DE102014223179A1 - Druckzustandsanzeige für einen Druckbehälter, Druckbehälter, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Anzeige eines Druckzustandes von einem Druckbehälter - Google Patents

Druckzustandsanzeige für einen Druckbehälter, Druckbehälter, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Anzeige eines Druckzustandes von einem Druckbehälter Download PDF

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Abstract

Die offenbarte Technologie betrifft eine Druckzustandsanzeige 100 für einen Druckbehälter 200, umfassend: – eine Strahlenquelle 110, die geeignet ist Strahlung zu emittieren, – einen Strahlenschutz 120, der ausgebildet ist, die Strahlenquelle 110 abzuschirmen, und – einen Aktuator 130, der geeignet ist, die Druckzustandsanzeige 100 von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand zu überführen, wenn der Druck in dem Druckbehälter 200 auf einem Wert unterhalb eines Grenzdrucks PBHGmin abfällt, wobei in dem ersten Zustand der Strahlenschutz 120 die emittierte Strahlung abschirmt, und wobei in dem zweiten Zustand zumindest ein Teil der emittierten Strahlung nicht abgeschirmt wird.

Description

  • Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Druckzustandsanzeige für einen Druckbehälter, einen Druckbehälter sowie ein Verfahren zur Anzeige eines Druckzustandes von einem Druckbehälter.
  • Druckbehälter bzw. Drucktanks sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Druckbehälter ist beispielsweise ein Hochdruckgasbehälter oder ein Kryodrucktank. Komposit-Druckbehälter werden allgemein auch Verbundwerkstoffbehälter oder Faserverbundbehälter genannt. Druckbehälter der Typen II, III und IV umfassen ganz oder teilweise faserverstärkte Materialschichten, die einen (Innen) Liner umgeben. Als faserverstärkte Kunststoffe (FVK) kommen bspw. kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) und glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) zum Einsatz. Der Liner ist bei Typ II und Typ III Behältern aus Metall (in der Regel Aluminium oder Stahl) gebildet. Druckbehälter beherbergen komprimierte Fluide, wie bspw. Druckluft, Sauerstoff, Methan, Wasserstoff, Kohlendioxid, etc. Auch Kunststoffliner (Vollcomposite-Behälter, Typ IV Behälter) sind bekannt. Hochdruckgasbehälter werden beispielsweise in Fahrzeugen eingesetzt, die mit komprimiertem Erdgas, oft als compressed natural gas (CNG) bezeichnet, oder mit Wasserstoff betrieben werden.
  • In Hochdruckgasbehälter werden komprimierten Fluide unter einem Druck von mehreren hundert Bar gespeichert. Gemäß der Verordnung (EU) Nr. 406/2010 der Kommission vom 26. April 2010 zur Durchführung der Verordnung (EG) Nr. 79/2009 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Typgenehmigung von wasserstoffbetriebenen Kraftfahrzeugen (nachstehend: EC79) muss der Berstdruck eines Typ III oder Typ IV Wasserstoff-Hochdruckbehälters über dem 2,25-fachen seines maximalen Betriebsdruckes liegen. Ein 700 bar Hochdruckgasbehälter muss daher so ausgelegt sein, dass er einem Druck von 1575 bar standhält.
  • Bei Druckbehältern besteht bei Einwirken eines thermischen Ereignisses (z. B. ein Fahrzeugbrand) auf den Druckbehälter die Gefahr des Berstens. Die Vorschriften (z. B. EC79 oder GTR (Global Technical Regulation ECE/TRANS/WP.29/2013/41)) fordern daher die Installation von mindestens einem thermischen Druckentlastungsventil (auch Thermal Pressure Release Device oder TPRD genannt) pro Druckbehälter. Die Druckentlastungsventile reduzieren bei einem thermischen Ereignis den Druck im Druckbehälter noch vor Eintreten einer thermischen Behälterwandschädigung durch Abblasen des Druckbehältergases. Ein Bersten des Druckbehälters kann so sicher verhindert werden.
