DE102018128364A1 - System und Verfahren zur Identifikation eines Druckbehälters sowie Druckbehälter - Google Patents

System und Verfahren zur Identifikation eines Druckbehälters sowie Druckbehälter Download PDF

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Abstract

Die offenbarte Technologie betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Identifikation eines Druckbehälters. Das Verfahren umfasst die Schritte, i) Erfassen von ersten Signalen, die repräsentativ sind für Merkmale einer Außenschicht eines Druckbehälters zu einem ersten Zeitpunkt; ii) Erfassen von zweiten Signalen, die repräsentativ sind für die Merkmale der Außenschicht des Druckbehälters zu einem zweiten Zeitpunkt, der dem ersten Zeitpunkt nachgelagert ist; und eindeutiges Identifizieren des Druckbehälters anhand der erfassten Merkmale.

Description

  • Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Verfahren zur Identifikation eines Druckbehälters. Gleichsam betrifft die hier offenbarte Technologie ein System zur Identifikation eines Druckbehälters. Ferner betrifft die hier offenbarte Technologie einen Druckbehälter mit einem in einer faserverstärkten Schicht des Druckbehälters eingebrachten Binärcode.
  • Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Druckbehältermarkierungen auf der Außenoberfläche aufzukleben. Solche Markierungen können beschädigt werden. Der Druckbehälter ist dann nicht mehr eindeutig identifizierbar und kann nicht mehr rückverfolgt werden. Zudem ist diese Art der Kennzeichnung nicht fälschungssicher.
  • Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, möglichst einfach und dauerhaft fehlerfrei und/oder fälschungssicher einen Druckbehälter eindeutig zu identifizieren. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
  • Die hier offenbarte Technologie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Identifikation eines Druckbehälters, umfassend die Schritte,
    • - Erfassen von ersten Signalen, die repräsentativ sind für Merkmale einer Außenschicht eines Druckbehälters zu einem ersten Zeitpunkt;
    • - Speichern der ersten Signale;
    • - Erfassen von zweiten Signalen, die repräsentativ sind für die Merkmale der Außenschicht des Druckbehälters zu einem zweiten Zeitpunkt, der dem ersten Zeitpunkt nachgelagert ist;
    • - Vergleichen der ersten und zweiten Signale; und
    • - eindeutiges Identifizieren des Druckbehälters anhand der erfassten Merkmale.
  • Der hier offenbarte Druckbehälter dient zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Brennstoff. Der Druckbehälter kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtem (LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Ein solcher Druckbehälter kann beispielsweise ein composite overwrapped pressure vessel (=COPV) sein, insbesondere ein kryogener Druckbehälter oder ein Hochdruckgasbehälter. Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, bei Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen Betriebsdruck (auch nominal working pressure oder NWP genannt) von ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von ca. 700 barü oder mehr zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist geeignet, den Brennstoff bei den vorgenannten Betriebsdrücken auch bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeuges liegen.
  • Die Außenschicht des Druckbehälters ist insbesondere eine Schicht, die von außen mittels einer geeigneten Erfassungsvorrichtung erfassbar ist. Die Außenschicht kann insbesondere die äußere Oberflächenstruktur und/oder die unter der Oberfläche angeordneten Schichten umfassen. Die Außenschicht kann insbesondere die hier offenbarte faserverstärkte Schicht umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Außenschicht eine Lackschicht umfassen. Die Lackierung bzw. Lackschicht kann beispielsweise als Schutz vor mechanischen Einflüssen dienen. Ferne kann eine solche Lackschicht eine Brandschutzschicht sein.
  • Das Erfassen von den ersten und/oder den zweiten Signalen kann durch jedes geeignete Erfassungsverfahren bzw. durch jede geeignete Erfassungsvorrichtung erfolgen. Solche Erfassungsverfahren und Erfassungsvorrichtungen sind dem Fachmann beispielsweise aus der Strukturanalyse von faserverstärkten Schichten bereits bekannt. Eine geeignete Erfassungsvorrichtung ist beispielsweise eine optische Erfassungseinrichtung zur Fassung der Oberflächenstruktur.
  • Die Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise ein optisches System umfassen, dass ultraviolettes Licht verwendet. Dank ultraviolettem Licht kann eine deutliche höhere Auflösung erzielt werden als dies mit konventionellen weißen Lichtquellen möglich ist. Ein weiterer Vorteil der kurzen Wellenlänge des ultravioletten Lichts ist, dass auch besonders anspruchsvolle Außenschichten, z.B. mit glänzenden, konkaven oder stark geneigten Oberflächen hiermit erfasst werden können.
