DI Lara Bettinelli, TU Wien
Einfluss des Triebwagens auf die dynamische Tragwerksantwort von einfeldrigen Eisenbahnbrücken bei Hochgeschwindigkeitsverkehr

Die Arbeit ist im Bereich der Brückendynamik angesiedelt und konzentriert sich auf die bislang nur gering beachtete Thematik der Triebwagen. In diesem Rahmen konnten mit Hilfe einer umfangreichen qualitativ und quantitativ ausgewerteten numerischen Parameterstudie sowohl grundlegende mechanische Zusammenhänge erkannt und analysiert, als auch das Potenzial verschiedener Ansatzpunkte für zukünftige Forschungsarbeiten identifiziert werden. Die Erkenntnisse der Arbeit können Anwendung in thematisch verwandten Forschungsprojekten aber auch in der Planung und Optimierung des Zugbetriebs für Bestandsbrücken im Hochgeschwindigkeitsnetz finden.

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DI Dr. Lisa Mitterhuber, Montanuniversität Leoben
Scale-bridging methodology for thermal transport characterization of microelectronic devices

Unsere Welt wird immer mehr digitalisiert. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Auto. War vor 25 Jahren der Motor das Entscheidende, sind es heute viele Kleinigkeiten, wie Rückfahrkamera, Park-Sensoren oder intelligente Lichtsysteme, die ein Auto interessant machen. Dieser Trend geht nun natürlich weiter in Richtung intelligente selbstfahrende Autos. Die Automobilbranche ist natürlich nur ein Beispiel, es betrifft alle Bereiche des Lebens, angefangen beim intelligenten Zuhause bis hin zur Automatisierung der Industrie. Die Problematik heutzutage ist, dass die verbauten mikroelektronischen Bauteile immer kleiner und leistungsfähiger werden. Das wiederum bedeutet, dass die Leistungsdichte und damit einhergehend die Temperatur dieser Bauteile immer größer wird. Jedoch nimmt die Lebensdauer der Bauteile exponentiell mit der Temperatur ab. Damit diese verlässlicher (langlebiger) und effizienter, ist deren Wärmemanagement von entscheidender Bedeutung. Die Dissertation befasst sich genau mit dieser Thematik. Im Rahmen der Arbeit wurden thermische Analysen des gesamten mikroelektronischen Bauteils und deren nanometerdünnen Schichten durchgeführt und eine neuartige Wärmepfadanalyse entwickelt, die den thermischen Transport der Längenskalen, angefangen mit den Nanometer-dünnen Schichten im Chip bis hin zum gesamten Package inklusive Kühlkörper, miteinander verknüpft. Diese entwickelte Methode verbessert das Verständnis des Wärmetransports mikroelektronischer Bauteile und ermöglicht maßgeschneiderte Kühlkonzepte zu erarbeiten. Somit können nicht nur effizientere sondern auch zuverlässigere und langlebigere mikroelektronische Bauteile entwickelt werden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse haben bereits Impulse für zukünftige Forschungsaktivitäten gesetzt.

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Jakob Buchsteiner, Thomas Eibl, Sebastian Neuhofer, Moritz Taferner, HTBLuVA Salzburg
Entwicklung eines mobilen, gestengesteuerten Robotergreifsystems mit haptischem Feedback

Ziel des Projektes war, ein funktionsfähiges mobiles Robotersystem mit Greifer zu entwickeln. Das System kann mithilfe eines Fernsteuergeräts in Form eines Handschuhs durch Gesten gesteuert werden, um eine intuitive Fernsteuerung zu ermöglichen. Dazu wurde für den Roboter ein Antriebssystem und ein Akkusystem sowie ein Fernsteuergerät inklusive Sensorik zur Aufnahme der Bewegungsdaten entwickelt. Um eine möglichst benutzerfreundliche Steuerung zur ermöglichen, werden die tatsächlichen Bewegungen der Hand in Echtzeit vom Roboterarm imitiert – heißt, dass zum Beispiel eine Bewegung der Hand nach oben oder nach vorne auch genauso vom Roboter ausgeführt wird. Am vorderen Ende des Roboterarms ist ein Greifer in Form einer menschlichen Hand (bionischer Greifer) befestigt, dessen fünf Finger unabhängig voneinander über Bewegungen der eigenen Finger gesteuert werden können. Weiters wird dem Benutzer ein haptisches Feedback gegeben, sobald der Greifer ein Objekt umschließt, wodurch ihm vermittelt wird, dass er seine Hand nicht mehr weiter schließen muss bzw. soll.

