Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher mit einem Speichergehäuse, in dem ein bewegbares Trennelement einen, vorzugsweise mit einem Ar beitsgas befüllten, Medienraum von einem Fluidraum fluiddicht voneinan der trennt, wobei eine Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die bei ei- nem die Abdichtwirkung des Trennelements beeinträchtigenden Störfall eine optisch erkennbare Anzeige liefert und die ein Sichtfenster aufweist, durch das ein Indikator beobachtbar ist, der mit dem Medienraum in Ver bindung steht und dessen optische Eigenschaft sich bei einer Benetzung mit dem Fluid erkennbar ändert.

Durch WO 2019/179800 A1 ist ein gattungsgemäßer Druckspeicher be kannt, bei dem der seine optischen Eigenschaften ändernde Indikator in ei ner Kapsel aufgenommen ist, deren Kapselwand für den Durchtritt des Flu ids durchlässig ist und die zwischen dem Sichtfenster und dem Trennele- ment im Speichergehäuse angeordnet ist. Dies ermöglicht bei der bekann ten Lösung einen bauraumsparenden Aufbau der gesamten Überwachungs einrichtung, da die Kapsel mit dem darin aufgenommenen Indikator eine geringe Bauhöhe hat. Der kapselförmige Indikator und die fluiddurchlässige Abschlusseinrichtung mittels der der kapselförmige Indikator in Position in einem Aufnahmeraum gehalten ist sowie das Sichtfenster sind getrennt von einander in einem hülsenartigen Aufnahmestutzen auf der Oberseite des Speichergehäuses hintereinander angeordnet. Das Sichtfenster ist dabei mit der Wand des Speichergehäuses metallverschmolzen, so dass die Überwa chungseinrichtung als Ganzes für eine permanent verbleibende Aufnahme im Speichergehäuse vorgesehen und damit integraler Bestandteil des Spei chergehäuses ist. Darüber hinaus ist bei der bekannten Lösung ein zusätzli cher Verschlusskörper neben der Überwachungseinrichtung auf der Ober seite des Speichergehäuses angeordnet, der es erlaubt, einen Füllanschluss in der zugeordneten Gehäusewandung, der zur Befüllung des Medienrau mes mittels eines Arbeitsgases, insbesondere in Form von Stickstoffgas, vor gesehen ist, gasdicht zu verschließen. Neben einem erhöhten Herstellauf wand zum Einbringen des Füllanschlusses in die Speichergehäusewand und deren Verschließen mittels des Verschlussstopfens, ist dieser häufig aus ei nem wenig belastbaren Weichlot gebildet, so dass insbesondere bei Hoch druckanwendungen ein störungsfreier Betrieb nicht immer gewährleistet ist. Darüber hinaus ist der Befüllaufwand für ein Nachfüllen des Medienraums mittels des Arbeitsgases erhöht, weil dann in relativ aufwändigerWeise erst das Weichlot des Verschlussstopfens zu entfernen und wieder nach dem Befüllvorgang erneut in den Füllanschluss in abdichtender Weise einzubrin gen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Lösung unter Beibehalten ihrer Vorteile dahinge hend weiter zu verbessern, dass der Herstellaufwand reduziert ist und Füll- sowie Nachfüllvorgänge auf der sogenannten Gasseite des Druckspeichers mit Arbeitsgas erleichtert sind. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Druck speicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit. Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die Überwachungseinrichtung eine Verschlussschraube aufweist, die mit ih rem Außengewinde in ein zugeordnetes Innengewinde des Speichergehäu ses einschraubbar ist und die das Sichtfenster und den Indikator sowie eine fluiddurchlässige Abschlusseinrichtung aufweist, die einen von dem Sicht fenster mit abgegrenzten Aufnahmeraum in der Verschlussschraube für die Aufnahme des Indikators ausbildet und die den Aufnahmeraum vom Inne ren des Medienraums des Speichergehäuses räumlich separiert, sind alle wesentlichen Komponenten der Überwachungs- oder Indikatoreinrichtung in einem Bauteil, nämlich der Verschlussschraube aufgenommen, sodass über die zugeordnete Verschraubung regelmäßig in Form eines Innenge windes im Speichergehäuse, die einen Füllanschluss begrenzt, bei entspre chend entfernter Verschlussschraube sowohl eine Erstbefüllung der Gasseite des Druckspeichers mit dem Arbeitsgas ermöglicht ist, als auch im Bedarfs fall entsprechende Nachfüllvorgänge. Da die Komponenten der Überwa chungseinrichtung zentral an einem Ort in der zugehörigen Verschluss schraube integriert sind, baut die erfindungsgemäße Lösung klein auf und erweist sich als ausgesprochen druckstabil.