  • Die Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise ein optisches System umfassen, dass eingerichtet ist, eine dreidimensionale Aufnahme der Außenoberfläche des Druckbehälters zu erstellen, wobei zweckmäßig die Auflösung der Aufnahme vom aufzunehmenden Bereich des Druckbehälters so gewählt ist, dass zur Identifikation herangezogene Merkmale wie beispielsweise die Lage und/oder Orientierung der einzelnen Verstärkungsfasern der faserverstärkten Schicht mit ausreichender Sicherheit erkennbar sind.
  • Gemäß der hier offenbarten Technologie sind die zur Identifikation erfassten ersten und zweiten Signale repräsentativ für dieselben Merkmale derselben Außenschicht. Zweckmäßig wird also zu beiden Zeitpunkten derselben Bereich vom Druckbehälter erfasst.
  • Die Identifikation eines Druckbehälters umfasst im Zusammenhang mit der hier offenbarten Technologie die eindeutige Identifikation genau desjenigen Druckbehälters, der die erfassten Merkmale aufweist. Insbesondere soll die eindeutige Identifikation eine eindeutige Rückverfolgbarkeit des hier offenbarten Druckbehälters gewährleisten. Somit ist also jeder der gemäß diesem Verfahren erfassten Druckbehälter aus der Menge aller Druckbehälter eindeutig identifizierbar.
  • Besonders bevorzugt ist der erste Zeitpunkt ein Zeitpunkt vor der Inbetriebnahme des Druckbehälters. Gemäß der hier offenbarten Technologie gilt der Druckbehälter spätestens dann als in Betrieb genommen, falls der Druckbehälter im Kraftfahrzeug verbaut ist und zur Speicherung von Brennstoff zyklischen Druckbelastungen ausgesetzt ist.
  • Der erste Zeitpunkt kann zweckmäßig ein Zeitpunkt während der Herstellung des Druckbehälters sein, beispielsweise nach dem Aufbringen der faserverstärkten Schicht. Besonders bevorzugt können die ersten Signale erfasst werden nach der während der Herstellung durchgeführten Qualitätskontrolle (z.B. Drucktests).
  • Der zweite Zeitpunkt ist ein Zeitpunkt, der dem ersten Zeitpunkt nachgelagert ist. Zweckmäßig kann der zweite Zeitpunkt ein Zeitpunkt sein, der nach der Inbetriebnahme des Druckbehälters bzw. des Kraftfahrzeugs liegt. Insbesondere können die zweiten Signale während etwaiger Wartungsarbeiten und/oder während einer technischen Überwachung eines Kraftfahrzeugs durch entsprechende Behörden (z.B. technischer Überwachung sein) erfasst werden.
  • Das hier offenbarte Verfahren umfasst den Schritt, wonach die ersten und zweiten Signale verglichen werden. Hierzu kann jeder geeignete Vergleich vorgesehen sein. Insbesondere können für den Vergleich Verfahrensschritte genutzt werden, wie sie beispielsweise bei der Identifikation von Menschen anhand von biometrischen Informationen (z.B. Fingerabdrucksensor, Gesichtserkennung, etc.) genutzt werden. Mithin kann also unter Berücksichtigung einer zulässigen Fehlertoleranz überprüft werden, inwiefern die ersten und zweiten Signale übereinstimmen.
  • Gemäß der hier offenbarten Lehre sind zweckmäßig die Anzahl an erfassten Merkmalen und die Größe der erfassten Außenschicht so gewählt, dass anhand der erfassten Merkmale der Druckbehälter eindeutig identifizierbar ist. Zum Beispiel können hierzu mehr als 10, mehr als 50, mehr als 100, mehr als 150, oder mehr als 500 verschiedene Merkmale der Außenschicht erfasst werden. Bevorzugt werden zwischen 100 und 1000 Merkmale erfasst.
