Der in den letzten Jahren forcierte Ausbau der Nutzung erneu ^¬ erbarer Energien, insbesondere der Bau zahlreicher Photovolta- ik- und Windkraftanlagen, deren Energieproduktion von nicht kontrollierbaren Umweltbedingungen abhängig ist, hat zu der Einsicht geführt, dass zur Sicherung kontinuierlich bedarfsge ^¬ rechter Energieversorgung Energiespeichern eine wesentliche Bedeutung zukommt. Dementsprechend hat die Entwicklung von Energiespeichern, insbesondere solchen, die eine große Spei ^¬ cherkapazität haben, eine große Bedeutung gewonnen.

Eine Kategorie derartiger Energiespeicher sind Lageenergie ^¬ speicher, bei denen überschüssige Energie dazu genutzt wird, die potentielle Energie einer (großen) Masse zu erhöhen. Eine seit langen Jahren bekannte Kategorie von Lageenergiespeichern sind Pumpspeicherkraftwerke, bei denen Wasser in ein höher ge ^¬ legenes Reservoir gepumpt wird, um Lageenergie zu speichern. Die Kapazität von individuellen Pumpspeicherkraftwerken ist aber begrenzt und ihre Zahl ist wegen hoher Erfordernisse an den Standort nicht beliebig erhöhbar.

Diese Nachteile sind bei einer neuen Kategorie von Lageener ^¬ giespeichern vermieden. Bei diesen Lageenergiespeichern, für die ein Beispiel aus der DE 10 2010 034 757 B4 bekannt ist und die nachfolgend als „gattungsgemäße Lageenergiespeicher" be ^¬ zeichnet werden, wird eine große Masse unter Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit, z.B. Wasser, in einem Hydraulikzylinder durch Einpumpen der Hydraulikflüssigkeit über eine oder mehre- re Leitungen relativ zur Erdoberfläche angehoben, so dass die Masse praktisch den Kolben, der im Hydraulikzylinder bewegt wird, darstellt und Energie als potentielle Energie des ange ^¬ hobenen Kolbens gespeichert wird. Ist der Kolben im Hydraulikzylinder so weit wie möglich ange ^¬ hoben oder ist gerade keine überschüssige Energie zur Speiche ^¬ rung verfügbar, sind die Leitungen durch Ventile bzw. Schleu ^¬ sen verschlossen, und der Kolben bleibt in seiner aktuellen Position.

Die potentielle Energie des angehobenen Kolbens kann dann wie ^¬ der in Elektrizität umgewandelt werden, wenn die Ventile oder Schleusen geöffnet werden, ohne dass die Pumpen in Betrieb sind. Dann wird Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder hinausgedrängt, und deren Strömungsenergie kann auf bekannte Weise, ähnlich wie bei konventionellen Pumpspeicherkraftwer ^¬ ken, durch Generatoren wieder in elektrische Energie umgewan ^¬ delt werden.

Dabei kann die Masse insbesondere durch einen ausgeschnittenen Fels gebildet und der notwendige Hydraulikzylinder durch das den ausgeschnittenen Fels umgebende Gestein gebildet werden. Naturgemäß muss bei derartigen Lageenergiespeichern zwischen der großen Masse, z.B. der Felsmasse, und dem Hydraulikzylin ^¬ der, z.B. dem umgebenden Gestein, eine Dichtung angeordnet sein, um den unkontrollierten Austritt der Hydraulikflüssig ^¬ keit unter Umgehung des Leitungssystems zu vermeiden.

Der große Vorteil bei dieser Konstruktion, bei der Kolben ^¬ durchmesser und Hubhöhen von mehreren hundert m realisiert werden können, liegt in der sehr hohen Speicherkapazität der Anlagen, die die von konventionellen Speicherkraftwerken bei weitem übertrifft.

Ein Lageenergiespeicher der vorstehend beschriebenen Gattung, wie ihn z.B. die DE 10 2010 034 757 B4 offenbart, ist der Aus- gangspunkt der nachfolgend beschriebenen Erfindungen, die die ^¬ sen in mehrere Richtungen weiterentwickelt.

Entwicklungsarbeiten haben gezeigt, dass die Bereitstellung eines gut geeigneten Dichtungsrings schwierig ist und die di ^¬ rekte Übertragung bekannter Dichtkonzepte zu suboptimalen Er ^¬ gebnissen führt.

Problematisch ist dabei bereits, dass bei hohen herrschenden Drücken einerseits im Vergleich zu üblicherweise abzudichten ^¬ den Spaltgrößen relativ breiter Spalt vorliegt, denn der Ab ^¬ stand zwischen der Arbeitsmasse, die durch den Kolben gebildet wird, und dem umgebenden Gestein, das die Wand des Hydrau ^¬ likzylinders bildet, hat eine typische minimale Ausdehnung von mehreren hundert mm bis hin zu 1000 mm.

Selbst dann, wenn eine geringere Ausdehnung des Abstands im nicht geladenen Zustand möglicherweise technisch realisierbar wäre, wäre sie nicht wünschenswert, denn die Felsmasse, die den Kolben bildet, ist in zumindest partiell ausgefahrenem Zu ^¬ stand einem nicht zu vernachlässigenden Winddruck ausgesetzt, der eine leichte Verkippung der den Kolben bildenden Masse ge ^¬ genüber dem Hydraulikzylinder bewirkt. Bei zu geringem Abstand zwischen der Masse und dem Hydraulikzylinder könnte es in die- ser Situation zu einem Verklemmen der Masse im Hydraulikzylin ^¬ der kommen.

Gerade das Verkippen der den Kolben bildenden Masse im Hydrau ^¬ likzylinder verschärft aber die Dichtproblematik dadurch noch weiter, dass dann einerseits die Breite des abzudichtenden

Spalts entlang der Hubrichtung variieren kann und andererseits auch in unterschiedliche Richtungen senkrecht zur Hubrichtung unterschiedlich sein kann. Hinzu kommt als weitere Besonderheit des abzudichtenden Spal ^¬ tes zwischen Kolben und Hydraulikzylinder, dass die Spaltbrei ^¬ te in Abhängigkeit von seinem Ladezustand, der mit der aktuel ^¬ len Hubhöhe des Kolbens korreliert, variiert. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Druck der Hydraulikflüssigkeit, der auf Kolben und Hydraulikzylinder wirkt, von dieser Größe ab ^¬ hängig ist und so hoch ist, dass die Materialien, aus denen diese Bauteile bestehen, komprimiert werden. Diese Effekte liegen bei Lageenergiespeichern mit Radien von einigen hundert Meter in der Größenordnung Dezimeter.

Als weiteres Problem tritt hinzu, dass die Oberflächen von Kolben und/oder Hydraulikzylinder keinen perfekten prismoida- len Körper definieren und nicht nachhaltig sind, sondern un- eben sind und somit nicht nur auf mikroskopischer Skala eine Rauigkeit aufweisen. Beispielsweise führen bergmännische Ar ^¬ beiten, die zum Heraustrennen einer den Kolben des Hydrau ^¬ likzylinders bildenden Felsmasse aus dem umgebenden Gestein notwendig sind, zu strukturierten Gesteinsoberflächen. Diese rauen Oberflächen erhöhen Anforderungen an die Dichtung in zweifacher Hinsicht. Einerseits muss die Dichtung hinreichend flexibel sein, um bei Kontakt mit einer strukturierten Ober ^¬ fläche den Durchtritt von Flüssigkeit an jeder Stelle der Oberflächenstruktur zu vermeiden. Andererseits muss aber si- chergestellt sein, dass die Dichtung bei einer Änderung der Position der den Kolben des Hubzylinders bildenden Felsmasse im Hubzylinder, welche für den Betrieb des Lageenergiespei ^¬ chers essentiell ist, nicht übermäßig verschlissen wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Lageener ^¬ giespeicher mit einer verbesserten Dichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lageenergiespeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbil ^¬ dungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lageenergiespeicher mit einem Hydraulikzylinder, in dem ein Kolben zur Speicherung von Energie in Form von potentieller Energie des Kolbens angeord ^¬ net ist, wobei die Position des Kolbens relativ zur Erdober ^¬ fläche veränderbar ist, mit einer Pumpe, mit der eine Hydrau ^¬ likflüssigkeit über Leitungen in den Hydraulikzylinder pump- bar ist, so dass der Kolben angehoben wird, und mit einem Ge ^¬ nerator zur Umwandlung von Strömungsenergie von beim Absinken des Kolbens aus dem Hydraulikzylinder verdrängter Hydraulik ^¬ flüssigkeit in Elektrizität, wobei zwischen dem Hydraulikzy ^¬ linder und dem Kolben (d.h. im Bereich zwischen Hydraulikzy- linder und Kolben; eine an beide Bauteile unmittelbar angren ^¬ zende Anordnung der Dichtung ist zwar in vielen Ausführungs ^¬ formen vorteilhaft, soll aber durch die Formulierung „zwischen Hydraulikzylinder und Kolben" nicht impliziert werden) eine Dichtung oder eine Dichtungsanordnung zumindest partiell ange- ordnet ist. Zumindest partiell angeordnet bedeutet dabei, dass sich die Dichtung oder Dichtungsanordnung nicht vollständig im Spalt befinden muss, sondern auch Abschnitte im Hydraulikzy ^¬ linder, im Kolben oder in in diesen vorgesehenen Ausnehmungen aufweisen kann.

Die Geometrie dieser -in vielen Fällen im Wesentlichen zylin ^¬ dersymmetrischen- Grundanordnung und insbesondere ihre Hub ^¬ achse bestimmt auch die Begriffe „außen", „innen", „oben" und „unten" für einen solchen Lageenergiespeicher. „Oben" ent- spricht der Richtung, in die der Kolben sich bei Speicherung von Energie im Lageenergiespeicher bewegt, „unten" der Rich ^¬ tung, in die der Kolben sich bei Entnehmen von Energie aus dem Lageenergiespeicher bewegt. „Außen" bedeutet radial von der Hubachse weg, „innen" radial auf die Hubachse zu.

Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Dichtung zumindest einen Dichtabschnitt mit einer flexiblen Trägerstruktur zur Aufnahme der wirkenden Kräfte aufweist, der ein- oder beidsei ^¬ tig mit einer fluiddichten Schicht zur Abdichtung gegen den Durchtritt von Fluid beschichtet oder mit einem erstarrten fluiddichten Material durchtränkt ist.

Die Einschränkung „zumindest einen Dichtabschnitt" trägt dabei der Tatsache Rechnung, dass, wie unten detailliert erläutert wird, Dichtungsanordnungen möglich sind, bei denen die Dich ^¬ tung mehrlagig, insbesondere quasi „gefaltet" oder „umgeschla ^¬ gen" in einem Spalt zwischen Kolben und Hydraulikzylinder an ^¬ geordnet sind und dass es bei einer solchen Anordung ausrei ^¬ chend zum Abdichten des Spalts ist, wenn eine dieser Lagen, die alle zu einer Dichtung gehören, die Dichtwirkung entfaltet und dass, wie ebenfalls nachfolgend detailliert erläutert wird, Dichtungsanordnungen möglich sind, in denen der Dichtab ^¬ schnitt und weitere, anders aufgebaute Komponenten der Dich ^¬ tung durch ihr Zusammenwirken die angestrebte Dichtwirkung er ^¬ zielen. Eine solche Komponente kann beispielsweise auch ein in den Spalt hineinragender Teil eines Lagerrings aus Beton für die Dichtung sein, der im Kolben oder im Hydraulikzylinder verankert ist.

Wie aus dem vorstehenden Abschnitt deutlich wird, unterschei ^¬ det diese Patentanmeldung somit zwischen den Begriffen „Dicht ^¬ abschnitt", „Dichtung" und „Dichtungsanordnung". Als Dichtung wird dabei die im abzudichten Raum angeordnete Baugruppe, die aus mehreren Komponenten bestehen kann, verstanden. Notwendi ^¬ ger Bestandteil einer Dichtung ist mindestens ein Dichtab- schnitt, d.h. mindestens ein Abschnitt oder Bestandteil der Dichtung, der eine Dichtwirkung herbeiführen kann, also den Durchtritt von Hydraulikflüssigkeit durch den abzudichtenden Raum oder einen Teil desselben verhindert; eine Dichtung kann aber auch Bestandteile aufweisen, die diese Funktion nicht er ^¬ füllen. Die Dichtungsanordnung kann neben der Dichtung auch Komponenten wie Lager oder Mittel zur mechanischen Positionie ^¬ rung umfassen, also insbesondere Mittel, die die Lage der Dichtung im abzudichten Raum bestimmen und/oder beeinflussen.

Als Material für die fluiddichte Schicht sind z.B. Gummi, Si ^¬ likon, Kautschuk oder ein elastischer Kunststoff besonders ge ^¬ eignet. Als Trägerstruktur kann insbesondere eine Anordnung von Seilen oder Bändern dienen. Eine solche Anordnung kann z.B. durch in einem Abstand von einigen mm oder wenigen cm ne ^¬ beneinander, gegebenenfalls auch so dicht wie möglich nebenei ^¬ nander, angeordnete Seile oder Bänder bzw. von nebeneinander angeordneten Abschnitten solcher Seile oder Bänder gebildet werden. Wenn nachfolgend im Sinne einer knappen und prägnante- ren Formulierung von nebeneinander angeordneten Seilen oder Bändern die Rede ist, soll dies nicht ausschließen, dass un ^¬ terschiedliche Abschnitte desselben Seils oder desselben Bands nebeneinander angeordnet sind, sondern diese Variante mit um ^¬ fassen .

Explizit hingewiesen wird an dieser Stelle auf die Tatsache, dass „nebeneinander" nicht notwendig „parallel zueinander" o- der „unmittelbar benachbart" bedeutet und es in der Praxis vorteilhaft ist, Seile oder Bänder zumindest mit einer Ver- laufskomponente in radialer Richtung zur Achse der Hubrichtung verlaufen zu lassen, was mit sich bringt, dass der Abstand der Seile oder Bänder voneinander an der dem Kolben zugewandten Seite der Dichtung etwas geringer ist als an der der Innenwand des Hydraulikzylinders zugewandten Seite. Die Praxisrelevanz dieses Verlaufs ergibt sich daraus, dass insgesamt eine kreis ^¬ ringförmige Öffnung abzudichten ist. Bei dieser Dichtungsgeo ^¬ metrie werden insbesondere in dieser Beschreibung als Ende o- der Rand der Dichtung solche Abschnitte der Dichtung bezeich ^¬ net, mit denen die Dichtung am Hydraulikzylinder oder am Kol ^¬ ben anliegt bzw. befestigt ist.

Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass die Dichtung naturgemäß den Kolben in radialer Richtung umgeben muss, also in jeder Richtung senkrecht zur Hubachse gesehen ein Abschnitt der Dichtung vorhanden sein muss. Für diesen Sachverhalt wird nachfolgend der Begriff „radial umlaufende Dichtung" verwen ^¬ det .

Dabei müssen zu demselben Zeitpunkt in unterschiedlichen Rich ^¬ tungen unterschiedlich breite Spalte, die sich beispielsweise als Konsequenz aus einem Winddruckversatz des Kolbens ergeben können, ebenso wie in derselben Richtung zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedlich breite Spalte, die sich dadurch ergeben, dass der Druck der Hydraulikflüssigkeit auf Kolben und Hydraulikzylinder in Abhängigkeit vom Ladezustand des La ^¬ geenergiespeichers variiert und zur den Spalt verbreiternden Kompression von Kolben und Hydraulikzylinder führen kann, durch die Dichtung abgedichtet werden können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Dichtabschnitt oder die Dichtung in Umfangsrichtung des Kolbens, also jeweils lokal in Richtung tangential zum Kolben an der jeweiligen Stelle, elas- tisch, insbesondere reversibel dehnbar und reversibel kompri ^¬ mierbar ist. Durch diese Maßnahme ist eine Anpassung des Dich ^¬ tabschnitts an mit unterschiedlichen Spaltbreiten einher ge ^¬ hende Variationen des Umfangs an der Kontaktfläche zwischen Dichtabschnitt bzw. Dichtung und Kolben bzw. Wand des Hydrau ^¬ likzylinders, realisierbar.

Für Fertigung, Transport und Installation der Dichtung ist es vorteilhaft, wenn die Dichtung aus einzelnen Segmenten zusam ^¬ mengesetzt wird, wobei insbesondere auch eine polygonzugartig zusammengesetzte Dichtung bei großen Radien realisierbar ist. Insbesondere in diesem Fall können gegebenenfalls auch Dich ^¬ tungen mit parallel verlaufenden Seilen oder Bändern verwendet werden, um die einzelnen Segmente zu bilden. Zwar führt eine polygonzugartige Anordnung, z.B. an der Hydraulikzylinderwand, dazu, dass bei einem Nachführen der Dichtung zur Abdichtung eines breiteren Spalts aus geometrischer Sicht zu einem Über ^¬ lapp zwischen den Dichtabschnitten bzw. Dichtungen der einzel- nen Segmente, bedingt durch die großen Radien der Lageenergie ^¬ speicher kann dieser Überlapp jedoch durch die bevorzugte Elastizität in Umfangsrichtung des Kolbens vermieden, insbe ^¬ sondere im diskutierten Beispiel in eine Kompression des Dich ^¬ tabschnitts bzw. der Dichtung überführt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dieser Erfin ^¬ dung ist vorgesehen, dass bei der installierten Dichtung min ^¬ destens nebeneinander angeordneten Seile oder Bänder der Trä ^¬ gerstruktur in eine Richtung verlaufen, die eine Komponente radial zur Hubrichtung und gegebenenfalls eine Komponente pa ^¬ rallel zur Hubrichtung, aber keine Komponente tangential zum Kolbenumfang haben. Dies impliziert, dass die Dichtung einer ^¬ seits mit beiden Enden entweder am Hydraulikzylinder oder am Kolben verankert ist oder andererseits mit einem Ende am Hyd- raulikzylinder und mit dem anderen Ende am Kolben verankert ist und bringt den Effekt mit sich, dass die wirkenden Kräfte, die von der Trägerstruktur aufgenommen werden sollen, durch die Verankerung an diesen Stellen abgefangen werden. Für die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist es beson ^¬ ders bevorzugt, wenn die nebeneinander angeordneten Seile oder Bänder der Trägerstruktur an den Enden der Dichtung jeweils an einem gemeinsamen Wulstseil befestigt oder um das Wulstseil herumgeschlungen sind. Das letztgenannte Merkmal ermöglicht es insbesondere, dass nebeneinander verlaufende Seile oder Bänder der Trägerstruktur durch unterschiedliche Abschnitte desselben Seils oder Bands gebildet werden. Das Wulstseil kann dann zur Verankerung der Dichtung am Kolben oder an der Innenwand des Hydraulikzylinders verwendet werden, z.B. durch Aufnahme in einen dort befestigten, insbesondere eingegossen und/oder mit Stahlarmierungen verbundenen bzw. verspannten Ankerkasten, in dem es mit Beton eingegossen wird.