Da die Verschlussschraube sehr hohe Druckkräfte aufnehmen kann, ist dar über hinaus auch bei Hochdruckanwendungen des Druckspeichers eine versagensfreie Abschlusslösung geschaffen, ohne dass man wie im Stand der Technik aufgezeigt, durch zusätzlich zu verschließende, separate Füllanschlüsse das Speichergehäuse schwächen müsste. Für eine druckfeste und druckdichte Abschlussmöglichkeit des Speichergehäuses mittels der Verschlussschraube ist darüber hinaus vorgesehen, dass diese als Hohl schraube ausgebildet zur Aufnahme des Sichtfensters, zumindest im Bereich des Schraubenkopfes, eine kegelstumpfförmige Aufnahme aufweist, deren schrägverlaufende Konuswand in fiktiver Verlängerung mit der Längsachse des Speichergehäuses zur Umgebung hin einen spitzen Winkel einschließt und ferner, dass das Sichtfenster, vorzugsweise aus Borosilikatglas beste hend mit dem Metall Werkstoff der Verschlussschraube metallverschmolzen ist.

Besonders bevorzugt ist des Weiteren vorgesehen, dass das Glas des Sicht fensters bei Überschreiten einer vorgebbaren Soll- Druckschwelle bricht, die zwischen einem Prüf- und einem Berstdruck liegt und dass das dahinge hende Sichtglas im Versagens- oder Berstfall in kleinste Teile zerbröselt. An ders als ein metallisches Verschlusslot im Stand der Technik, das sich im Versagensfall gegebenenfalls geschossartig in die Umgebung ausbringt, ist durch das zerbröselnde Glas, das vorrangig in der Verschlussschraube ver bleibt, eine Gefährdung der Umwelt vermieden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckspeichers ist vorgesehen, dass innerhalb des Aufnahmeraumes der In dikator frei bewegbar ist. Dergestalt erfährt im Versagensfall der Indikator eine Abstützung an der Unterseite des Sichtfensters, was die optische Be obachtungsdistanz verringert, so dass verbessert die Indikatoranzeige abge lesen werden kann. Auch ist dergestalt vermieden, dass im Versagensfall bei einem hohen Druckeintrag in den Aufnahmeraum der Indikator in einem ungünstigen Fall zerstört wird und dann gar keine Indikatoranzeige mehr abgibt.

Bei einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckspeichers ist vorgesehen, dass die kegel stumpfförmige Aufnahme mit dem Sichtfenster in eine ringnutartige Verbreiterung in der Verschluss schraube übergeht, die Teil des Aufnahmeraumes für den Indikator ist. Über die ringnutartige Verbreiterung ist eine Vergrößerung des Aufnahmeraumes für den Indikator innerhalb der Verschlussschraube geschaffen, so dass bei etwaig auftretenden relevanten Berstdrücken von Seiten des Druckspeichers diese in die Verbreiterung mit abgeleitet werden, so dass es zwar zu einer erhöhten Druckbelastung des metallischen Werkstoffes der Verschluss schraube kommen mag; aber eine weitgehende Entlastung für das glasartige Sichtfenster erreicht ist, das im Übrigen durch die Konizität der Aufnahme in der Verschlussschraube sicher in dieser verankert und dergestalt auch bei hohen Berstdrücken zurückgehalten ist, so dass es nicht ungewollt zu ei nem geschossartigen Austritt des Sichtfensters kommen kann.