  • Beispielsweise können die Lage und Orientierung von einzelnen Verstärkungsfasern als Merkmale dienen. Die Lage und Orientierung wird u.a. beeinflusst
    1. i) einerseits durch die vorgegebenen Soll-Werte der Faserablage (z.B. Wickel- bzw. Flechtmuster, Faserwinkel, Fasergehalt, Lage von Faserkreuzungen, etc.), und
    2. ii) andererseits durch die im Rahmen von üblichen Toleranzen auftretenden, herstellungsbedingten Abweichungen von den Soll-Werten, so dass eine druckbehälterindividuelle Anordnung der Verstärkungsfasern entsteht. Analog zu Minutien eines Fingerabdrucks kann diese Anordnung der Verstärkungsfasern - gegebenenfalls unter zusätzlicher Berücksichtigung der Beschaffenheit der Verstärkungsfasern - zur Identifikation des Druckbehälters genutzt werden.
  • Besonders bevorzugt können zur Identifikation funktional im Wesentlichen unabhängige Merkmalskategorien (z.B. erste Kategorie: Anordnung der Verstärkungsfasern, zweite Kategorie: Lufteinschlüsse, und dritte Kategorie: Risse) herangezogen werden. Im Vergleich zur Erfassung der Merkmale anhand einer einzelnen Kategorie (z.B. Identifikation nur anhand von Merkmalen, die die tatsächliche Anordnung der Verstärkungsfasern charakterisieren) kann durch Verwendung von Merkmalen unterschiedlicher Merkmalskategorien die Gesamtzahl an Merkmalen verringert werden. Dies kann bzgl. der Erfassung, Speicherung und/oder Auswertung der Daten vorteilhaft sein.
  • In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass beim Erfassen der Merkmale zum ersten und zweiten Zeitpunkt der Druckbehälterinnendruck berücksichtigt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Druckbehälterinnendruck zum zweiten Zeitpunkt weniger als um den Faktor 10 oder weniger als um den Faktor 5 oder weniger als um den Faktor 2 höher ist als der Druckbehälterinnendruck zum ersten Zeitpunkt. Bevorzugt entspricht der Druckbehälterinnendruck zum ersten Zeitpunkt dem Druckbehälterinnendruck zum zweiten Zeitpunkt. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass (insbesondere bei der Verarbeitung der ersten und/oder zweiten Signale) aus einer Druckbehälterinnendruckänderung resultierende Einflüsse, wie beispielsweise linerare bzw. nicht linerare Verzerrungen aufgrund unterschiedlicher Drücke im Behälter, kompensiert werden. Diesen Verzerrungen kann beispielsweise entgegengewirkt werden, indem die Druck- (und ggf. Temperatur-) abhängige Ausdehnung des Druckbehälters in den Auswertealgorithmen berücksichtigt wird.
  • Das Speichern der erfassten ersten Signale kann in jeder geeigneten Datenbank erfolgen.
  • Besonders bevorzugt umfassen die Merkmale Merkmale einer faserverstärkten Schicht des Druckbehälters. Der Druckbehälter umfasst mindestens eine faserverstärkte Schicht. Die faserverstärkte Schicht kann einen Liner zumindest bereichsweise bevorzugt vollständig umgeben. Die faserverstärkte Schicht wird oft auch als Laminat bzw. Ummantelung oder Armierung bezeichnet. Nachstehend wird meistens der Begriff „faserverstärkte Schicht“ verwendet. Als faserverstärkte Schicht kommen i.d.R. faserverstärkte Kunststoffe oder carbon fibre reinforced plastics zum Einsatz, bspw. kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe und/oder glasfaserverstärkte Kunststoffe. Die faserverstärkte Schicht umfasst zweckmäßig in einer Kunststoffmatrix eingebettete Verstärkungsfasern. Insbesondere Matrixmaterial, Art und Anteil an Verstärkungsfasern sowie deren Orientierung können variiert werden, damit sich die gewünschten mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften einstellen. Bevorzugt werden Endlosfasern als Verstärkungsfasern eingesetzt, die durch Wickeln und/oder Flechten aufgebracht werden können. Die faserverstärkte Schicht weist i.d.R. mehrere Schichtlagen auf. Die faserverstärkte Schicht weist i.d.R. Kreuz- und Umfangslagen auf. Um axiale Spannungen zu kompensieren, werden über die gesamte Wickelkernoberfläche Kreuzlagen (engl. helical layers) gewickelt bzw. geflochten. Im i.d.R. zylindrischen Umfangsbereich sind i.d.R. sogenannte Umfangslagen (engl. „hoop layers“) vorgesehen, die für eine Verstärkung in Umfangsrichtung sorgen. Die Umfangslagen verlaufen in Umfangsrichtung U des Druckbehälters und sind in einem Winkel von ca. 90° (+/- 5°) zur Druckbehälterlängsachse A-A orientiert.