Als Wulstseil wird dabei in dieser Offenbarung ein Seil, ins ^¬ besondere ein Stahlseil bezeichnet, das einen deutlich größe ^¬ ren, insbesondere mindestens doppelt, bevorzugt mindestens dreimal so großen Durchmesser hat, der jedenfalls die Mindest- kauschengröße des umschlingenden Seils erreicht oder über ^¬ steigt, wobei das Seil beispielsweise durch Verflechten oder Verseilen von mehreren Seilen oder Bändern der Trägerstruktur gebildet werden kann. Einerseits wird durch das Wulstseil mit seinem deutlich größe ^¬ ren Durchmesser sichergestellt, dass es die Zugkräfte der an ihm angeordneten Seile oder Bänder der Trägerstruktur aufneh ^¬ men kann. Zweitens stellt der größere Durchmesser sicher, dass Seile oder Bänder der Trägerstruktur ohne allzu starke Kni- ckung um das Wulstseil herumgewickelt werden können. Drittens erlaubt ein großer Durchmesser des Wulstseils eine sichere Verankerung, beispielsweise in einem Ankerkasten. Ein anderes Ausführungsbeispiel für eine Trägerstruktur ist ein Geflecht aus Seilen oder Bändern.

Für die Anwendung in Lageenergiespeichern sind als Grundkompo- nente der Trägerstruktur Stahlseile besonders bevorzugt. Für typische Abmessungen von Lageenergiespeichern und die daraus resultierenden Belastungen haben sind z.B. Stahlseile, insbe ^¬ sondere Edelstahlseile mit einem Durchmesser zwischen etwa 5mm und etwa 25mm besonders geeignet.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Seile oder Bänder der Trägerstruktur mit einem Gewebe miteinander verbunden sind, so dass die Trägerstruktur durch das Gewebe zusammengehalten wird. Geeignet hierfür sind insbesondere Abstandsgewebe.

Beispielsweise können Stahlseile als Kettfäden und und Kunst ^¬ fasergeweben als Schussfäden miteinander verwebt und dann mit der fluiddichten Schicht beschichtet werden, um eine Dichtung für einen Lageenergiespeicher zu erhalten.

Um die Lebensdauer der Dichtung zu erhöhen, können vorzugswei ^¬ se Dichtlippen oder Wülste aus Gummi, Silikon oder einem elas ^¬ tischen Kunststoff an Positionen der Dichtung vorgesehen wer ^¬ den, an denen eine Wechselwirkung mit dem Kolben oder der In- nenwand des Hydraulikzylinders zu erwarten ist.

Unter Verwendung einer derart aufgebauten Dichtung lassen sich eine Reihe von unterschiedlichen Dichtungsmechanismen reali ^¬ sieren, die im Hinblick auf die unterschiedlichen Erfordernis- se individueller Realisationen von Lageenergiespeichern opti ^¬ miert sind. Durch die Dichtung abzudichten ist dabei jeweils eine Fläche, die durch einen inneren Kreis (nämlich den äuße ^¬ ren Umfang des Kolbens) und einen äußeren Kreis (nämmlich den inneren Umfang der Wand des Hydraulikzylinders) begrenzt ist, wobei sich der innere Kreis in dem äußeren Kreis bewegen kann (z.B. bei Versatz des Hydraulikzylinders durch Winddruck) und die sich zudem in Abhängigkeit vom Ladezustand des Lageener- giespeichers ändern kann.

Rollmembran

Ein erster Dichtmechanismus sieht vor, dass zwischen dem Hyd- raulikzylinder und dem Kolben ein radial umlaufender, durch die gesamte Dichtung gebildeter Dichtabschnitt angeordnet ist, dessen eines Ende bzw. dessen einer Rand in einem ersten, in die Innenwand des Hydraulikzylinders eingelassenen Lager ver ^¬ ankert ist und dessen anderes Ende bzw. dessen anderer Rand in einem zweiten, in die Außenwand des Kolbens eingelassenen La ^¬ ger verankert ist. Die Lager können beispielsweise als Beton ^¬ ringe ausgeführt sein, an bzw. in denen der Dichtabschnitt eingelassen ist. Der Vorteil dieses Dichtmechanismus besteht darin, dass die Dichtung nicht entlang einer (rauen) Oberflä- che bewegt werden muss.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Abstand des ersten und des zweiten Lagers bei vollständig entladenem Lageenergiespei ^¬ cher der halben maximalen Hubhöhe entspricht und das zweite, in die Außenwand des Kolbens eingelassene Lager bei vollstän ^¬ dig entladenem Lageenergiespeicher unterhalb des ersten, in die Innenwand des Hydraulikzylinders eingelassenen Lagers an ^¬ geordnet ist. In diesem Fall reicht ein Dichtabschnitt mit ei ^¬ ner die halbe maximale Hubhöhe um wenige Prozent übersteigen- den Länge aus, um die Bewegung des Kolbens um die Hubhöhe zu erlauben, was die für den Dichtabschnitt aufzuwendenden Kosten signifikant reduziert. SCHIRM-DICHTUNG

Ein zweiter Dichtungsmechanismus basiert auf einer den Kolben radial, also senkrecht zu seiner Hubrichtung umgebenden Dich- tung, die somit eine Dichtmanschette bildet. Der im abzudich ^¬ tenden Spalt angeordnete Abschnitt der Dichtung bildet in ei ^¬ ner Querschnittsebene durch den Kolben, die dessen Längsachse enthält betrachtet eine Schlaufe. Beide Enden bzw. Ränder der als Dichtmanschette ausgestalteten Dichtung sind in zwei am oder im Hydraulikzylinder eingelassenen Lagern oder in zwei am oder im im Kolben eingelassenen Lagern verankert, so dass eine doppellagige Dichtmanschette entsteht, wobei das nicht gela ^¬ gerte, die Schlaufe bildende Mittelteil zwischen den Endab ^¬ schnitten nach oben weist und eine Länge hat, die das Zweifa- che des maximalen Abstands zwischen Kolben und Innenwand des Hydraulikzylinders um mindestens 200%, bevorzugt

300%übersteigt und wobei die untere, der Hydraulikflüssigkeit zugewandte Lage der doppellagigen Dichtmanschette im schlau- fenförmigen Abschnitt zumindest abschnittsweise für den Durch- tritt von Hydraulikflüssigkeit durchlässig ist, während die obere Lage der Schlaufe und der gekrümmte Bereich der Schlau ^¬ fe, in dem die obere Lage in die untere Lage der doppellagigen Dichtmanschette übergeht, den Dichtabschnitt bilden. Bei dieser Dichtungsanordnung wird die doppelwandige Dichtman ^¬ schette also mit anderen Worten durch ein Umschlagen des Dich ^¬ tungsmaterials und Verankerung beider Enden bzw. Ränder der Dichtung an bzw. im Kolben oder Hydraulikzylinder gebildet. Damit bildet die Dichtmanschette im Querschnitt durch den La- geenergiespeicher betrachtet eine Schlaufe, die im Bereich zwischen dem Kolben und dem Hydraulikzylinder liegt und sich nach oben erstreckt, aus. Die unter Druck stehende Hydraulik ^¬ flüssigkeit dringt dann durch für sie durchlässige Abschnitte der unteren Lage in das Innere der Schlaufe ein, entfaltet sie und drückt sie an die Wand um so die Dichtwirkung herbeizufüh ^¬ ren .

Ein wesentlicher Vorteil dieser Dichtungsanordnung liegt da ^¬ rin, dass sie auf sehr einfache Weise Änderungen in der Breite des abzudichtenden Spalts kompensiert. Dabei ist im Gegensatz zu der vorstehend diskutierten Ausgestaltung als Rollmembran der minimale Platzbedarf geringer, und es können sehr enge Biegeradien, an denen der Druck angreift, vermieden werden, da nötigenfalls auch z.B. bei der Lagerung der doppellagigen Dichtmanschette am Kolben eine Aussparung im Kolben vorgesehen werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Dichtungsanord ^¬ nung ist vorgesehen, dass im Inneren der doppelwandigen Dicht ^¬ manschette eine Spannklammer oder Andruckfeder angeordnet ist, welches den minimalen Radius der Schlaufe nach unten be ^¬ grenzt und die Ausrichtung der Schlaufe nach oben sichert. Dadurch kann das schnelle Entfalten der Schlaufe gewährleistet werden und verhindert werden, dass die Schlaufe beim Verfahren des Kolbens im Hydraulikzylinder nach unten gezogen wird.

SCHLAUCHDICHTUNG

Eine Variante der vorstehend beschriebenen Dichtungsanordnung erhält man, wenn eine den Kolben radial, also senkrecht zu seiner Hubrichtung umgebenden Dichtmanschette, deren im abzu ^¬ dichtenden Spalt angeordneter Dichtabschnitt in einer Quer ^¬ schnittsebene durch den Kolben, die dessen Längsachse enthält betrachtet eine Schlaufe bildet und bei der beide Enden bzw. Ränder der Dichtmanschette in zwei am oder im Hydraulikzylin ^¬ der eingelassenen Lagern oder in zwei am oder im im Kolben eingelassenen Lagern verankert sind, vorhanden ist, so dass eine doppellagige Dichtmanschette entsteht, wobei das nicht gelagerte, die Schlaufe bildende Mittelteil zwischen den End ^¬ abschnitten nach oben weist und eine Länge hat, die das Zwei- fache des maximalen Abstands zwischen Kolben und Innenwand des Hydraulikzylinders um mindestens 200%, bevorzugt 300% über ^¬ steigt, bei der aber im Gegensatz zu der vorstehend diskutier ^¬ ten Ausführungsform die die Dichtungswirkung hervorrufende Druckbeaufschlagung nicht durch Flüssigkeitseintritt durch ei- nen für die Hydraulikflüssigkeit durchlässigen Abschnitt der Schlaufe bewirkt wird, sondern bei der Innenraum der Schlaufe durch Beschickung mit einem Fluid durch ein im Hydraulikzylin ^¬ der oder im Kolben vorgesehenes Leitungssystem unter einen Druck gesetzt werden kann, der mindestens dem Druck der Hyd- raulikflüssigkeit im Spalt an der Dichtung entspricht, bevor ^¬ zugt jedoch diesen Druck um 5 bis 10 % übersteigt, so dass im Inneren der Schlaufe, ein Überdruck herrscht.