  • Für Rettungskräfte, die an einem Unfallort eintreffen, ist die Kenntnis über den Druckzustand eines Druckbehälters von entscheidender Bedeutung. Brennt ein Fahrzeug und die Druckentlastung hat bereits stattgefunden, können sich die Rettungskräfte zum Bergen oder Löschen dem Fahrzeug annähern. Hat jedoch noch keine Druckentlastung über das TPRD stattgefunden, gehen die Rettungskräfte ein erhöhtes Risiko bei der Annäherung an das Fahrzeug ein. Ein Berstereignis könnte zu schweren Verletzungen führen. Aktuelle Druckbehältertechnologien stellen Rettungskräften keine gesicherten Informationen über den Druckzustand eines Druckbehälters zur Verfügung.
  • Es ist eine Aufgabe der hier offenbarten Technologie, die aus dem Stand der Technik resultierenden Nachteile zu verringern oder zu beheben. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Patentansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar. Weitere Aufgaben ergeben sich aus den Vorteilen der hier offenbarten Technologie.
  • Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Druckzustandsanzeige für einen Druckbehälter. Der Druckbehälter ist beispielsweise ein Hochdruckgasbehälter oder ein Kryodrucktank wie er im einleitenden Teil beschrieben wurde.
  • Die Druckzustandsanzeige umfasst eine Strahlenquelle, die geeignet ist, insbesondere kontinuierlich Strahlung zu emittieren. Beispielsweise kann es sich um ein kontinuierlich Strahlung freisetzendes Material handeln. Bevorzugt handelt es sich um eine autarke Strahlenquelle, die ohne eine zusätzliche Energiequelle, und ferner bevorzugt ohne weitere Bauteile, Strahlung freisetzen kann. Eine autarke Strahlenquelle hat den Vorteil, dass sie die Strahlung auch nach einer schweren Beschädigung des Kraftfahrzeuges noch emittiert. Vorteilhaft beeinflussen auch hohe Temperaturen während eines Fahrzeugbrands nicht die Strahlenquelle. Es handelt sich also bevorzugt um eine feuerfeste Strahlenquelle.
  • Die Druckzustandsanzeige umfasst ferner einen Strahlenschutz. Der Strahlenschutz ist derart ausgebildet, dass er in einem ersten Zustand der Druckzustandsanzeige die Strahlenquelle abschirmen kann. Bevorzugt gelangt dann keine oder nur vernachlässigbar wenig Strahlung in die Umgebung des Fahrzeuges. Bevorzugt ist der Strahlenschutz derart gestaltet, dass die Umgebung bzw. Umwelt keiner messbaren Strahlung ausgesetzt ist. Je nach Strahlenquelle können dabei unterschiedliche Materialien und unterschiedliche Wandstärken zur Ausbildung des Strahlenschutzes eingesetzt werden.
  • Beispielsweise kann als Strahlenquelle ein leicht radioaktiver Strahler eingesetzt werden. Der Strahlenschutz könnte dann beispielsweise Bleiplatten umfassen, die das strahlende Material im ersten Zustand umgeben.
  • Die Druckzustandsanzeige umfasst ferner einen Aktuator, der geeignet ist, die Druckzustandsanzeige von dem ersten Zustand in einen zweiten Zustand zu überführen. Insbesondere ist der Aktuator in der Lage, die Druckzustandsanzeige von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand zu überführen, wenn der Druck in dem Druckbehälter auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks PBHGmin abfällt.
  • Der Strahlenschutz ist bevorzugt derart ausgebildet, dass er in dem ersten Zustand die emittierte Strahlung abschirmt. Ferner ist die Druckzustandsanzeige derart ausgebildet, dass in einem zweiten Zustand zumindest ein Teil der emittierten Strahlung nicht abgeschirmt wird. Mit anderen Worten wird im zweiten Zustand eine im Vergleich zum abschirmenden ersten Zustand um ein Vielfaches höhere Strahlung (ggf. in einem eingeschränkten Spektrum) die Druckzustandsanzeige verlassen. Im zweiten Zustand kann also mehr Strahlung in die Umgebung gelangen als im ersten Zustand.