  • Der Faserwinkel gibt an, in welchem Winkel die Fasern relativ zur Druckbehälterlängsachse orientiert sind. Werden die Fasern im Wickelverfahren abgelegt, so wird dieser Winkel auch als Wickelwinkel bezeichnet. Im Flechtverfahren wird entsprechend die Bezeichnung Flechtwinkel verwendet. Ganz allgemein könnte man auch vom Ablagewinkel sprechen. Der Faserwinkel ist somit der Komplementärwinkel zu dem Winkel, den die Verstärkungsfasern mit der Umfangsrichtung ausbilden.
  • Eine Vielzahl an einzelnen Verstärkungsfasern (auch (Einzel)Filamente genannt) wird vor der Fertigung des Druckbehälters zu einem Roving bzw. Faden zusammengefasst. Beispielsweise können 12.000 oder 24.000 oder 50.000 Einzelfilamente zu einem Roving zusammen gefasst sein, diese werden dann jeweils entsprechend als 12k, 24k und 50k-Rovings bezeichnet. Die Rovings weisen in der Regel elliptische oder rechteckige Querschnitte auf. Die einzelnen Filamente eines Rovings weisen in der Regel eine Schlichte zur Haftverbesserung auf. Rovings werden zweckmäßig nach ihrer Herstellung auf Rovingspulen mit Außenabzug oder Innenabzug aufgewickelt.
  • Der Druckbehälter kann einen Liner umfassen. Der Liner bildet den Hohlkörper aus, in dem der Brennstoff gespeichert ist. Der Liner kann beispielsweise aus Aluminium oder Stahl oder aus deren Legierungen hergestellt sein. Ferner bevorzugt kann der Liner aus einem Kunststoff hergestellt sein. Es kann ebenso auch ein linerloser Druckbehälter vorgesehen sein.
  • Die erfassten Merkmale können herstellungsbedingte Abweichungen von Soll-Werten der Außenschicht umfassen. Zweckmäßig können die erfassten Merkmale repräsentativ sein für mindestens ein Verfahrensparameter der Herstellung des Druckbehälters, insbesondere der faserverstärkten Schicht. Während der Herstellung können aufgrund von Herstellungstoleranzen nicht 100 % reproduzierbar exakt dieselben Außenschichten erstellt werden. Gemäß der hier offenbarten Technologie werden nun diese Herstellungstoleranzen genutzt, um den Druckbehälter eindeutig zu identifizieren. Alternativ oder zusätzlich können auch die Soll-Werte zur (Vor-)Klassifizierung herangezogen werden. Zweckmäßig sind die erfassten Merkmale repräsentativ für die Ausgestaltung (Soll-Werte und/oder IstWerte) von einem der mindestens folgenden Punkte (insbesondere der faserverstärkten Schicht):
    • - Fasergehalt,
    • - Faserorientierung,
    • - Wickelmuster,
    • - Flechtmuster,
    • - Faserart,
    • - Lufteinschlüsse,
    • - Blister,
    • - Blinker, und/oder
    • - Risse.
  • Das hier offenbarte Verfahren kann den Schritt umfassen, wonach die unterschiedlichen Farben von Verstärkungsfaser und Harzmaterial der faserverstärkten Schicht erfasst werden, um die Lage und/oder Orientierung der Verstärkungsfasern und/oder das Wickel- bzw. Flechtmuster (leichter) zu erfassen.
  • Das hier offenbarte Verfahren umfasst zweckmäßig den Schritt, wonach die ersten oder zweiten Signale für die Druckbehälter immer an derselben Druckbehälterstelle erfasst werden.
  • Sofern Merkmale der faserverstärkten Schicht herangezogen werden, kann in einer Ausgestaltung auf einen zusätzlichen Binärcode verzichtet werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann jedoch in der Außenschicht mindestens ein Binärcode eingebracht sein, der den Druckbehälter eindeutig identifiziert. Ein solcher Binärcode kann beispielsweise ein ein- oder mehrdimensionaler Binärcode sein. Ein Binärcode ist in diesem Zusammenhang eine optoelektronisch lesbare Schrift wie beispielsweise ein Strichcode oder ein Matrixcode (z.B. DataMatrixCode, QR-Code, etc.). Bevorzugt kann ein solcher Code mittels Lasern in die Außenschicht eingebracht werden. Mithin können die Merkmale Merkmale eines in der Außenschicht eingebrachten Binärcode sein, der den Druckbehälter eindeutig identifiziert.
