Pictures of the Future Herbst 2005
In aller Kürze
Deutscher Zukunftspreis: Siemens zweimal nominiert
Erstmals in der fast zehnjährigen Geschichte des Deutschen Zukunftspreises ist ein Unternehmen an zwei der vier Nominierungen beteiligt. Siemens ist 2005 mit der Röntgenröhre Straton vertreten, einem Schlüsselbaustein des schnellsten Computertomographen der Welt, und der Piezo-Einspritztechnik für Diesel- und Benzinmotoren. Die Gewinner des mit 250 000 € dotierten Preises gibt Bundespräsident Horst Köhler am 11. November 2005 bekannt. In der Fachwelt gilt es bereits als Auszeichnung, nominiert zu werden. Siemens-Mitarbeiter waren seit 1997 schon viermal für den Preis vorgeschlagen.
Zwei Siemens-Teams unter den Nominierten: (von links) Prof. Dr. Hans Meixner, Friedrich Böcking (Bosch) und Dr. Klaus Egger für die Piezo-Einspritztechnik sowie Dr. Peter Schardt, Dr. Karin Söldner und Prof. Dr. Wolfgang Knüpfer für die Straton-Röntgenröhre
Mit der Röntgenröhre Straton verfolgten die Entwickler von Siemens Medical Solutions ein neues Konzept bei der Bildgebung in Computertomographen (CT). Bisher besaßen Röntgenröhren einen sich drehenden Anodenteller. Nun dreht sich die gesamte Röhre schnell um ihre Achse, was eine kompakte und leichtere Bauweise ermöglicht. Zudem kühlt die Röhre viel schneller ab. Dadurch sind bei der Untersuchung keine Kühlpausen nötig, was die Verweildauer für Patienten im CT verringert. Und schließlich erlaubt die Straton eine neue Projektionstechnik, bei der die Röntgenstrahlen mehrere tausend Mal pro Sekunde unter zwei verschiedenen Winkeln auf den Detektor treffen und die Auflösung auf unter 0,4 mm steigern. Damit lassen sich feinste Blutgefäße des schlagenden Herzens in bislang unerreichter Auflösung abbilden, was die Diagnose verbessert. Straton ist im CT Somatom Sensation 64 eingesetzt. Weltweit wurden seit der Einführung im Jahr 2003 mehr als 350 Geräte installiert.
Bei der Nominierung der Direkteinspritztechnik mit Piezo-Injektoren gibt es ein weiteres Novum: Erstmals besteht das Team der Nominierten aus Vertretern zweier Unternehmen, die in unmittelbarem Wettbewerb stehen: Siemens VDO Automotive und die Robert Bosch GmbH. Die Piezo-Technik erlaubt eine gezieltere Dosierung des Kraftstoffs beim Einspritzen in den Verbrennungsraum. Das senkt den Verbrauch und die Emissionen. Forscher von Siemens Corporate Technology haben das Verfahren seit Anfang der 1980er Jahre mit Entwicklern von Siemens VDO zur Marktreife gebracht. Die Serieneinführung für Dieselmotoren fand im Jahr 2000 statt, den Serienstart für die piezobasierte Benzindirekteinspritzung plant Siemens für 2006. Seit Mitte der 1990er Jahre investierten Bosch und Siemens über 5 Mrd. € in die Entwicklung und Fertigung. Bei beiden Unternehmen arbeiten 9 400 Menschen auf dem Gebiet, weitere 8 000 Arbeitsplätze bestehen bei Zulieferern.
Zuletzt gemeldet: Prof. Dr. Hans Meixner, Friedrich Böcking (Bosch) und Dr. Klaus Egger erhielten am 11.11.2005 von Bundespräsident Horst Köhler den Deutschen Zukunftspreis 2005 für die Piezo-Einspritztechnik
Riesiges TV-Display
Neue TV-Qualität beim Fußball: Das neue Hinterleuchtungssystem mit Osram-LED
Flachdisplays für Fernsehbildschirme können jetzt in Übergröße hergestellt werden. Osram Opto Semiconductors hat ein neues Hinterleuchtungssystem entwickelt und einen zwei Meter großen Prototypen gebaut. In dem Riesendisplay stecken 1 120 Leuchtdioden (LED) des Typs Golden Dragon. Die Diagonale beträgt 82 Zoll (208 cm), etwa so groß wie eine Tür. Da das System beliebig skalierbar ist, sind damit noch weit größere Displays herstellbar. Die LED der Siemens-Tochter Osram sind der heutigen Hinterleuchtungstechnik für Flüssigkristall-Displays (LCD) schon fast ebenbürtig. Die hohe Lichtleistung wird durch eine spezielle Dünnfilmtechnik erreicht – eine Spiegelschicht, die für minimale Streuung innerhalb der LED und für maximale Leuchtkraft in die gewünschte Richtung sorgt. Die LED-Backlights gestatten aufgrund extrem schneller Schaltzeiten (unter 100 ns) Darstellungen ohne Schlieren. Verwendet wird ein monochromes, schnell schaltendes LCD. Zur Farbgebung sind nur die Pixel geöffnet, die in einer der drei Grundfarben leuchten sollen. Die LED blitzen mit einer hohen Frequenz abwechselnd rotes, blaues und grünes Licht durch die Pixel. Da das Auge so schnell nicht folgen kann, entsteht der Eindruck bewegter farbiger Bilder mit sehr hoher Brillanz. Zudem erreicht man so eine höhere Auflösung, weil nun jedes LCD-Pixel mehrfarbig ist. Auch werden keine Farbfilter mehr benötigt, was die Kosten senkt und die Lichtausbeute erhöht.