Für eine verbesserte Abdichtung kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Verschlussschraube im kopfseitigen und/oder im bodenseitigen Bereich bezogen auf den jeweiligen Übergang zum Speichergehäuse mit einem zu sätzlichen Dichtmittel versehen ist und ferner besteht die Möglichkeit, mit tels einer zusätzlich angebrachten Schweißnaht die Verschlussschraube am Speichergehäuse zu verankern.

Ist der Indikator verbraucht, beispielsweise weil er durch Farbänderung ei nen Störfall angezeigt hat, genügt es nach entsprechenden Wartungs- oder Reparaturarbeiten am Druckspeicher, die Verschlussschraube als Ganzes zusammen mit dem verbrauchten Indikator gegen eine entsprechend ausge staltete Neu- Verschlusschraube zu tauschen um die Gesamtanordnung wieder funktionsfähig werden zu lassen, was sich als sehr kostengünstig er weist.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Verschlussschraube, insbesondere für einen Druckspeicher, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem Schraubengehäuse als integralem Bestandteil desselben

- ein Sichtfenster,

- ein Indikator, und

- eine Einrichtung vorhanden ist, die fluiddurchlässig ausgebildet den Indi kator in einem Aufnahmeraum des Schraubengehäuses hält. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Druckspeichers sind Gegenstand der sonstigen Unteransprüche. Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Fösung anhand eines Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung näher er läutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

Figur 1 einen Fängsschnitt durch eine Ausführungsform eines Druckspeichers mit eingesetzter Verschlussschraube; Figur 2 in vergrößerter Wiedergabe einen Ausschnitt der im Speichergehäuse eingesetzten Verschlussschraube ge mäß der Darstellung nach der Figur 1; und

Figur 3 die in den Figuren 1 und 2 eingesetzte Verschluss schraube als solche.

Figur 1 zeigt in der Art eines Längsschnittes einen Druckspeicher mit einem Speichergehäuse 10 mit einem mit einem Arbeitsgas, wie Stickstoffgas, be- füllten Medienraum 12 und einem Fluid- oder Flüssigkeitsraum 14, die über ein bewegbares Trennelement 16 fluiddicht voneinander getrennt sind. Das Trennelement 16 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem an sich bekannten Faltenbalg gebildet, der in Blickrichtung auf Figur 1 gesehen an seinem oberen Ende mittels eines Festlegeringes 18 im Inneren des Spei chergehäuses 10 festgelegt ist und das demgegenüber untere Ende ist an ei- ner halbschalenartigen Führungseinrichtung 20 angelenkt, die insoweit ent lang der Innenseite des Speichergehäuses 10 zusammen mit dem Faltenbalg als Trennelement 16 auf- und abbewegbar geführt ist; abhängig von dem je weiligen Fluiddruck, der an einer Anschlussstelle 22 herrscht, über die der Speicher an einen nicht näher dargestellten Fluidkreislauf, beispielsweise in Form eines Hydraulikkreislaufs, anschließbar ist. Dergestalt kann das be wegbare Trennelement 16, das sich auf seiner Innenseite gegenüber dem Gasdruck im Medienraum 12 abstützt hydraulische Energie speichern; dar über hinaus aber auch Druckpulsationen auf der Fluidseite glätten. Weitere vorteilhafte Anwendungen solcher Druckspeicher sind möglich, die jedoch üblich sind, so dass an dieser Stelle hierauf nicht näher eingegangen wird. Anstelle eines Faltenbalges kann selbstredend auch ein anderes Trennele ment 16 (nicht dargestellt) für einen Druckspeicher Verwendung finden, beispielsweise in Form einer Membranblase oder einer Kolbenspeicherano rdnung.