  • Der hier offenbarte Druckbehälter umfasst bevorzugt die hier offenbarte faserverstärkte Schicht mit mindestens einem hier offenbarten Binärcode zur eindeutigen Identifikation des Druckbehälters. Der eingebrachte Binärcode kann beispielsweise an einem oder an beiden Enden des Druckbehälters vorgesehen sein. Ist der Binärcode nicht im Umfangsbereich des Druckbehälters in die faserverstärkte Schicht eingebracht, so wird die faserverstärkte Schicht im Umfangsbereich nicht geschwächt. An den Enden des Druckbehälters, auch Polkappen genannt, umfasst die faserverstärkte Schicht Bereiche mit vergleichsweise dicken Wandstärken, in denen der Binärcode in die faserverstärkte Schicht eingebracht werden kann, ohne dass der Druckbehälter hierdurch merklich geschwächt wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass in Umfangsrichtung, bevorzugt aber nicht im Umfangsbereich, mindestens zwei Binärcodes mit identischen Merkmalen zur eindeutigen Identifikation des Druckbehälters in der faserverstärkten Schicht an einem Ende vorgesehen sind. In einer Ausgestaltung sind vier identische Binärcodes an einem Ende vorgesehen. Wird nun beispielsweise der Druckbehälter im Unterflurbereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet, so lässt sich der Binärcode unabhängig von der tatsächlichen Einbaulage des Druckbehälters leichter auslesen.
  • Anstatt eines Binärcodes könnte auch jedes sonstige Zeichen (z.B. eine Markierung mit Buchstabe bzw. Ziffern und/oder Symbolen) zur Identifikation genutzt werden. Das Zeichen kann beispielsweise zusätzlich zur Erfassung der faserverstärkten Schicht genutzt werden. Vorteilhaft kann somit die Anzahl zur Charakterisierung der faserverstärkten Schicht erforderlichen Merkmale reduziert werden. Dies kann wiederum vorteilhaft für die Erfassung, Speicherung und Auswertung der die Merkmale repräsentierenden Signale sein. Die sonstigen Zeichen können beispielsweise durch einen Stempel in die Außenschicht eingebracht werden, zweckmäßig bevor die Außenschicht aushärtet. Alternativ oder zusätzlich kann ein solches Zeichen auch als Positionsmarkierung bzw. Referenzmarker dazu dienen, den zu erfassenden Bereich des Druckbehälters eindeutig zu markieren.
  • Zweckmäßig kann das Verfahren den Schritt umfassen, wonach beschädigte Bereiche der Außenschicht erkannt werden, und wonach beschädigte Bereiche der Außenschicht bei der Identifikation unberücksichtigt bleiben. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass eine eindeutige Identifikation des Druckbehälters auch dann möglich ist, wenn maximal 50% oder max. 25% der Außenschicht beschädigt ist. Mit anderen Worten können also die Anzahl der Merkmale und die Größe der Außenschicht so gewählt sein, dass genügend Redundanz vorgesehen ist, um etwaige kleine Beschädigungen in der Außenschicht bei der Identifikation zu tolerieren. Die Umsetzung eines solches Konzept für redundante Identifikationsdaten ist dem Fachmann beispielsweise von Binärcodes her bekannt.
  • Die offenbarte Technologie umfasst ferner ein System zur Identifikation des hier offenbarten Druckbehälters, umfassend i) die hier offenbarte Erfassungsvorrichtung zur Erfassung von Merkmalen der Außenschicht des Druckbehälters sowie ii) mindestens ein Steuergeräte, wobei das System eingerichtet ist, das hier offenbarte Verfahren auszuführen.