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Vinzenz Geiger, Kilian Gross, Jakob Merz, HTL Bregenz
Automatisierung und Sicherheitskonzept für Rundholz Kappanlage

In einem Frastanzer Sägewerk werden die angelieferten Baumstämme auf dem Firmengelände zunächst eingelagert. Bei der Anlieferung beträgt die Länge der Baumstämme zwischen 4 m und 11 m, der Durchmesser beträgt maximal 1 m. Werden die eingelagerten Baumstämme weiterverarbeitet, müssen diese im ersten Arbeitsschritt auf die gewünschte Länge gebracht werden. Derzeit erfolgt das Ablängen händisch, mittels Motorsäge. Da das Abkappen von Hand sehr zeitaufwändig ist wurde eine sogenannte Rundholzkappanlage, mit welcher die Baumstämme auf die eingestellte Länge abkappt werden können, entwickelt. Die Schnittlänge kann stufenlos im Bereich zwischen 2,5 m und 6 m eingestellt werden. Durch den Einsatz einer Rundholzkappanlage wird der Zeitaufwand pro Baumstamm verringert und im selben Zug die Arbeitssicherheit erhöht. Das Diplomarbeitsteam hat eine solche Rundholzkappanlage konstruiert und in weiterer Folge automatisiert.

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Wiener Linien GmbH & Co KG
Brake Energy

U-Bahnen können beim Bremsen die Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandeln und ins Gleichstromnetz speisen. Befindet sich kein anfahrendes Fahrzeug im Umfeld des bremsenden Fahrzeugs, wird diese Energie in den Bremswiderständen am bremsenden Zug in Wärme umgesetzt und bleibt in Folge ungenutzt. Ziel des Projektes ist es, die überschüssige Bremsenergie in das Wechselstromnetz einzuspeisen und zum Beispiel für die Energieversorgung in der Station zu nutzen. Der verringerte Einsatz der Bremswiderstände am Zug, als Folge der Einspeisung, hat positive Auswirkung auf die Lebensdauer der Fahrzeugtechnik und die freigesetzte Wärme der Bremswiderstände wird verringert. Mit der U1-Verlängerung nach Leopoldau wurde die Errichtung eines speziellen Netzes zur Licht-Kraft Versorgung der Wiener Linien beschlossen, welches den Großteil der Stationen versorgt. Dieses Netz gilt als stabiles und aufnahmefähiges Netz und gewährleistet, dass die gewonnene Energie durch die Wiener Linien genutzt werden kann. Die Installation der Pilotanlage im Unterwerk Hardeggasse erfolgte im September 2016. Es wurden umfangreiche Tests durchgeführt, um die Kompatibilität mit dem Energieversorgungssystem und der Zugsicherungstechnik sicherzustellen. Seit Februar 2017 ist die Anlage regulär im Betrieb. Die Wiener Linien bereiten gerade den Ausbau dieser Technologie vor, womit im Endausbau sechs Anlagen im Bestandsnetz und eine Anlage im Zuge des U2/U5 Ausbaus errichtet werden sollen. Das Projekt reduziert den Energieverbrauch des U-Bahnbetriebs und leistet damit einen positiven Beitrag zur Klimaneutralität der öffentlichen Verkehrsmittel in Wien. Die Berechnungen zeigen: Die beiden derzeit bestehenden Anlagen können im Jahr rund 3 Gigawattstunden Strom „Erbremsen“. Das entspricht dem Stromverbrauch von durchschnittlich 720 Haushalten und spart rund 400 Tonnen CO2. Eine Verbesserung der Energienutzung trägt nicht nur zur Energieeinsparung, CO2 Einsparung und Kosteneinsparung bei, sondern ist auch eine Vorrausetzung für nachhaltig leistbaren öffentlichen Verkehr.

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Name und Kontaktdaten des Verantwortlichen:

TÜV Österreich
Deutschstraße 10
1230 Wien
info@tuv.at

Verarbeitungszweck und Rechtsgrundlage:

Die Verarbeitung der personenbezogenen Daten erfolgt auf der Grundlage eines berechtigten Interesses, damit wir Sie im Rahmen des Wettbewerbs als Ansprechpartner kontaktieren und zur Verleihung des Preises einladen können.

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Ihre Daten werden 15 Jahre nachdem der Wettbewerb mit der Verleihung des TÜV AUSTRIA Wissenschaftspreises beendet wurde, gelöscht.

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