Neuer Look für Produkte
Cornflakes-Packung: Die Designstudie zeigt den Einsatz eines hauchdünnen Displays zur Anzeige von Informationen
Hersteller können ihre Produkte künftig auf der Verpackung mit bewegten Bildern und Texten ausstatten. Siemens hat dafür ein klebefähiges, papierdünnes Display entwickelt. Auf dem Display, das in verschiedenen Größen herstellbar ist, können vorbereitete Animationen ablaufen. Mit einem Druck auf berührungsempfindliche Tasten können künftige Kunden auch verschiedene Informationen abrufen. Das flexible und rund 200 µm dünne Display stellt die Farben mit einer elektrochemischen Reaktion dar: Dafür haben die Siemens-Experten so genannte elektrochrome Substanzen entwickelt, die unter elektrischer Spannung ihre Farben ändern. Diese Substanzen tragen sie in dünnen Schichten auf eine Folie auf. Über ein Gitternetz hauchfeiner Elektroden wird eine Spannung von 1,5 V angelegt. Daraufhin ändern die Moleküle ihre Lichtabsorption und erscheinen in einer anderen Farbe. Wenn bestimmte Gitterpunkte angesteuert werden, ergibt sich ein Muster aus Buchstaben oder Bildern. Den Strom liefern winzige Batterien aus organischem Material oder kleine Solarzellen. 2007 sollen erste Lebensmittel-Verpackungen mit den flexiblen Mini-Bildschirmen ein neues Gesicht bekommen. Die Anzeigen könnten aber auch auf Medikamenten-Packungen aufgeklebt werden und beispielsweise je nach Kundenwunsch Informationen in verschiedenen Sprachen anzeigen.
Starker Strom via Seekabel
Die Stromversorgung von Long Island im US-Staat New York wird sicherer. Siemens errichtet mit Pirelli Energy Cables & Systems eine Anlage zur Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) zwischen den Kraftwerken in Sayreville, New Jersey, und Long Island. Damit soll vor allem der im Sommer erhöhte Strombedarf gedeckt werden. Auf der Insel, auf der einige Stadtteile von New York City liegen, leben acht Millionen Menschen. Über See- und Landkabel von insgesamt 105 km Länge wird ab Sommer 2007 eine elektrische Leistung von bis zu 750 MW bei einer Gleichspannung von 500 kV transportiert. Die HGÜ-Technik ist eine wirtschaftlich und technisch sinnvolle Ergänzung zum konventionellen Energietransport mit Wechselstrom. Siemens ist seit Jahrzehnten einer der Pioniere dieser Technik (siehe Pictures of the Future, Herbst 2003, "Vom Exoten zum Bestseller"). Sie wird vor allem dort eingesetzt, wo große Entfernungen überwunden oder Stromnetze verbunden werden müssen, die mit unterschiedlicher Frequenz beziehungsweise Regelsystemen arbeiten. Dabei wird einem Drehstromnetz über einen Gleichrichter Energie entnommen, der Gleichstrom weitergeleitet und dann die Energie über einen Wechselrichter einem anderen Drehstromnetz wieder zur Verfügung gestellt. Zur Zuverlässigkeit der Technik tragen die von Siemens entwickelten direkt lichtgezündeten Thyristoren mit integriertem Überspannungsschutz bei, die für die Stromumwandlung zuständig sind.
Ventiltürme einer Umrichterstation: Künftig machen wassergekühlte Thyristoren auch die Stromversorgung von Long Island sicherer
Fernsehen über das Web
Fernsehen über DSL: Siemens bietet Netzbetreibern eine umfassende und benutzerfreundliche Lösung an
In Belgien und den Niederlanden ist das interaktive, digitale Fernsehen über Internet-Protokoll (IP) gestartet. Siemens liefert Belgacom und dem niederländischen Telefonunternehmen KPN Fernsehen über das weltweite Datennetz als komplette Lösung (siehe "Interaktiv fernsehen via Internet"). Die Zuschauer benötigen für den Empfang einen DSL-Anschluss, ein gängiges Fernsehgerät und als Verbindung dazwischen eine Set-Top-Box, die digitale Daten in störungsfreie TV-Signale umwandelt. Die Netzbetreiber bekommen alles aus einer Hand: von der Servertechnik über die Benutzersoftware und Datencodierung bis zu Zusatzgeräten für Satellitenempfang und der Set-top-Box. Die Menüführung und die Benutzung der Set-top-Boxen wurden dabei für die Zuschauer sehr anwenderfreundlich und einfach gestaltet. Als besonderen Anreiz bietet Belgacom exklusiv die Übertragung der belgischen und italienischen Fußball-Ligen an. Versäumt ein Fan ein Spiel, speichert ein Server die Aufzeichnung des Matches digital. Die Belgacom-Kunden können über den Fernseher zudem videotelefonieren, ihre Wunschfilme aus dem Internet herunterladen sowie im Web surfen, e-Mails schreiben und chatten.