  • Mit anderen Worten beschreibt die hier offenbarte Technologie ein Verfahren zur Identifikation eines Druckbehälters. Die Druckbehälter umfassen in der Regel CFK-Verbundmaterial, welches im Rahmen der Wicklung bzw. Flechtung unterschiedliche und einzigartige Oberflächenmuster offenlegt, da die Verstärkungsfasern nie exakt gleich in der Matrix liegen. Der hier offenbarten Technologie liegt die Idee zugrunde, zu einem festgelegten Zeitpunkt, beispielsweise nach dem End-of-Line Test, eine Detailaufnahme der Oberflächenstruktur an einer ebenfalls festgelegten Stelle zu erstellen. Dazu könnte beispielsweise eine Prägung durch einen Stempel an der jeweiligen Stelle erfolgen. Durch Bearbeitung der Aufnahme (erfassten Signale) können durch geeignete Signalverarbeitung deutliche Strukturmuster kenntlich gemacht werden. Anhand der erfassten übergeordneten Muster kann eine erste Einteilung in übergeordnete Kategorien erfolgen, um später die Suchgeschwindigkeit innerhalb der Datenbank zu erhöhen. Ähnlich wie bei aktuellen biometrischen Systemen können die Strukturmuster in einer Datenbank gespeichert werden und mit zusätzlichen Informationen über den Behälter (z.B. Herstellername, Modelltyp, Behälterseriennummer, Fertigungsdatum, Ablaufdatum, Fassungsvermögen, Betriebsdruck, Arbeitsdruck, Gewicht, etc.) und mit der entsprechenden dem Fachmann bekannten Softwarealgorithmen binnen kürzester Zeit miteinander verglichen und auf Übereinstimmungen geprüft werden.
  • Vorteilhaft wird somit eine verlässliche und fälschungssichere Dokumentation einzelner Druckbehälter geschaffen, die für spätere Überprüfungen oder im Hinblick auf die Lebensdauerprognose und Auswertungen der Druckbehälter den Überblick erleichtern kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass auf der faserverstärkten Schicht eine weitere Schutzschicht, wie beispielsweise ein Brandschutzlack, aufgebracht ist. Ähnlich wie mit der Einprägung eines QR-Codes soll es kurzerhand ermöglicht werden, durch simples Einlesen der markierten Stelle einen Abgleich innerhalb der Datenbank vorzunehmen. Die hier offenbarte Technologie kann alternativ oder zusätzlich zu den bereits bekannten Labels zur Identifikation von Druckbehältern eingesetzt werden. Vorteilhaft kann somit die Kennzeichnung der Druckbehälter zusätzlich zu bestehenden Labels digitalisiert und um weitere Eigenschaften erweitert, was eine zusätzliche Absicherungsstufe schafft. Sollten vorgesehene Labels beschädigt werden, so könnte ein Druckbehälter noch anhand der hier offenbarten Technologie eindeutig identifiziert werden. Noch einmal anders ausgedrückt: Um überflüssige Ausmusterungen und/oder Vernichtungen von Druckbehältern zu verhindern, beschreibt die Idee eine Möglichkeit, die Kennzeichnung der Behälter zu digitalisieren und gleichzeitig zu erweitern.
  • Die Informationen über den jeweiligen Behälter können auf dessen Oberfläche als eine Art QR-Code und/oder Fingerprint eingeprägt werden, wobei ein Fingerprint jeweils einzigartige Merkmale eines Behälters, wie etwa Luftbläschen und Partikel im Harz, Risse im Schutzlack sowie die Lage der einzelnen Fasern des Werkstoffes mit umfasst. Diese zusätzlichen Informationen können gemeinsam mit den rechtlich auf einem Label geforderten Daten in einer gemeinsamen Datenbank gespeichert und jederzeit abgerufen werden. Ein solches System ist im Vergleich zu vorbekannten System schwerer zu umgehen.
  • Wird der „Fingerprint-Bereich“ ausreichend groß gewählt, so kann die Funktionalität auch bei teilweiser Beschädigung der Stelle gewährleistet werden, da auch nur ein Teil der markierten Fläche zur Identifikation ausreichend ist.
  • Die Erfindung bietet eine Möglichkeit zur zuverlässigen Dokumentation von CFK-Druckbehältern. Diese kann später für einzelne Überprüfungen verwendet werden und außerdem bei späteren Vergleichen Rückschlüsse auf die Haltbarkeit des Druckbehälters geben. Außerdem besteht die Möglichkeit, Risse, die sich besonders schnell und stark ausprägen und eventuell Indikator für eine Fehlstelle im Material sind, rechtzeitig zu erkennen und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen durchzuführen, um Gefährdungen frühzeitig zu erkennen und zu verhindern.