Als Fluid kann auch die Hydraulikflüssigkeit selbst verwendet werden, wenn sie durch ein Leitungssystem im Kolben oder im Hydraulikzylinder ins Innere der Schlaufe geleitet wird. Es müssen allerdings insbesondere dann, wenn mit Überdruck gear ^¬ beitet werden soll, noch Mittel zur Druckerhöhung, z.B. durch einen Druckgastank oder eine Pumpe vorgesehen werden.

Bei dieser Variante kann das Verhalten der Schlaufe noch bes ^¬ ser kontrolliert werden und die Dichtungsfunktion wird zuver ^¬ lässiger gewährleistet. Dies gilt in besonderem Maße dann, wenn im Innenraum der Schläuche mit Überdruck gearbeitet wird. Allerdings müssen zusätzlich ein Leitungssystem und ggf. Mit ^¬ tel zur Druckerhöhung vorgesehen werden.

DRUCKSCHLAUCH MIT DICHTSCHÜRZE Eine weitere Möglichkeit, den Dichtungsmechanismus zu reali ^¬ sieren besteht darin, eine Dichtung vorzusehen, die an einem oberen Lager und einem unteren Lager, die beide in der Innen ^¬ wand des Hydraulikzylinders oder beide im Kolben angeordnet sind, verankert ist und zumindest mit einem Abschnitt einen in einer umlaufenden Ausnehmung der Innenwand des Hydraulikzylin ^¬ ders, wenn die Lager dort angeordnet sind oder in einer Aus ^¬ nehmung im Kolben, wenn die Lager dort angeordnet sind, vorge ^¬ sehenen, radial um den Kolben herumlaufenden Druckschlauch überdeckt, der über eine Pumpe unter einen den an der Dichtung herrschenden Druck der Hydraulikflüssigkeit übersteigenden Druck gesetzt werden kann, so dass sich der Druckschlauch in den Spalt zwischen Hydraulikzylinder und Kolben hinein aus ^¬ dehnt und die Dichtung in jeder Richtung senkrecht zur Hub ^¬ richtung an einen Kontaktpunkt mit der inneren Oberfläche des Hydraulikzylinders, wenn die Dichtschürze am Kolben verankert ist oder der äußeren Oberfläche des Kolbens, wenn die Dicht ^¬ schürze am Hydraulikzylinder verankert ist, gepresst wird, wo ^¬ bei sich der Dichtabschnitt der Dichtung in dieser Position zumindest vom unteren Lager bis zum Kontaktpunkt erstreckt, so dass keine Hydraulikflüssigkeit austreten kann.

Der besondere Vorteil dieses Dichtungssystem besteht darin, dass durch das Vorsehen des Druckschlauchs die Dichtung bzw. der Dichtabschnitt auch in lokale Vertiefungen hineingedrückt wird und dadurch auf einfache Weise auch die sichere Abdich ^¬ tung von strukturierten Oberflächen erlaubt.

Vorteilhaft ist dabei insbesondere, wenn die Verankerung der Dichtung im oberen Lager derart beweglich ausgeführt ist, dass sie die Veränderung der Weglänge vom unteren Lager über die Schlauchoberfläche zum oberen Lager, die mit der Ausdehnung des Druckschlauchs üblicherweise einher geht, zumindest teil ^¬ weise kompensiert. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Dichtschürze über Zugfedern im oberen Lager verankert ist.

STUFEN-SCHIRM-DICHTUNG (BALG)

Ein Nachteil der bislang diskutierten Dichtungsanordnungen ist darin zu sehen, dass jeweils eine relativ ausgedehnte, flexib- le Dichtung im Bereich des Spaltes angeordnet ist, was dazu führt, dass die Bewegung dieser Dichtung beim mit dem Betrieb des Lageenergiespeichers einhergehenden Verfahren des Kolbens relativ zum Hydraulikzylinder schwierig zu kontrollieren sein kann .

Diese Problematik kann man dadurch reduzieren, dass mehrere kleinere und damit leichter kontrollierbare Dichtungen bzw. Dichtabschnitte, die miteinander verbunden sind, so dass sie einen Dichtungsbalg bilden, vorgesehen werden, welche mecha- nisch geführt werden. Die mechanische Führung kann dabei ins ^¬ besondere an den Verbindungsstellen angreifen, beispielsweise mit einer die Verbindungsstelle übergreifenden Klammer oder mit in die Verbindungsstelle integrierten Ösen bzw. Laschen. Die mechanische Führung kann dabei z.B. durch Schleppstangen mit Endbegrenzung oder Haltescheren bzw. Scherenanker gewähr ^¬ leistet werden. Auch die so aufgebauten Systeme können an ^¬ triebslos durch Hydraulikflüssigkeit, die in den Raum zwischen der Dichtung und ihrer Lagerung eingeleitet wird, aufgeklappt werden, es ist aber auch ein mechanischer oder hydraulischer Antrieb denkbar.

Ein Nebeneffekt dieser Anordnungen besteht darin, dass die deutlich kleineren resultierenden Dichtabschnitte zumindest im Hinblick auf die mit deren Herstellung verbundenen Kosten deutlich geringer sind.

KLAPPEN-SCHIRM-DICHTUNG

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Dichtungsan ^¬ ordnung ist vorgesehen, dass der Dichtabschnitt mit mindestens einem, bevorzugt seinem oberen Rand an einem starren, aber drehbar oder verschiebbar im Kolben oder, bevorzugt, in der Innenwand des Hydraulikzylinders gelagerten Dichtungsträger gelagert ist, welcher durch die Drehung oder die Verschiebung in den Spalt zwischen der Innenwand des Hydraulikzylinders und dem Kolben hinein bewegbar ist, so dass der in den Spalt hin ^¬ ein bewegte Dichtungsträger oder ein daran befestigtes Anbau- teil den Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit durch den Teil des Spalts, der von dem Dichtungsträger oder dem daran befes ^¬ tigten Anbauteil überdeckt wird, sperrt, wobei der Dichtab ^¬ schnitt den zwischen dem Dichtungsträger und der Innenwand des Hydraulikylinders , wenn der Dichtungsträger im Kolben gelagert ist oder zwischen dem Dichtungsträger und dem Kolben, wenn der Dichtungsträger in der Innenwand des Hydraulikzylinders gela ^¬ gert ist, verbleibenden Teil des Spalts abdichtet. Diese An ^¬ ordnung hat den Vorteil, dass die Ausdehnung des Dichtab ^¬ schnitts gering gehalten werden kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Dichtungsanordnung se ^¬ hen vor, dass der Dichtungsträger kreissegmentförmig ist und so drehbar auf Druckrollen gelagert ist, dass er auf einer Kreisbahn geführt wird, deren Mittelpunkt im abzudichtenden Spalt liegt. Auf diese Weise können Biegemomente, die auf den Dichtungsträger wirken, reduziert und beherrscht werden. Eine zusätzliche oder alternative Weiterbildung sieht vor, dass zwischen dem Dichtungsträger und seinem Lager eine als Rollmembran ausgeführter weiterer Dichtabschnitt angeordnet ist, so dass durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit auf den weiteren Dichtabschnitt der Dichtabschnitt angepresst wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Dichtab ^¬ schnitt immer eine gute Dichtwirkung entfaltet.

Für alle vorstehend diskutierten Dichtungsanordnungen, die nur auf einer Seite des Spalts, d.h. entweder am Hydraulikzylinder oder nur am Kolben gelagert sind, ist es vorteilhaft, wenn in der Innenwand des Hydraulikzylinders, falls die Dichtung am Hydraulikzylinder angeordnet ist, oder in der Außenwand des Kolbens, falls die Dichtung am Kolben angeordnet ist, eine Ausnehmung vorhanden ist, in die die Dichtung aufgenommen wer ^¬ den kann, wenn sich die Breite des Spalts zwischen Hydrau ^¬ likzylinder und Kolben verringert. Insbesondere bei hohem Winddruck kann es dazu kommen, dass eine solche Verringerung der Spaltbreite auftritt, die auch sehr stark ausfallen kann, was zu einer starken Belastung der Dichtung führt, wenn diese nicht ausweichen kann. Durch die Bereitstellung einer Aufnahme für die Dichtung kann diese Belastung effektiv vermieden wer ^¬ den. Ein Mindestabstand zwischen Innenwand des Hydraulikzylin ^¬ ders und Außenwand des Kolbens kann durch das Vorsehen von Puffern, die zum Abfangen dieser Belastungen ausgelegt sind, an der Innenwand des Hydraulikzylinders oder der Außenwand des Kolbens gewahrt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Lageenergie- Speichers ist vorgesehen, dass Zentriermittel zur Zentrierung des Kolbens in Hydraulikzylinder vorhanden sind, und zwar ins ^¬ besondere solche, die den Kolben bei vollständig entladenem Lageenergiespeicher in eine Sollposition zwingen. Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass am Boden des Hydraulikzy ^¬ linders Strukturen angeordnet werden, in welche am Boden des Kolbens vorgesehene, komplementär geformte Strukturen eingrei ^¬ fen, zum Beispiel Dorne, die in komplementäre Trichter ein- greifen oder abgeschrägte, am Rand des Bodens des Hydraulikzy ^¬ linders angeordnete Zentrierblöcke, die in korrespondierende Ausnehmungen im unteren Randbereich des Kolbens eingreifen. Diese Maßnahmen gewährleisten, dass der Lageenergiespeicher in eine definierte Ausgangsposition gebracht werden kann, in der insbesondere nach dem Absenken des Kolbens kein Kontakt mit einer Hydraulikzylinderwand mehr besteht. Dies ist deshalb von wesentlicher Bedeutung, weil als Folge der mit dem Absenken einhergehenden signifikanten Druckreduktion eine etwaige Kom ^¬ pression von Kolben und Hydraulikzylinderwand durch die Hyd- raulikflüssigkeit fort fällt, was zu einer Ausdehnung des Kol ^¬ bens radial nach außen und der Hydraulikzylinderwand radial nach innen führt. Beim Bestehen eines Kontakts zwischen Kolben und Hydraulikzylinderwand würde der Kolben in abgesenktem Zu ^¬ stand durch die Ausdehnung verschoben, was zu einer Beschädi- gung oder Zerstörung des Hydraulikzylinderbodens führen könn ^¬ te .

