Stabilität dieser Schichten, die nach wenigen Ladezyklen brechen, wodurch die Kapazität drastisch sinkt. Wissenschaftler der Universität Stuttgart lösten jetzt dieses Problem durch ein Verfahren, das die einfache und zuverlässige Herstellung von makroporösen und damit elastischen Halbleiterdünnschichten - auch im Durchlaufverfahren - ermöglicht.

 

 

Größere Lichtausbeute bei Gasentladungslampen durch innere thermische Stabilisierung

Ein neuerer Aufbau sorgt für die Optimierung der Leistungsdichte bei Gasentladungslampen mit Mikrowellenanregung wie z.B. UV-Lampen.
Wissenschaftler am Lichttechnischen Institut des KIT (Karlsruher Institut für Technologie) entwickelten einen Leuchtmittelkörper, der allein durch die Veränderung des inneren Aufbaus einen deutlich höheren Wirkungsgrad erreichen kann. Eine stärkere Abkühlung des Lampeninnenraumes wird dabei durch den Einbau eines evakuierten Körpers vermieden. Erste Versuche mit dem neuen Lampentyp zeigten eine signifikante Steigerung der Lichtausbeute. 

 

 

S3L-Inverter: Schaltverlustfreier 3-Stufen-Pulswechselrichter mit Entlastungsschaltung

Der neue 3-Stufen-Pulswechselrichter S3L-Inverter (Soft Switching Three Level Inverter) ist von bestechender Einfachheit und damit kostengünstig. Er arbeitet prinzipbedingt verlustfrei, weist somit höchste Wirkungsgrade auf, wird auf einfache Weise gesteuert, hat EMV-freundliche inhärente di/dt- und du/dt-Begrenzungen und kann mit preisgünstigen Standard-Halbleitern aufgebaut werden. Anwendungsgebiete sind: elektrische Antriebe, Solarwechselrichter, Windkraftwechselrichter und unterbrechungsfreie Stromversorgungen.

 

 

Vorrichtung zur Bestimmung von Gleisbesetzung im Schienenverkehr

Die Erfindung ermöglicht ein sicheres und zuverlässiges Funktionieren von Gleisstromkreisen. Die sich mit der Zeit auf den Schienen bildende Isolationsschicht aus Rost und Schmutz, welche den Kurzschluss zwischen Rad und Schiene verhindert, wird mit Hilfe von Funken durchbrochen. Die Anlage ist von einfachem Aufbau, benötigt keine Änderungen im Schienennetz, ältere Fahrzeuge sind einfach nachrüstbar und sie ist unabhängig vom Stromnetz. Außerdem ermöglicht sie den grenzüberschreitenden Verkehr von Zügen sowie das Befahren von selten befahrenen Strecken.

 

 

Selbstüberwachung des Durchbruchs von integrierten Halbleiterbauelementen

Die Erfindung ermöglicht eine Durchbruchüberwachung in Echtzeit von pn-Übergängen an integrierten Halbleiterbauelementen. Die schon vor dem Durchbruch entstandene schwache Lichtemission an einem pn-Übergang wird von einer in unmittelbarer Nähe integrierten Photodiode erfasst und abhängig davon die angelegte Spannung/der Strom geregelt. Mit Hilfe dieser Überwachung lässt sich der Betriebsbereich ohne die Gefahr einer Zerstörung ausweiten und die Leistungsausbeute erhöhen.

 

 

Schlüsselkomponente für Integration von elektronischer, CMOS-basierter Informationsverarbeitung und optischer Informationsübertragung

Die Nutzung von Licht zur Datenübertragung ermöglicht hohe Datenraten. Die Datenverarbeitung erfolgt fast ausschließlich elektronisch in integrierten Bauteilen auf Silizium-Basis. Ein neues wellenleiterbasiertes elektrooptisches Bauteil kann zusammen mit elektronischen Komponenten auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat integriert werden. Es bietet eine hohe elektrische Bandbreite und kann mit kleinen Spannungen betrieben werden.