Des Weiteren ist im vorliegenden Fall die Wand des Speichergehäuses 10 ausgesprochen dünnwandig ausgeführt, so dass bei der vorliegenden Aus führungsform eines Druckspeichers, der zylindrische Wandteil des Spei chergehäuses 10 außenumfangsseitig mit einer Armierung 24 versehen ist, die beispielsweise aus Fasergelegen oder einer Faserwicklung aufgebaut sein kann. Dergestalt lässt sich das Speichergehäuse 10 und mithin der Druckspeicher aussteifen, so dass dieser auch für Hochdruckanwendungen einsetzbar ist.

Auf der Oberseite des Speichergehäuses 10, die eine Art Speicherdeckel 26 mit gewölbter Form ausbildet, ist eine als Ganzes mit 28 bezeichnete Über wachungseinrichtung eingebracht, die näher in den Figuren 2 und 3 wie dergegeben ist. Die Überwachungseinrichtung 28 ist konzentrisch zu einer Fängsachse 30 des Speichergehäuses 10 angeordnet, das zu dieser Fängs- achse 30 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Die Überwachungseinrich tung 28 weist als Gehäusekörper eine Verschlussschraube 32 auf, die als Hohlschraube ausgebildet ist. Die Verschlussschraube 32 unterteilt sich in einen fußseitigen Bereich mit einem Außengewinde 34 und einen kopfseiti gen Bereich mit einem Schraubenkopf 36, der dem Festlegen der Ver schlussschraube 32 im Speichergehäuse 10 mittels üblicher Betätigungs werkzeuge (nicht dargestellt) dient, wie beispielsweise einem Schrauben schlüssel. Zwischen Außengewinde 34 und Schraubenkopf 36 ist ein Gewindeauslauf 38 angeordnet. Ferner ist gemäß der Darstellung nach den Figuren 2 und 3 die Verschlussschraube 32 stopfen- oder stöpselartig ausgebildet, das heißt die Höhe der Verschlussschraube 32 entspricht auch im Wesentlichen ihrer Breite, was zur Druckstabilität, auch der Gesamtanordnung von Speicherge häuse 10 mit Verschlussschraube 32, mit beiträgt. Die Verschlussschraube 32 weist ein Sichtfenster 40 auf, das bündig mit der Oberseite der Ver schlussschraube 32 im Bereich des Schraubenkopfes 36 abschließt. Mittels des Sichtfensters 40 ist ein Indikator 42 beobachtbar, der mit dem Medien raum 12 in Verbindung steht und dessen optische Eigenschaft sich bei einer Benetzung mit dem Fluid vonseiten des Fluidraumes 14 stammend erkenn bar ändert. Kommt es beispielsweise zu einem Versagen des jeweiligen Trennelementes 16 durch Bruch, strömt Flüssigkeit vonseiten des Fluidrau mes 14 in Richtung des Medienraumes 12 und von dort weiter zu dem Indi kator 42, der dann aufgrund seiner Farbänderung einem Beobachter kennt lich macht, dass für den Druckspeicher der Versagensfall eingetreten ist.

Die dahingehende optische Überwachung kann von Wartungspersonal durchgeführt werden, es besteht aber auch hier die Möglichkeit zwecks Au tomatisierung der Abläufe ein Kameraüberwachungssystem (nicht darge stellt) einzusetzen.