Als vorteilhafte Weiterbildung eines Lageenergiespeichers hat sich darüber hinaus erwiesen, wenn als Lager für die Dichtung am Zylinder und/oder am Kolben ein umlaufender Betonring vor ^¬ gesehen ist, wobei explizit darauf hingewiesen wird, dass auch ein aus Sektionen, welche gemeinsam den Kolben vollständig um ^¬ laufen, zusammengesetzter Betonring ein umlaufender Betonring im Sinne dieses Dokuments ist. Auf diese Weise wird eine be- sonders zuverlässige Lagerung der Dichtung erreicht. WANDBESCHICHTUNG

Ein wesentlicher Anteil der Probleme, eine geeignete Dichtung für einen gattungsgemäßen Lageenergiespeicher bereitzustellen basiert auf der beim Bau des Lageenergiespeichers erreichbaren Oberflächenstruktur der Innenseite des Hydraulikzylinders bzw. der Außenseite des Kolbens. Diese hat eine erhebliche Oberflä- chenrauigkeit , was einerseits zu starker Abnutzung der Dieh ^¬ tung beim Anheben und Ablassen des Kolbens führt, andererseits aber auch erschwert, das Durchsickern von Hydraulikflüssigkeit durch eine Dichtung, die naturgemäß auf den Maxima der Ober ^¬ flächenstruktur aufliegt, aber gleichzeitig die Minima der Oberflächenstruktur noch verschließen muss effektiv zu verhin- dern.

Aufgabe einer eigenständigen Erfindung ist daher das Problem, eine Verbesserung der Wirkung von Dichtungen des Lageenergie ^¬ speichers, unabhängig von deren Aufbau zu bewirken. Diese Auf- gäbe wird gelöst durch einen Lageenergiespeicher mit einem

Hydraulikzylinder, in dem ein Kolben zur Speicherung von Ener ^¬ gie in Form von potentieller Energie des Kolbens angeordnet ist, wobei die Position des Kolbens relativ zur Erdoberfläche veränderbar ist, mit einer Pumpe, mit der eine Hydraulikflüs- sigkeit über Leitungen in den Hydraulikzylinder pumpbar ist, so dass der Kolben angehoben wird, und mit einem Generator zur Umwandlung von Strömungsenergie von beim Absinken des Kolbens aus dem Hydraulikzylinder verdrängter Hydraulikflüssigkeit in Elektrizität, wobei zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Kolben eine Dichtung angeordnet ist.

Erfindungswesentlich für diese Erfindung ist dabei, dass die innere Wandfläche des Hydraulikzylinders und/oder die äußere Wandfläche des Kolbens zumindest in dem Höhenbereich zwischen dem Punkt, an dem die Dichtung bei vollständig entladenem La ^¬ geenergiespeicher anliegt und dem Punkt, an dem die Dichtung bei maximal geladenen Lageenergiespeicher anliegt, mit einer die Rauigkeit der Wandfläche reduzierenden Schicht verkleidet oder beschichtet sind. Beispielsweise kann als solche Schicht eine Edelstahlschicht verwendet werden.

BOHRPFAHLWAND

Eine weitere, sowohl in Kombination mit als auch unabhängig von den anderen in diesem Dokument diskutierten Erfindungen verwendbare Erfindung besteht in einem alternativ aufgebauten, aber nach demselben Prinzip arbeitenden Lageenergie-Speicher. Die Wahl des Ortes für einen mit bergmännischen Verfahren aus dem Fels herausgearbeiteten Lageenergiespeicher, wie er der DE 10 2010 034 757 B4 zu entnehmen ist, ist nämlich durch geolo ^¬ gische Gegebenheiten eingeschränkt. Es ist zwingend erforder ^¬ lich, dass das Gestein, aus dem der Hydraulikzylinder durch Ausschneiden bzw. Abtrennen des anzuhebenden Kolbens herausge ^¬ arbeitet wird, den Durchtritt der Hydraulikflüssigkeit auch dann, wenn sie unter sehr hohem Druck steht, sicher vermeidet.

Daher ist die Aufgabe dieser Erfindung, einen alternativ auf- gebauten Lageenergiespeicher bereitzustellen, dessen Standort weniger hohen Anforderungen genügen muss, bei dem aber trotz ^¬ dem durch den Aufbau des Hydraulikzylinders sichergestellt ist, dass der Durchtritt der Hydraulikflüssigkeit auch dann, wenn sie unter sehr hohem Druck steht, sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lageenergiespeicher mit einem Hydraulikzylinder, in dem ein Kolben zur Speicherung von Energie in Form von potentieller Energie des Kolbens angeord- net ist, wobei die Position des Kolbens relativ zur Erdober ^¬ fläche veränderbar ist, mit einer Pumpe, mit der eine Hydrau ^¬ likflüssigkeit über Leitungen in den Hydraulikzylinder pumpbar ist, so dass der Kolben angehoben wird, und mit einem Genera- tor zur Umwandlung von Strömungsenergie von beim Absinken des Kolbens aus dem Hydraulikzylinder verdrängter Hydraulikflüs ^¬ sigkeit in Elektrizität, wobei zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Kolben eine Dichtung angeordnet ist. Erfindungswesentlich für diese Erfindung ist dabei, dass die Wandung des Hydraulikzylinders aus Bohrpfählen aus Beton ge ^¬ bildet ist, wobei auf der Innenseite des Hydraulikzylinders Abdicht-Gewebe-Matten aus einem gegenüber dem Durchtritt von Hydraulikflüssigkeit dichten Material einander überlappend an- geordnet sind, wobei jede Abdicht-Gewebe-Matte an einem Bohr ^¬ pfahl verankert ist. Insbesondere können die Abdicht- Gewebematten einander an Sollbruch-Fugen überlappen.

Unter einem Bohrpfahl im Sinne dieser Beschreibung und der An- sprüche ist auch ein elliptisches oder quaderförmiges Wandseg ^¬ ment zu verstehen, das in einen in den Untergrund z.B. durch Einfräsen oder mit einer Bandsäge eingebrachten Schlitz einge ^¬ gossen wird. Auf den ersten Blick scheint die Realisierung des Hydraulikzy ^¬ linders durch Bohrpfähle problematisch zu sein, denn ein sol ^¬ cher Aufbau des Hydraulikzylinders ist zwar technisch gut be ^¬ herrschbar, da die einzelnen Bohrpfähle aber bei hohem Innen ^¬ druck auseinandergedrückt werden könnten besteht das Risiko, dass Fugen entstehen, durch die dann Hydraulikflüssigkeit in die Umgebung entweichen könnte. Durch an Bohrpfählen veranker ^¬ te Matten aus Abdicht-Gewebe, die einander an den Sollbruch ^¬ stellen, d.h. an den Stellen, an denen das Auftreten von sol- chen Fugen am wahrscheinlichsten ist, überlappen, kann dieses Problem aber entschärft werden, da diese Matten aus Abdicht- Gewebe dann ebenfalls mit demselben hohen Innendruck aufeinan der gepresst werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Erfindung sind die zwischen den einzelnen Bohrpfählen bestehenden Zwickel mit Spritzbeton gefüllt, so dass die Matten aus Abdicht-Gewebeauf einer glatten Oberfläche aufliegen. Dies reduziert nicht nur die Belastung der Matten aus Abdicht-Gewebe bei Druckänderun ^¬ gen, sondern kann darüber hinaus auch dem Entstehen von Fugen zwischen den einzelnen Bohrpfählen entgegenwirken.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die einander zugewandten Ober flächen von zwei benachbarten Bohrpfählen derart gestaltet sind, dass sie passgenau ineinander greifen. Dies kann insbe ^¬ sondere dadurch erreicht werden, dass ein Bohrpfahl im Quer ^¬ schnitt senkrecht zur Verlaufsrichtung des Bohrpfahls gesehen einen konvexen Abschnitt, der zum Beispiel ein durch einen Ab schnitt einer kreisförmigen Querschnittsfläche eines zylindri sehen Bohrpfahls gebildet werden kann, aufweist und ein be ^¬ nachbarter Bohrpfahl im Querschnitt senkrecht zur Verlaufs ^¬ richtung des Bohrpfahls gesehen einen konkaven Abschnitt auf ^¬ weist, dessen Geometrie an den konvexen Abschnitt des Nachbar bohrpfahls angepasst ist.