  • Da sich beispielsweise Risse im aufgetragenen Brandschutzlack, der tendenziell spröder als die Matrix ist, entsprechend noch schneller weiten und vergrößern, ist die Funktionalität durch Schutzlacke nicht beeinträchtigt.
  • Solche Überprüfungen könnten zum Beispiel im Rahmen der regelmäßigen Servicekontrollen stattfinden und wären somit kein zusätzlicher Aufwand.
  • Im Vergleich zu herkömmlichen Aufklebern könnte man Schadensfälle vermeiden, die sonst aus sicherheitstechnischen Gründen eine vollständige Ausmusterung und Zerstörung der Druckbehälter erfordern. Wird die Identifikation der Druckbehälter über die eigenen typischen Merkmale - den „Fingerprint“ - sichergestellt, so kann man unnötige Vernichtungen von intakten Behältern vermeiden und somit unnötige Kosten verhindern. Leicht beschädigte Fingerprint-Bereiche müssten zudem nicht unmittelbar von einer Fachwerkstatt ersetzt/repariert werden, wie es bei den aktuell verwendeten Labels der Fall ist. Wird kein Label vorgesehen, so kann
  • Stattdessen wird ein zusätzlicher Arbeitsschritt (Aufbringen eines Aufklebers) und Material (Aufkleber) verwendet, um die Informationen aufzubringen. (Lage der Fasern, Risse im Lack, Lufteinschlüsse, überkreuzende Lagen aufgrund Wickelmuster; Flechtmuster, ...) die eine Identifikation des Behälters möglich machen könnten.
  • Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Identifikation eines Druckbehälters, umfassend die Schritte, - Erfassen von ersten Signalen, die repräsentativ sind für Merkmale einer Außenschicht eines Druckbehälters zu einem ersten Zeitpunkt; - Erfassen von zweiten Signalen, die repräsentativ sind für die Merkmale der Außenschicht des Druckbehälters zu einem zweiten Zeitpunkt, der dem ersten Zeitpunkt nachgelagert ist; und - eindeutiges Identifizieren des Druckbehälters anhand der erfassten Merkmale.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzahl an erfassten Merkmalen und die Größe der erfassten Außenschicht so gewählt sind, dass anhand der erfassten Merkmale der Druckbehälter eindeutig identifizierbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Merkmale Merkmale einer faserverstärkten Schicht des Druckbehälters und/oder einer äußeren Lackschicht umfassen.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erfassten Merkmale herstellungsbedingte Abweichungen von Soll-Werten der Außenschicht umfassen.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erfassten Merkmale repräsentativ sind für die Ausgestaltung von mindestens einem der folgenden Punkte: - Faserart, - Fasergehalt, - Faserorientierung, - Faserlage einzelner Fasern, - Wickelmuster, - Flechtmuster, - Lufteinschlüsse, - Blister, - Blinker, und/oder - Risse.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Merkmale keine Merkmale eines in der Außenschicht eingebrachten Binärcodes sind.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, wobei die Merkmale Merkmale eines in der Außenschicht eingebrachten Binärcodes sind, wobei der Binärcode den Druckbehälter eindeutig identifiziert.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die ersten Signale vor der Inbetriebnahme des Druckbehälters und bevorzugt während der Herstellung des Druckbehälters erfasst werden.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend den Schritt, wonach beschädigte Bereiche der Außenschicht erkannt werden, und wonach beschädigte Bereiche der Außenschicht bei der Identifikation unberücksichtigt bleiben.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Größe der Außenschicht so gewählt ist, dass eine eindeutige Identifikation des Druckbehälters auch dann möglich ist, wenn maximal 50% oder max. 25% der Außenschicht beschädigt ist.
  11. System zur Identifikation eines Druckbehälters, umfassend mindestens eine Erfassungsvorrichtung von Merkmalen einer Außenschicht eines Druckbehälters sowie mindestens eines Steuergerätes, wobei das System eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.
  12. Druckbehälter, umfassend mindestens einen in einer faserverstärkten Schicht des Druckbehälters eingebrachten Binärcode zur eindeutigen Identifikation des Druckbehälters.
  13. Druckbehälter nach Anspruch 12, - wobei der eingebrachte Binärcode an einem der beiden Enden des Druckbehälters vorgesehen ist; und/oder - wobei in Umfangsrichtung mindestens zwei, bevorzugt vier, Binärcodes mit identischen Merkmalen in der faserverstärkten Schicht vorgesehen sind.
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