  • Im zweiten Zustand ist die Strahlenintensität insbesondere derart, dass die emittierte Strahlung durch eine Detektionseinrichtung detektiert werden kann. Rettungskräfte können dann bevorzugt die emittierte Strahlung im zweiten Zustand der Druckzustandsanzeige mit einer einfachen Detektionseinrichtung messen und lokalisieren. Somit ist für die Rettungskräfte leicht feststellbar, ob der Drucktank drucklos ist oder nicht. Darüber hinaus können die Rettungskräfte die Position(en) der Druckzustandsanzeige(n) lokalisieren und bei Verwendung von mehreren Drucktanks die ausgelösten Druckzustandsanzeigen mit der Anzahl der im Fahrzeug verbauten Drucktanks abgleichen. Die hier offenbarte Technologie verwendet bevorzugt eine Strahlenquelle, die sehr robust ist und unabhängig vom Zustand des Kraftfahrzeuges zuverlässig Strahlung emittiert. Den Rettungskräften wird somit sehr sicher der aktuelle Druckzustand eines Drucktankbehälters angezeigt. Das Risiko, welches die Rettungskräfte bei der Bergung eingehen, ist somit kalkulierbar. Die Druckzustandsanzeige arbeitet überdies autark und steht in jeder Unfallsituation zur Verfügung.
  • Vorteilhaft ist die Strahlungsintensität der Strahlenquelle im zweiten Zustand so bemessen, dass die Strahlung durch eine Detektionseinrichtung in einer sicheren Entfernung, beispielsweise von ca. 30 m bis ca. 2 km, ferner bevorzugt von ca. 50 m bis ca. 1 km, und besonders bevorzugt von ca. 100 m bis ca. 200 m, verlässlich detektiert werden kann. Vorteilhaft kann die Strahlung somit unabhängig vom Zustand des Fahrzeugs aus sicherer Entfernung detektiert werden.
  • Kommen die Druckbehälter in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz, so speichern die hier offenbarten Druckbehälter in der Regel oxidierenden Treibstoff. Die Drucktanks werden daher in der Praxis nie vollständig leergefahren, da ansonsten die Gefahr besteht, dass Sauerstoff in den Druckbehälter eintritt. Es könnte sich dann ein explosionsfähiges Gemisch im Tank bilden. Ein betriebsbedingt leerer Tank hat also immer noch einen nennenswerten Mindestbehälterdruck PBHmin. Derzeit sind beispielsweise Druckbehälter bekannt, die einen Service-Mindestbehälterdruck PBHmin von 3 bara aufweisen (d. h. von 2 barü zur Atmosphäre). Im betriebsbedingten Leerzustand wird derzeit in der Regel ein Mindestdruck von ca. 20 barü vorgegeben. Darüber hinaus gibt es auch Herstelleranforderungen bei Typ IV Druckbehältern dahingehend, dass eine komplette Entleerung verhindert oder zumindest weitgehend vermieden werden sollte, um die Druckbehälterstruktur nicht zu beschädigen. Ein leerer Druckbehälter sollte daher immer mit einem Inertgas unter Druck gelagert werden. Es ist also zwischen einem betriebsbedingt leeren Druckbehälter mit einem Druck gleich bzw. oberhalb des Mindestbehälterdruckes PBHmin und einem völlig druckentlasteten Druckbehälter (d. h. Druckbehälter bei Umgebungsdruck von ca. 1 bara) zu unterscheiden.
  • Sind mehrere Drucktanks in einem Fahrzeug verbaut, so addiert sich vorteilhaft die Strahlungsintensität der einzelnen Strahlenquellen der jeweiligen Druckzustandsanzeigen und die Rettungskräfte können anhand der Intensität erkennen, ob alle Drucktanks bereits drucklos sind. Bei einem festen Strahler (im Vergleich zu einem flüssigen Strahler) kann das Strahlungsmaximum eindeutig bestimmt werden. D. h. der feste Strahler kann eindeutig im Raum lokalisiert werden. Sind mehrere Drucktanks in einem Fahrzeug verbaut kann auf diese Weise die Anzahl der ausgelösten Druckzustandsanzeigen bestimmt werden und mit der Anzahl der im Fahrzeug verbauten Drucktanks verglichen werden.
  • Die hier offenbarte Technologie umfasst ferner ein Verfahren zur Anzeige eines Druckzustandes von einem Druckbehälter, umfassend die Schritte:
    • – Bereitstellen der hier gezeigten Druckzustandsanzeige, und
    • – Überführen der Druckzustandsanzeige von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand, wenn der Druck in dem Druckbehälter auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks PBHGmin abfällt, so dass im zweiten Zustand zumindest ein Teil der emittierten Strahlung nicht abgeschirmt wird.