Die Wand kann somit durch Bohrpfähle einer ersten Art und Bohrpfähle einer zweiten Art gebildet werden, die so angeord ^¬ net sind, dass die zu einem gegebenen Bohrpfahl benachbarten Bohrpfähle jeweils Bohrpfähle der anderen Art sind. Z.B. kön ^¬ nen die Bohrpfähle der ersten Art einen kreisförmigen Quer ^¬ schnitt aufweisen, während der Querschnitt der Bohrpfähle der zweiten Art kreisförmig mit an den den benachbarten Bohrpfäh- len der ersten Art zugewandten Seiten angeordneten konkaven Ausnehmungen, deren Krümmung an die Krümmung des Querschnitts der Bohrpfähle der ersten Art entspricht ist. Bei dieser Aus ^¬ gestaltung ergibt sich, dass die benachbarten Bohrpfähle je- weils flächig aneinander angrenzen und sich dadurch gegensei ^¬ tig stabilisieren. Eine weitere Stabilisierung wird erreicht, wenn die Zwickel zwischen benachbarten Bohrpfählen 212,213 mit Spritzbeton ausgespitzt sind.

Um die Dichtigkeit des Hydraulikzylinders auch bei hohem Druck der Hydraulikflüssigkeit, der trotz der vorstehend beschriebe ^¬ nen Maßnahmen ein Restrisiko zu einer Riss- oder Spaltbildung und somit zur Undichtigkeit der so gebildeten Wand des Hydrau ^¬ likzylinders birgt, gewährleisten zu können, können zusätzlich jeweils an den Bohrpfählen der ersten Art und/oder der zweiten Art Abdicht-Gewebe-Matten aus einem gegenüber dem Durchtritt von Hydraulikflüssigkeit dichten Material einander überlappend angeordnet sein, wobei jede Abdicht-Gewebe-Matte an einem Bohrpfahl verankert ist. Die überlappenden Abschnitte benach ^¬ barter Abdicht-Gewebe-Matten werden durch den Druck der Hyd ^¬ raulikflüssigkeit aufeinander gepresst und dadurch das Durch ^¬ sickern von Hydraulikflüssigkeit sicher vermieden.

TOPF-KOLBEN

Insbesondere dann, wenn der Kolben des Lageenergiespeichers nicht „aus dem Vollen" aus einem Gesteinsblock geeigneter Grö ^¬ ße herausgearbeitet werden kann, muss ein Weg zur Bereitstel ^¬ lung eines geeigneten Kolbens gefunden werden. Da, wie bereits erwähnt, für die angestrebten Speichermengen die radialen Di ^¬ mensionen der Kolben ebenso wie ihre axialen Dimensionen hun ^¬ dert Meter zum Teil deutlich übersteigen werden, ist eine wichtige Bedingung, dass der Kolben vor Ort hergestellt werden kann. Dabei ist das Material, aus dem der Kolben besteht, ins ^¬ besondere seine Dichte, von entscheidender Bedeutung für die Menge der Energie, die im Energiespeicher gespeichert werden kann .

Daher ist die Aufgabe dieser Erfindung, einen alternativ auf ^¬ gebauten Kolben für Lageenergiespeicher bereitzustellen, der insbesondere ebenfalls dazu beiträgt, dass der Standort des Lageenergiespeichers weniger hohen Anforderungen genügen muss, bei dem aber trotzdem eine Herstellbarkeit vor Ort gegeben ist und bei dem zudem durch den Aufbau des Kolbens des Hydrau ^¬ likzylinders sichergestellt werden kann, dass dieser eine mög ^¬ lichst hohe Dichte aufweist, was dazu führt, dass dieselbe Energiemenge in einem Speicher mit geringerer räumlicher Aus- dehnung gespeichert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lageenergiespeicher mit einem Hydraulikzylinder, in dem ein Kolben zur Speicherung von Energie in Form von potentieller Energie des Kolbens angeord- net ist, wobei die Position des Kolbens relativ zur Erdober ^¬ fläche veränderbar ist, mit einer Pumpe, mit der eine Hydrau ^¬ likflüssigkeit über Leitungen in den Hydraulikzylinder pumpbar ist, so dass der Kolben angehoben wird, und mit einem Genera ^¬ tor zur Umwandlung von Strömungsenergie von beim Absinken des Kolbens aus dem Hydraulikzylinder verdrängter Hydraulikflüs ^¬ sigkeit in Elektrizität, wobei zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Kolben eine Dichtung angeordnet ist.

Erfindungswesentlich für diese Erfindung ist dabei, dass der Kolben durch einen Topf gebildet wird, der mit einem Material mit einer hohen Dichte gefüllt ist. Als hohe Dichte wird dabei eine Dichte > 2000 kg/m ³ angesehen, wobei eine möglichst hohe Dichte anzustreben ist, um die in einem Lageenergiespeicher gegebener Größe speicherbare Ener ^¬ giemenge zu maximieren. Ein bevorzugtes Füllmaterial sind z.B. Schlacken, wie sie bei der Stahlherstellung als Restprodukt übrig bleiben, da deren Dichte 3500kg/m ³ erreichen und sogar überschreiten kann.

Eine weitere Steigerung der Masse des gefüllten Topfes und so- mit auch der in einem Lageenergiespeicher mit gegebener Geo ^¬ metrie des Hydraulikzylinders speicherbaren Energie ergibt sich, wenn der als Kolben dienende Topf so befüllt ist, dass im Bereich der Mittelachse des Topfes der Topf über seinen oberen Rand hinaus mit Füllmaterial angefüllt ist, so dass sich die Oberfläche des Kolbens bei vollständig entleertem La ^¬ geenergiespeicher über das Niveau des Erdbodens erhebt. Mit anderen Worten ist der Topf so befüllt, dass sich in diesem Zustand ein Berg von Füllstoff über den Erdboden erhebt, wie es z.B. ein auf dem Boden aufgeschütteter Sandberg tut, der stabil liegt, solange nicht ein kritischer Steigungswinkel zwischen dem Erdboden und der Geraden, die sich durch Verbin ^¬ dung eines Randpunkts des Sandbergs und von dessen höchsten Punkt ergibt, überschritten wird. Die so definierten kriti ^¬ schen Steigungswinkel für den Füllstoffberg liegen, unter Be- rücksichtigung möglicher Erschütterungen bei der Bewegung des Kolbens, bei ca. 30°.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Topf als doppelwan- diger Topf ausgestaltet wird. Insbesondere kann der Bereich zwischen den Wänden mit Beton gefüllt sein.

Der Boden des Topfes kann durch eine Schale gebildet werden, die mit einer Betonschicht ausgegossen ist, die stark genug ist, um bei abgepumpter Hydraulikflüssigkeit auf den Lagerblö ^¬ cken aufsitzend das Füllmaterial zu unterstützen ohne zu bre ^¬ chen oder zu reißen. Die Wand kann dann doppelwandig mit äuße ^¬ rer Wand, innerer Wand und zwischen äußerer, an der Schale an ^¬ setzender Wand und innerer Wand angeordneter, auf der Beton ^¬ schicht des Bodens aufsetzender Betonschicht ausgeführt wer ^¬ den. Äußere Wand, innere Wand und Schale können dabei z.B. aus Beton-Fertigelementen oder Stahl aufgebaut sein.

Dieser Aufbau macht es möglich, den Kolben sequentiell vor Ort aufzubauen. Nachdem die Trägerblöcke am Boden des Hydraulikzy ^¬ linders gegossen worden sind, wird die Schale installiert, z.B. aus Fertigteilen zusammengesetzt oder am Stück gegossen. Dann kann jeweils ein Ring aus (Beton-) Fertigteilen gesetzt werden, um die äußere Wand und die innere Wand ein Stück zu erhöhen. Die aus diesen Ringen gebildete Form bzw. Schalung kann dann mit Beton ausgegossen werden, wobei bevorzugt ein Anschluss zur darunter liegenden Betonschicht, ggf. unter Ver ^¬ wendung von Stahl-Armierungen, hergestellt wird. Der so herge ^¬ stellte Abschnitt des Topfes kann dann bereits mit Füllmateri ^¬ al aufgefüllt werden, so dass die Errichtung des nächsten Ab ^¬ schnitt der Wand des Topfes ausgehend von diesem Niveau erfol ^¬ gen kann und nicht in immer größerer Höhe relativ zum Boden des Topfes erfolgen muss.

Ein Lageenergiespeicher mit einem derartigen Kolben kann se ^¬ quentiell und vor Ort aufgebaut werden. Dazu wird zumindest das Innenvolumen des Hydraulikzylinders ausgeschachtet, wobei an Standorten, an denen die Wände nicht hinreichend stabil sind, um den Hydraulikzylinder zu bilden, zuvor die Wand des Hydraulikzylinders, z.B. in der oben beschriebenen Bohrpfahl- Bauweise, errichtet werden muss. Am Boden des Innenvolumens werden dann Lagerpunkte und Zentriervorrichtungen gebaut, auf denen abgestützt dann der Topf sequentiell errichtet und be- vorzugt auch sequentiell befüllt wird, wie weiter unten exemp- larisch beschrieben ist.

WINDDRUCK-KOMPENSATION

Ein bereits weiter oben kurz angesprochenes Problem von gat ^¬ tungsgemäßen Lageenergierspeichern besteht darin, dass sie empfindlich gegen Verkippung sind. Wegen des angestrebten Hub ^¬ wegs von oftmals mehreren hundert Metern kann schon eine ge ^¬ ringe Verkippung des Kolbens diesen im Hydraulikzylinder ver ^¬ keilen, selbst wenn man den Kolben maximal bis zu seiner hal ^¬ ben Höhe ausfährt. Auf den ausgefahrenen Kolben wirkt aber ein erheblicher, zudem oftmals mit steigender Höhe über dem Erdbo ^¬ den ansteigender Winddruck, der eine solche Verkippung bewir ^¬ ken kann.