Wie insbesondere die Figuren 1 und 2 zeigen, ist die Überwachungsein richtung 28 in Form der Verschlussschraube 32 mit ihrem Außengewinde 34 in ein Innengewinde 44 des Speichergehäuses 10 eingeschraubt, wobei die Verschlussschraube 32 in Blickrichtung auf die Figuren gesehen auf ih rer Unterseite eine fluiddurchlässige Abschlusseinrichtung 46 aufweist, die in Richtung eines Aufnahmeraumes 48 für den Indikator 42 innerhalb der Verschlussschaube 32 in Richtung auf das Sichtfenster 40 zu kalottenartig oder halbkugelförmig vorgewölbt ist. Die dahingehende Abschlusseinrich- tung 46, die aus einer Sieb- oder Membranstruktur gebildet ist, ist mittels ei nes Einsatzringes 50 auf Position gehalten, der in das untere Ende der Ver schlussschraube 32 eingeformt, beispielsweise eingepresst ist, oder mittels einer nicht näher dargestellten Verschraubung lösbarer Bestandteil der Ver schlussschraube 32 ist. Aufgrund der kalottenartigen oder halbkugelartigen Ausgestaltung der fluiddurchlässigen Abschlusseinrichtung 46 sind unter diesem Schutz für den Indikator 42 erhöhte Druckstöße auffangbar und aus gleichbar, die vom Medienraum 12 stammend in Richtung des Aufnahme raumes 48 Vordringen.

Der angesprochene Aufnahmeraum 48 mit dem Indikator 42 ist nach oben hin, von der Unterseite des Sichtfensters 40 mit begrenzt sowie nach außen hin von den innenumfangsseitigen Wandteilen der Verschlussschraube 32 und in Blickrichtung auf die Figur gesehen nach unten hin von der Ab schlusseinrichtung 46, die insoweit eine räumliche Trennung herstellt zwi schen dem Medienraum 14 und dem Aufnahmeraum 48. Insoweit ist der Einsatzring 50 mit einer Durchlassstelle 52 versehen, die koaxial zu einer weiteren Durchlassstelle 54 im Speichergehäuse 10 angeordnet ist und der gestalt die Fluidverbindung zwischen Medienraum 12 und Aufnahmeraum 48 herstellt. Insoweit ist die Durchlassstelle 52 und die weitere Durchlass stelle 54 auch konzentrisch zur Längsachse 30 des Speichergehäuses 10 an geordnet.

Das angesprochene Sichtfenster 40 besteht aus einem Glas, vorzugsweise aus Borosilikatglas, das mit dem Material der Verschlussschraube 32 metall verschmolzen ist. Die Qualität des Glases des Sichtfensters ist jedenfalls derart gewählt, dass bei einer vorgebbaren Soll-Druckschwelle im Aufnah meraum 48 im Versagensfall das Glas bricht, die zwischen einem vorgebba ren Prüf- und einem Berstdruck liegt, wobei es im Versagensfall in kleinste Teile innerhalb der Verschlussschraube 32 zerbröselt und insoweit den Schraubenkopf 36 der Verschlussschraube 32 nicht verlässt. Die Verschluss schraube bildet kopfseitig eine kegel stumpfförmige Aufnahme 56 auf der In nenseite des Schraubenkopfes 36 aus, wobei die angesprochene Neigung zu einer Vergrößerung des Sichtfensters 40 aufseiten des Aufnahmeraumes 48 führt, mit der Folge, dass das Sichtfenster 40 stopfenartig sicher in der Verschlussschraube 32 in deren Schraubenkopf 36 gehalten ist, so dass selbst bei hohen Drücken innerhalb des Aufnahmeraumes 48 das Sichtfens ter 40 sicher in der Verschlussschraube 32 gehalten ist und nicht geschoss artig nach außen in die Umgebung austreten kann. Durch die kegelstumpf förmige Ausgestaltung der Aufnahme 56 nebst zugeordnetem Sichtfenster 40, die einen nach außen hin sich verengenden Querschnitt ausbilden, ist sichergestellt, dass im Versagensfall zerbröselnde Glasteile nicht nach au ßen in die Umgebung austreten können. Insoweit ist vorgesehen, dass das Sichtfenster 40 an seiner Oberseite bündig mit der freien Stirnseite des Schraubenkopfes 36 abschließt.