  • Die hier offenbarte Technologie stellt Rettungskräften eine einfache und zuverlässige Funktion zur Verfügung, welche sicher den Entlastungszustand eines Drucktanks anzeigt.
  • Der Aktuator ermöglicht bevorzugt eine Relativbewegung zwischen der Strahlenquelle und dem Strahlenschutz und/oder zwischen Teilen des Strahlenschutzes. Die Druckzustandsanzeige kann bevorzugt durch die Relativbewegung von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand überführt werden.
  • Die Relativbewegung kann dabei eine translatorische Bewegung sein, beispielsweise eine Verschiebung von Strahlenquelle und Strahlenschutz oder eine Verschiebung eines Deckels einer Strahlenschutzbox. Alternativ oder zusätzlich kann die Relativbewegung eine rotatorische Bewegung sein, beispielsweise eine Verdrehung von mindestens zwei Hälften eines kreisrunden Strahlenschutzes.
  • Im ersten Zustand kann die Strahlenquelle vom Strahlenschutz umschlossen sein. Im zweiten Zustand kann zumindest ein Teil der Strahlenquelle freiliegen. Freiliegen bedeuten in diesem Zusammenhang, dass zumindest ein Teil der Strahlenquelle nicht von abschirmendem Material bedeckt ist. Es können jedoch selbstverständlich nicht abschirmende Materialien den freiliegenden Teil vor Witterungseinflüsse, etc. schützen.
  • Bevorzugt ist der Aktuator ein rein mechanisch operierender Aktuator, der bevorzugt mindestens ein Federmittel und mindestens ein pneumatisches Mittel aufweist, um die Relativbewegung zu erzeugen. Mit anderen Worten umfasst der Aktuator keine elektrischen oder elektronischen Bauteile.
  • Der Aktuator kann eine Feder und einen Kolben umfassen. Der Kolben kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass er die Relativbewegung erzeugt, wenn der Druck in dem Druckbehälter auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks PBHGmin abfällt.
  • Beispielsweise kann der Kolben in einem Zylinder angeordnet sein. In dem Zylinder kann der Kolben beispielsweise sich von einer ersten Position in eine zweite Position bewegen. Wenn der Kolben sich beispielsweise in der ersten Position verweilt, kann sich die Druckzustandsanzeige im ersten Zustand befinden. In der zweiten Kolbenposition kann die Druckzustandsanzeige beispielsweise den zweiten Zustand annehmen.
  • Auf den Kolben kann eine pneumatische Druckkraft FG einwirken, die indikativ für den Druck in dem Druckbehälter sein kann. Beispielsweise kann die Druckkraft proportional zum Druck in dem Druckbehälter sein. Insbesondere kann die Druckzustandsanzeige, insbesondere die Feder und der Kolben, derart ausgestaltet sein, dass die Federkraft, bevorzugt zusammen mit einer weiter unten erläuterten Umgebungsdruckkraft, größer ist als die pneumatische Druckkraft FG, wenn der Druck in dem Druckbehälter auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks PBHGmin abfällt. Die Federkraft, gegebenenfalls die unten angeführte Umgebungsdruckkraft, und die Druckkraft FG wirken auf den Kolben. Jedoch wirken die Kräfte in entgegengesetzter Richtung. Ist die pneumatische Druckkraft größer als die Federkraft plus pneumatische Druckkraft der Umgebung, stellt sich der erste Zustand ein.
  • Der Kolben kann auch durch eine Kapsel in der ersten Position bzw. im ersten Zustand gehalten sein. Insbesondere kann die Kapsel derart im Zylinder positioniert und derart ausgestaltet sein, dass sie den Kolben im ersten Zustand hält, solange der Druck in dem Druckbehälter nicht auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks abfällt.