Daraus ergibt sich das Problem, einen gattungsgemäßen Lage ^¬ energiespeicher mit verringerter Empfindlichkeit gegen Wind ^¬ druck bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lageenergiespeicher mit einem Hydraulikzylinder, in dem ein Kolben zur Speicherung von Energie in Form von potentieller Energie des Kolbens angeord ^¬ net ist, wobei die Position des Kolbens relativ zur Erdober ^¬ fläche veränderbar ist, mit einer Pumpe, mit der eine Hydrau ^¬ likflüssigkeit über Leitungen in den Hydraulikzylinder pumpbar ist, so dass der Kolben angehoben wird, und mit einem Genera ^¬ tor zur Umwandlung von Strömungsenergie von beim Absinken des Kolbens aus dem Hydraulikzylinder verdrängter Hydraulikflüs ^¬ sigkeit in Elektrizität, wobei zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Kolben eine Dichtung angeordnet ist. Erfindungswesentlich für diese Erfindung ist dabei, dass an der Oberseite, d.h. der von der Hydraulikflüssigkeit abgewand ^¬ ten Seite des Kolbens eine ringförmige Anordnung von mehreren Ballasttanks konzentrisch zur Zentralachse des Kolbens vorge- sehen ist, wobei der Füllstand der Ballasttanks voneinander unabhängig regelbar ist. Insbesondere ist bevorzugt, wenn die ^¬ se ringförmige Anordnung von Ballasttanks einen maximierten radialen Abstand zur Zentralachse des Kolbens aufweist.

Dadurch, dass die Tanks, die an der dem Wind zugewandten Seite des Kolbens angeordnet sind, mit Flüssigkeit, z.B. mit der

Hydraulikflüssigkeit, befüllt werden, kann das durch den Wind ^¬ druck hervorgerufene Kippmoment ausgeglichen und ein Verkippen des Kolbens sicher verhindert werden. Da der Füllstand der Tanks an die Windgeschwindigkeit anpassbar ist, gilt dies für alle Windgeschwindigkeiten.

Trotz einer solchen, auf den jeweils herrschenden Winddruck angepassten Trimmung, die den Kolben in der Senkrechten hält, bleibt allerdings anzumerken, dass der Kolben dennoch mit der Windkraft gegen die lee-seitige Dichtung gedrückt wird. Daher ist in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ein ober ^¬ halb der Dichtung angeordneter Poller-Ring zur Aufnahme dieser Kräfte vorgesehen. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass die vorstehend be ^¬ schriebenen unabhängigen Erfindungen miteinander kombinierbar sind .

Die Erfindungen werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. la: Eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen Lageenergie-Speicher, Fig. lb: einen Grundriss des Hubzylinders aus Fig. la,

Fig. lc: eine Ausschnittsvergrößerung des oberen Randbereichs des Hubzylinders in fast eingefahrenem Zustand, d.h. bei entladenem Lageenergiespeicher,

Fig. 2a: den Aufbau von Sektionen einer erfindungsgemäßen

Dichtung in einem Querschnitt mit Stoßverbindung,

Fig. 2b: einen Längsschnitt durch eine Trägerstruktur einer erfindungsgemäßen Dichtung,

Fig. 2c: eine Aufsicht auf die Trägerstruktur der Dichtung,

Fig.2d: eine schematische Ausführung des Wulstknotens einer solchen Dichtung,

Fig. 2e: eine Ansicht des fertiggestellten Wulstknotens der

Dichtung,

Fig.3a: eine erste Variante einer Verankerung für die Dich ^¬ tung, ausgeführt als Kasten mit Verschraubung,

Fig.3b: eine zweite Variante einer Verankerung für die Dich- tung, ausgeführt als Kasten mit Verschraubung,

Fig.3c: eine dritte Variante einer Verankerung für die Dich ^¬ tung, ausgeführt als Kasten mit Blockierung, Fig.3d: eine vierte Variante einer Verankerung für die Dich ^¬ tung, ausgeführt als Kasten mit Blockierung, Fig.3e: eine fünfte Variante einer Verankerung für die Dich ^¬ tung, ausgeführt als Klemm-Block,

Fig.3f: eine sechste Variante einer Verankerung für die

Dichtung, ausgeführt als Klemm-Block,

Fig.3g: eine siebte Variante einer Verankerung für die Dich ^¬ tung, ausgeführt als Klemm-Block Fig.3h: eine achte Variante einer Verankerung für die Dich ^¬ tung, ausgeführt als Klemm-Block

Fig.4a: eine Querschnittsdarstellung einer ersten Dichtungs ^¬ anordnung, ausgeführt als Rollmembran,

Fig.4b: eine schematische Darstellung der Lage der Dich ^¬ tungsanordnung aus Figur 4a bei vollständig entlade ^¬ nem Lageenergiespeicher, Fig.4c: eine schematische Darstellung der Lage der Dich ^¬ tungsanordnung aus Figur 4a bei halb geladenem Lage ^¬ energiespeieher,

Fig.4d: eine schematische Darstellung der Lage der Dich- tungsanordnung aus Figur 4a bei vollständig gelade ^¬ nem Lageenergiespeicher,

Fig.5a: eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Dich ^¬ tungsanordnung mit einer schirmartigen Dichtung bei maximaler Spaltbreite,

Fig .5b : die Dichtungsanordnung gemäß Figur 5a bei maximaler

Spaltbreite, die Dichtungsanordnung gemäß Figur 5a bei minimaler Spaltbreite, eine Querschnittsdarstellung einer dritten Dich ^¬ tungsanordnung mit einer schlauchartigen Dichtung bei maximaler Spaltbreite, die Dichtungsanordnung gemäß Figur 6a bei minimaler Spaltbreite, eine Querschnittsdarstellung einer zweistufigen, auf einer Kombination der zweiten und dritten Dichtungs ^¬ anordnung aus Figur 5a und 6a basierenden, Dich ^¬ tungsanordnung, die aus zwei schlauchartigen Dich ^¬ tungen zusammengesetzt ist bei maximaler Spaltbrei ^¬ te, die Dichtungsanordnung gemäß Figur 7a bei minimaler Spaltbreite, eine Querschnittsdarstellung einer vierten Dich ^¬ tungsanordnung mit Druckschlauch und Dichtschürze, bei maximaler Spaltbreite die Dichtungsanordnung gemäß Figur 8a bei minimaler Spaltbreite, eine Querschnittsdarstellung einer fünften Dich ^¬ tungsanordnung, basierend auf einer als Balg ausge ^¬ führten Dichtung mit einer ersten mechanischen Posi ^¬ tioniervorrichtung bei maximaler Spaltbreite, die Dichtungsanordnung gemäß Figur 9a bei minimaler Spaltbreite, eine Variante der Dichtungsanordnung aus Figur 9a mit einer alternativen mechanischen Positioniervor ^¬ richtung bei maximaler Spaltbreite,

die Dichtungsanordnung gemäß Figur 10a bei minimaler Spaltbreite, eine Detaildarstellung zur Erläuterung des Aufbaus des Balgs in Figuren 9 und 10, eine Querschnittsdarstellung einer sechsten Dich ^¬ tungsanordnung, basierend auf einem klappbaren

Schirm, bei maximaler Spaltbreite die Dichtungsanordnung gemäß Figur 12a bei minimaler Spaltbreite, eine Querschnittsdarstellung einer siebten Dich ^¬ tungsanordnung, die Dichtungsanordnung gemäß Figur 16a bei maximaler Spaltbreite, eine Querschnittsdarstellung einer achten Dichtungs ^¬ anordnung, die Dichtungsanordnung gemäß Figur 17a bei maximaler Spaltbreite, Fig.15a: eine Querschnittsdarstellung einer neunten Dich ^¬ tungsanordnung,

Fig.15b: die Dichtungsanordnung gemäß Figur 18a bei maximaler

Spaltbreite,

Fig.16a: einen Grundriss eines Beton-Außenrings mit Anker ^¬ schienen und Dichtkasten-Unterteil, Fig.16b: einen Vertikalschnitt eines ersten Montageabschnitts für eine Dichtungsanordnung gemäß Figur 12a mit in ^¬ stalliertem Dichtkasten-Unterteil, montiertem Dich ^¬ tungsträger und während der Dichtschirm-Montage, Fig.16c: einen Vertikalschnitt eines zweiten Montageab ^¬ schnitts für eine Dichtungsanordnung gemäß Figur 12b nach Installation eines Dichtungskasten-Mittelteils und während der Rollmembran-Montage, Fig. 16d: einen Vertikalschnitt mit komplettem Dichtungskas ^¬ ten, Klappe, Schirmdichtung, Rollmembran, Spann ^¬ schrauben-System und Montage der Druckverankerung gegen den Betonring, Fig.17a: den Aufbau eines Klappensegments für eine Dichtungs ^¬ anordnung gemäß Figur 12a in einem Blick auf die Klappe von der Kolbenseite,

Fig.17b: einen Schnitt durch einen Dichtungsträger, des Klap ^¬ pensegments aus Figur 17a,