Die angesprochene kegelstumpfförmige Aufnahme 56 mit dem Sichtfenster 40 geht in eine ringnutartige Verbreiterung 58 in der Verschlussschraube 32 über, die Teil des Aufnahmeraumes 48 für den Indikator 42 ist. Die ringnut artige Verbreiterung 58 weist einen freien Durchschnitt auf, der größer als der Außendurchmesser des Indikators 42 an seiner breitesten Stelle ist und kann insoweit den innerhalb des Aufnahmeraumes 48 frei bewegbaren Indi kator 42 im Versagensfall aufnehmen, wobei sich der Indikator 42 an der Unterseite des Sichtfensters 40 abstützen kann, was die optische Beobach tungsdistanz verringert, so dass verbessert die Indikatoranzeige abgelesen werden kann.

Der Indikator 42 weist eine fluiddurchlässige Kapsel 60 auf, die aus zwei Ronden besteht, von denen die obere Ronde entlang des Außenumfanges der unteren Ronde auf diese unter Bildung eines Bördelrandes umgelegt ist. Nähere Einzelheiten hierzu sind in WO 2019/179800 A1 beschrieben. In nerhalb der Kapsel 60 ist ein Indikatormaterial 62 aufgenommen, das sofern es mit Flüssigkeit in Berührung kommt, wie mit einem Hydrauliköl, einen Farbumschlag zur Signalfarbe rot bewirkt, was deutlich erkennbar ist. Nä- here Einzelheiten hierzu ergeben sich gleichfalls aus WO 2019/179800 A1.

Wie sich insbesondere aus der Figur 2 ergibt, ist koaxial zu ihrer Fängs- achse 30 im oberen Teil des Speichergehäuses 10 respektive dem Speicher deckel 26 eine hülsenartige Vertiefung 64 vorhanden, die innenumfangssei- tig das Innengewinde 44 aufweist sowie bodenseitig mit einer Abschluss wand 66 versehen ist, die von der weiteren Durchlassstelle 54 durchgriffen ist. Wie insbesondere die Einbauzeichnung nach der Figur 2 zeigt, ist die Eingrifftiefe der Vertiefung 64 derart gewählt, dass bei vollständig einge schraubter Verschlussschraube 32 zwischen deren freier, unterer Stirnseite 68 und dem Boden 66 der Vertiefung 64 ein axialer Abstand gebildet ist, der bevorzugt der Aufnahme eines nicht näher dargestellten Dichtmittels dienen kann. Ferner kann an einer Übergangsstelle im Bereich des Gewin deauslaufes 38 zwischen dem Schraubenkopf 36 der Verschlussschraube 32 und der benachbarten Oberseite des Speichergehäuses 10 ein weiteres, nicht dargestelltes Dichtmittel, beispielsweise in Form eines Dichtringes, angeordnet sein. Des Weiteren besteht die Möglichkeit zur Sicherung der Verschlussschraube 32 in der zugeordneten Aufnahme des Speichergehäu ses 10 zwischen der Oberseite des Speichergehäuses 10 und einem randsei tigen Abschlussbereich des Schraubenkopfes 36 eine dünnlippige Schweiß- naht als Umfangsschweißnaht 72 anzubringen, die insoweit gleichfalls die Umgebung gegenüber dem Aufnahmeraum 48 mit seiner Verbreiterung 58 abdichtet.

Mit der angesprochenen Schweißnaht 72 kann eine hermetische Dichtigkeit des Gas- oder Mediumraums 12 mit einer Feckrate < 1 *10 ⁸ mbar l/s gegen Helium erreicht werden. Durch die dahingehende Ausgestaltung ist es auch möglich nach dem Füllen und vor dem Schweißen den Vorfülldruck im Speichergehäuse 10 präzise zu bestimmen. Dies hat so keine Entsprechung im Stand der Technik.