  • Wird als Strahlenquelle ein, insbesondere leicht, radioaktiver Strahler (bevorzugt Beta- oder Gammastrahler) eingesetzt, so lässt sich die im zweiten Zustand emittierte Strahlung anhand des Spektrums, besonders des Gammaspektrums oder der Strahlungsdosis mit herkömmlichen Detektionseinrichtungen (z. B. eine Ionisationskammer, Proportionalzählrohr, oder Geiger-Müller-Zählrohr) detektieren. Solche Detektionseinrichtungen sind vergleichsweise preiswert und gehören bereits heute zur Ausrüstung vieler Rettungskräfte. Ein radioaktiver Strahler mit einer hohen Halbwertszeit liefert eine unbegrenzte Energiequelle. D. h. die Detektionsfunktion steht zeitunabhängig zur Verfügung. Bevorzugt wäre ein Betastrahler, besonders bevorzugt ein Gammastrahler. Ein Gammastrahler ist sehr energiereich. Fahrzeugteile schirmen diesen Strahler daher nicht einfach ab.
  • Beispielsweise kann der Strahler das Nuklid Cobalt 60 umfassen. Dabei können auch bevorzugt einzelne Nuklide direkt an ihrem Energiespektrum erkannt werden. Die Nuklide haben sozusagen einen „Fingerabdruck”. Die Identifizierung wäre anhand des Gammastrahlenspektrums absolut eindeutig möglich. Bevorzugt kann anhand der Codierung also noch eine weitere Information, beispielsweise über das Fahrzeug bzw. den Tank, übermittelt werden. Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner einen Druckbehälter mit der hier gezeigten Druckzustandsanzeige. Die hier gezeigte Druckzustandsanzeige ist bevorzugt pneumatisch mit dem Innenraum des Druckbehälters verbunden bzw. verbindbar. Ferner kann die hier gezeigte Druckzustandsanzeige im Druckbehälter angeordnet sein.
  • Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem hier offenbarten Druckbehälter.
  • Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Druckzustandsanzeige 100 im ersten Zustand,
  • 2 eine Druckzustandsanzeige 100 im zweiten Zustand, und
  • 3 eine Druckzustandsanzeige 100 im ersten Zustand.
  • Die in 1 gezeigte Druckzustandsanzeige 100 umfasst eine Strahlenquelle 110, die hier in einem Strahlenschutz 120 aufgenommen ist. Der Strahlenschutz 120 umfasst hier Bleiplatten 120, die die von der Strahlenquelle 110 fortwährend emittierte Strahlung absorbieren. Aufgrund dieser Abschirmung dringt keine Strahlung aus dem Strahlenschutz 120 heraus. Die Strahlenquelle 110 ist an einer Kolbenstange des Kolbens 132 befestigt. Der Kolben 132 ist in einem Kolbenschacht 131 des Gehäuses 138 geführt. Das Gehäuse 138 umfasst ferner einen Fluidkanal 135, der den Kolben 132 zumindest indirekt mit dem Inneren des Druckbehälters verbindet. Beispielsweise kann die Druckzustandsanzeige 100 über ein On-Tank-Valve mit dem Druckbehälter 200 verbunden sein (in den 1 und 2 ist schematisch lediglich ein Druckbehälter 200 mit gestrichelter Linie gezeigt). Eine Seite des Kolbens 132 wird durch die Feder 134 mit einer Federkraft beaufschlagt. Auf die gegenüberliegende Seite des Kolbens wirkt die pneumatische Druckkraft FG ein. Die pneumatische Druckkraft FG wird hier durch den Tankinnendruck des Druckbehälters 200 unmittelbar beeinflusst. Die beiden Kräfte wirken in entgegengesetzte Richtungen. Überdies greift an der Stirnfläche der Kolbenstange noch eine Umgebungsdruckkraft an, die in die gleiche Richtung wie die Federkraft wirkt. Solange der Druck in dem Druckbehälter 200 nicht auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks PBHGmin abfällt ist die aus der Federkraft und der Umgebungsdruckkraft resultierende Kraft kleiner als die pneumatische Druckkraft FG. Folglich verweilt der Kolben 132 in seiner Endlage (erste Position) und die Strahlenquelle 110 verweilt im Strahlenschutz 120. Es kann also keine Strahlung in die Umgebung gelangen.
  • Im Kolbenschacht 131 kann eine Dichtung 137 angeordnet sein, die die Kolbenstange gegenüber der Umgebung abdichtet. Der Kolbenschacht 131 kann in einen Druckausgleichsspalt 139 münden. Bevorzugt ist im Fluidkanal 135 ein Druckminderer 133, beispielsweise eine Drossel 133, angeordnet. Zur Bewegung des Kolbens 132 ist bevorzugt kein großer Massenstrom erforderlich. Um eine Leckage bei Versagen der Dichtung 137 auf ein unkritisches Minimum zu reduzieren, befindet sich auf der Hochdruckseite zwischen Druckbehälter 200 und Kolben 132 die Drossel 133. Alternativ kann auch eine gasdurchlässige Membran 133 vorgesehen sein. Der Massenstrom durch die Drossel/Membran 133 kann dabei so eingestellt sein, dass dieser selbst ohne Dichtung die gesetzlichen Anforderungen (z. B. nach EC79 oder GTR) von derzeit 10 Ncm3 Wasserstoff pro Stunde erfüllt.
  • In 2 ist die Druckzustandsanzeige 100 im zweiten Zustand (zweite Position) gezeigt. Wenn der Druckbehälterinnendruck auf Umgebungsdruck sinkt, z. B. durch eine Druckentlastung über das TPRD, liegt ein Druckwert unterhalb des Grenzdrucks PBHGmin vor. Gleichsam sinkt dann auch die pneumatische Druckkraft FG auf einen geringen Wert. Die pneumatische Druckkraft FG ist dann geringer als die aus der Federkraft und der Umgebungsdruckkraft resultierende Kraft. Folglich drückt die Feder 134 den Kolben 132 aus seiner Endlage bzw. der ersten Position (vgl. 1) heraus. Gleichzeitig wird die an der Kolbenstange angebrachte Strahlenquelle 110 aus dem Strahlenschutz heraus befördert. Die Druckzustandsanzeige 100 gelangt in den zweiten Zustand. In diesem zweiten Zustand der Druckzustandsanzeige 100 tritt die von der Strahlenquelle 110 emittierte Strahlung hier nahezu ungehindert aus. Offensichtlich wird hier zumindest ein Teil der emittierten Strahlung in diesem zweiten Zustand nicht abgeschirmt. Mit geeigneten Messgeräten kann diese Strahlung zuverlässig aus sicherer Entfernung vom Rettungspersonal erfasst werden.
  • 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Druckzustandsanzeige 100. Die Auslösung erfolgt hier durch die Zerstörung einer Kapsel 140, beispielsweise einer Glaskapsel 140. Die Druckzustandsanzeige 100 ist hier im Inneren des Druckbehälters 200 angeordnet. Die Glaskapsel 140 verhindert das Auslösen indem sie die Reaktionskraft gegen die Feder 134 (im zusammengedrückten Zustand) stellt. In der Glaskapsel 140 ist ein Gas G eingeschlossen. Der Kapselinnendruck PIK liegt also über dem Umgebungsdruck, jedoch unter dem Leerdruck bzw. Mindestbehälterdruck PBHmin des Drucktanks.
  • Fällt der Innendruck im Druckbehälter 200 auf Umgebungsdruck ab, z. B. auf ca. 1 bar durch Druckentlastung über das TPRD, dann zerstört das in der Glaskapsel 140 eingeschlossene Gas G durch seinen vergleichsweise hohen Kapselinnendruck PIK die Glaskapsel 140. Die Glassplitter können dabei in den mindestens einen Hohlraum 136 entweichen. Durch die Zerstörung der Glaskapsel 140 entfällt die Reaktionskraft der Feder 134, welche den Kolben 132 im ersten Zustand bzw. ersten Position hält. Die Feder 134 drückt nun den Kolben 132 in den zweiten Zustand. Die Strahlenquelle 110 verlässt den Strahlenschutz 120 und die Strahlung kann von außen detektiert werden. Vorteilhaft wird hier keine Verbindung zur Umgebung benötigt. Die Dichtung 137 im Kolbenschacht 131 bzw. zwischen Hochdruckseite und Umgebung kann entfallen. Es existiert kein Leckagerisiko. Bevorzugt ist die Druckzustandsanzeige 100 auf der Innenseite des On-Tank-Valves derart angebracht, dass sie in das Innere des Druckbehälters hinein ragt.
  • Die hier offenbarte Druckzustandsanzeige zeichnet sich durch einen einfachen Mechanismus aus, welcher ein Feder/Kolbensystem umfasst. Das System arbeitet in jeder Unfallsituationen (d. h. auch bei einem Fahrzeugbrand, starker Verformung der Karosserie, etc.) zuverlässig.
  • Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der hier offenbarten Technologie sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen. Beispielsweise kann anstatt einer translatorischen Hubkolbenbewegung eine rotatorische Bewegung durch Federkraft und pneumatische Druckkraft initialisiert werden. Ferner kann sich beispielsweise der Strahlenschutz 120 bzw. Teile des Strahlenschutzes 120 relativ zur Strahlenquelle 110 bewegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Global Technical Regulation ECE/TRANS/WP.29/2013/41 [0004]

Claims (10)

  1. Druckzustandsanzeige (100) für einen Druckbehälter (200), umfassend: – eine Strahlenquelle (110), die geeignet, ist Strahlung zu emittieren, – einen Strahlenschutz (120), der ausgebildet ist, die Strahlenquelle (110) abzuschirmen, und – einen Aktuator (130), der geeignet ist, die Druckzustandsanzeige (100) von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand zu überführen, wenn der Druck in dem Druckbehälter (200) auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks (PBHGmin) abfällt, wobei in dem ersten Zustand der Strahlenschutz (120) die emittierte Strahlung abschirmt, und wobei in dem zweiten Zustand zumindest ein Teil der emittierten Strahlung nicht abgeschirmt wird.
  2. Druckzustandsanzeige nach Anspruch 1, wobei der Aktuator (130) eine Relativbewegung ermöglicht – zwischen der Strahlenquelle (110) und dem Strahlenschutz (120), und/oder – zwischen Teilen des Strahlenschutzes (120), wobei die Druckzustandsanzeige (100) durch die Relativbewegung von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand überführt wird.
  3. Druckzustandsanzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei im ersten Zustand die Strahlenquelle (110) vom Strahlenschutz (120) umschlossen ist, und wobei im zweiten Zustand zumindest ein Teil der Strahlenquelle (110) freiliegt.
  4. Druckzustandsanzeige nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Aktuator (130) ein rein mechanisch operierender Aktuator (130) ist.
  5. Druckzustandsanzeige nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 4, wobei der Aktuator (130) eine Feder (134) und einen Kolben (132) umfasst, und wobei der Kolben (132) die Relativbewegung erzeugt, wenn der Druck in dem Druckbehälter (200) auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks (PBHGmin) abfällt.
  6. Druckzustandsanzeige nach Anspruch 5, wobei auf den Kolben (132) eine pneumatische Druckkraft (FG) einwirkt, die indikativ für den Druck in dem Druckbehälter (200) ist, oder wobei der Kolben durch eine Kapsel (140) im ersten Zustand gehalten wird solange der Druck in dem Druckbehälter (200) nicht auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks (PBHGmin) abfällt.
  7. Druckzustandsanzeige nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Strahlenquelle ein radioaktiver Strahler ist.
  8. Druckbehälter (200) mit einer Druckzustandsanzeige (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Druckzustandsanzeige (100) pneumatisch mit dem Innenraum des Druckbehälters (200) verbunden ist oder im Druckbehälter (200) angeordnet ist.
  9. Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einem Druckbehälter (200) nach Anspruch 8.
  10. Verfahren zur Anzeige eines Druckzustandes von einem Druckbehälter (200), umfassend die Schritte: – Bereitstellen einer Druckzustandsanzeige (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, und – Überführen der Druckzustandsanzeige (100) von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand, wenn der Druck in dem Druckbehälter (200) auf einen Wert unterhalb eines Grenzdrucks (PBHGmin) abfällt, so dass im zweiten Zustand zumindest ein Teil der emittierten Strahlung nicht abgeschirmt wird.
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EP0274242A1 (de) * 1986-12-15 1988-07-13 AMERSHAM INTERNATIONAL plc Bewegungs- oder Stellungsaufnehmer
DE4321709A1 (de) * 1992-07-11 1994-01-13 Volkswagen Ag Prüfvorrichtung für definierte Flüssigkeitsmengen abgebende Einrichtungen, insbesondere Kraftstoff-Einspritzventile

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Non-Patent Citations (2)

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Title
Global Technical Regulation ECE/TRANS/WP.29/2013/41
Schnellkochtopf; in: Wikipedia-Die freie Enzyklopädie; Bearbeitungsstand: 3. Nov. 2014, 08:26 Uhr; URL http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Schnellkochtopf&oldid=135470611 *

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