Fig .17c : die Ausbildung des Drehgelenks des Klappensegments, und Fig. 17d: die Ausbildung des Dichtungsblocks an den Stoßfugen einzelner Klappensegmente. Figur la zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Aus ^¬ führungsform eines Lageenergiespeichers 100 mit Hydraulikzy ^¬ linder 110 und Kolben 120 im Querschnitt, wobei die linke Hälfte der Figur la den Lageenergiespeicher 100 im vollständig von Energie entladenen Zustand, d.h. mit abgesenktem Kolben 120 und die rechte Hälfte der Figur la den Lageenergiespeicher 100 im maximal mit Energie geladenen Zustand, d.h. mit durch in den Hydraulikzylinder 110 gepumpte Hydraulikflüssigkeit 130 angehobenen Kolben 120 zeigt. Die bevorzugte Geometrie des Lageenergiespeichers 100, wie er in Figur la dargestellt ist die Folgende: Der zylindrische Kolben 120 hat bei einem Radius r bevorzugt eine Höhe von 2,2r. Um das Risiko eines Verkippens des Kolbens 120 bei Sei ^¬ tenwind zu verringern, wird der Kolben maximal um eine Distanz r angehoben. Um wesentliche Parameter des Betriebs einer sol ^¬ chen Anlage zu verdeutlichen, werden in Tabelle 1 für eine Reihe von Radien r die entsprechende Höhe h, das resultierende Volumen V und die resultierende Masse m des Kolbens bei einer angenommenen Dichte von 2,6t/m ³ , die bei einem Maximalhub vom h speicherbare Energie und der geschätzte Druck p an der Dich ^¬ tung bei Verwendung der Hydraulikflüssigkeit Wasser angegeben: r [m] 62, 5 125 250 500 h [m] 138 275 550 1100

V [m ³ ] 1694000 13499000 108000000 864000000 m [t] 4404400 35097400 280800000 2246400000

E [ GWh ] 0, 6 9, 6 149, 0 2376, 0

Tabelle 1

Am Boden des Hydraulikzylinders 110 sind Lagerblöcke 111 und Zentrierdornen 112 angeordnet. Die Zentrierdornen 112 greifen, wenn der Kolben 120 im vollständig entladenen Zustand des La ^¬ geenergiespeichers 100 abgesenkt ist, so dass er auf den La ^¬ gerblöcken 111 ruht, in trichterförmige Öffnungen 121 ein. Da ^¬ bei sollten bevorzugt mindestens drei Zentrierdornen 112 und trichterförmige Öffnungen 121 an Positionen vorhanden sein, die nicht durch Drehung um die Symmetrieachse des Kolbens 120 ineinander überführbar sind. Durch diesen Eingriff wird si ^¬ chergestellt, dass der Kolben 120 immer in derselben, defi ^¬ nierten Orientierung im Hydraulikzylinder 110 bleibt und eine Drehung des Kolbens im Hydraulikzylinder 110 vermieden.

Durch die Lagerung des Kolbens 120 auf Lagerblöcken 111 im völlig entladenen Zustand des Lageenergiespeichers 100 wird das Anheben des Kolbens 120 durch Einpumpen der Hydraulikflüs- sigkeit 130 erleichtert, da diese an der gesamten verbleiben ^¬ den Unterseite des Kolbens 120 angreifen kann. Die Gestaltung der Unterseite des Kolbens 120 mit den trichterförmigen Öff ^¬ nungen 121 und den Lagerpunkten 122, an denen der Kolben 120 bei völlig entladenem Lageenergiespeicher 100 auf den Lager- blocken 111 aufliegt, ist besonders gut in Figur lb zu erken ^¬ nen .

Skizzenhaft dargestellt ist in Figur la ferner ein Transport-, Versorgungs- und Turbinenschacht 140, der parallel zur Hub- richtung des Kolbens 120 des Lageenergiespeichers 100 verläuft und eine Versorgungsleitung 141 zum Boden des Hydraulikzylin ^¬ ders 110, durch die der Zu- und Abfluss von Hydraulikflüssig- keit 130 in den Innenraum des Hydraulikzylinders 120 erfolgen kann. Bei abgepumpter Hydraulikflüssigkeit 130 und in der Bau ^¬ phase des Lageenergiespeichers 100 ist durch Transport-, Ver- sorgungs- und Turbinenschacht 140 und Versorgungsleitung 141 der Zugang zum Innenraum des Hydraulikzylinders 110 im Bereich von dessen Boden möglich.

In der Figur la sind ferner schematisch Pumpe P, und Generator G und Ventile bzw. Schleusen V, die für eine Änderung des La- dezustands des Lageenergiespeichers geöffnet werden und an ^¬ sonsten geschlossen bleiben, um einen gegebenen Füllstand von Hydraulikflüssigkeit zu halten, in der Versorgungsleitung 141 angeordnet dargestellt, diese können aber auch anders angeord ^¬ net sein. Nicht dargestellt ist ein Vorratsreservoir für die Hydraulikflüssigkeit 130.

Bei dem in Figur la dargestellten Lageenergiespeicher 100 ist der obere Rand des Hydraulikzylinders 110 als umlaufender Be ^¬ tonring 150 ausgeführt, der über Zuganker 151 gegen den die Zylinderwand 125 des Hydraulikzylinders 110 bildenden Felsens verspannt ist. Wie in der vergrößerten Darstellung gemäß Figur lc, die den Zustand bei fast vollständig entladenem Lageener ^¬ giespeicher 100 zeigt, erkennbar ist, kann der Betonring 150 als Lager für mehrere Dichtungsanordnungen 152a, 152b, die in der Darstellung der Figur la schematisch zu der Dichtung 152 zusammengefasst dargestellt sind, und ein Havarie-System 153 sowie eine Positionierungs-Anlage 154 dienen und ein Rohr- und Ablaufsystem 158a-c aufnehmen, in das etwaig durch die Dich ^¬ tung hindurch sickernde Hydraulikflüssigkeit ablaufen oder ab- gesaugt werden kann.

Ferner kann der Betonring 150, wie in Figur lc dargestellt ist, ein umlaufendes Schutzdach 156 mit einem Abstreifer 155 tragen, die verhindern, dass Gegenstände oder am ausgefahrenen Kolben 120 herablaufendes Regenwasser in den Spalt zwischen der Innenwand des Hydraulikzylinders 110 und dem Kolben 120 gelangen können. Eine weitere Funktion des umlaufenden Beton- rings 150 ist, dass er, wie durch das skizzierte Werkstatt ^¬ fahrzeug 159 angedeutet ist, als Betriebsstraße dienen kann.

Zweckmäßigerweise ist am Betonring ferner ein umlaufender Puf ^¬ fer 157 angeordnet.

Ebenfalls besonders gut in Figur lc zu erkennen ist, dass im oberen Randbereich des Kolbens 120 des Lageenergiespeichers 100 ein umlaufender Betonring 160 vorgesehen ist, der insbe ^¬ sondere Tanks 161 zur Trimmung gegen Winddruck und Tanks 162 zur Trimmung des Schwerpunkts des Hydraulikzylinders aufweist, die über die Rohrsysteme 163,164 unter Verwendung nicht darge ^¬ stellter Pumpen befüllt und entleert werden können.

An dem über den Erdboden ausgefahrenen Teil des Kolbens 110 greift der Wind an. Die resultierende Windangriffs-Kraft führt zu einem Kippmoment, das durch eine Befüllung von den auf der dem Wind zugewandten Seite des Kolbens 120 angeordneten Tanks kompensiert werden kann, was aber zu einem Querversatz des Kolbens 120 in Lee-Richtung führt, so dass die Symmetrieachsen von Hydraulikzylinder 110 und Kolben 120 nicht mehr zusammen ^¬ fallen und es somit zu einer Vergrößerung des Spalts zwischen Kolben 120 und Hydraulikzylinder 110 auf der Luv-Seite und ei ^¬ ner Verringerung des Spalts zwischen Kolben 120 und Hydrau ^¬ likzylinder 110 auf der Lee-Seite kommt, die natürlich von der Dichtung kompensiert werden muss.

Einen abgeschätzten Überblick über die nötigen Tankquer ^¬ schnittsflächen in Abhängigkeit vom Radius des Kolbens unter der Annahme, dass eine Windgeschwindigkeit von (bis zu) 180 km/h kompensierbar sein soll, bietet die Tabelle 2.

Tabelle 2

Figur 2a zeigt den Aufbau von Sektionen 210,220 einer erfin ^¬ dungsgemäß aufgebauten, in diesem Beispiel aus solchen Sektio ^¬ nen 210,220 zusammengesetzten Dichtung 200 in einem Quer- schnitt entlang einer Richtung, die bei installierter Dichtung 200 etwa einer Tangente zum Kolben 120 entspricht oder paral ^¬ lel zu dieser Richtung verläuft. Grundsätzlich kann die Dich ^¬ tung aber auch an einem Stück gefertigt werden. Man erkennt als flexible Trägerstruktur aus Faserbündeln

211,221 geflochtene Stahlseile 212,222, wobei die Stahlseile 212 der Sektion 210 im Wesentlichen nebeneinander verlaufen und die Stahlseile 222 der Sektion 220 im Wesentlichen neben ^¬ einander verlaufen. Die Stahlseile 212 bzw. 222 können jeweils separate Seile sein, sie können aber auch Abschnitte eines o- der einiger weniger Seile sein, die an den Enden der Dichtung umgelenkt werden, wie weiter unten anhand der Figuren 2c bis 2e genauer erläutert wird. Bei installierter Dichtung 200 verläuft zumindest eine Kompo ^¬ nente der Erstreckungsrichtung der Trägerstruktur im Wesentli ^¬ chen radial zum Kolben 120 bzw. radial zur Mittelachse des Hydraulikzylinders .

Die durch die Stahlseile 212,222 gebildete flexible Trä ^¬ gerstruktur ist in diesem Ausführungsbeispiel beidseitig mit fluiddichtem Gewebe 213,223 das die fluiddichte Schicht bil ^¬ det, beschichtet. Eine weitere Verbesserung der Stabilität der Dichtung 200 wird dadurch erzielt, dass die Zwischenräume 214,224 zwischen den Stahlseilen 212,222, die die flexible Trägerstruktur bilden, mit Kautschuk, Gummi, Kunststoff oder einem anderen elastischen und fluiddischten Material gefüllt sind .

Um die Sektionen 210,220 miteinander verbinden zu können, weist die Sektion 210 auf ihrer oberen Seite einen Abschnitt 216 auf, in dem die fluiddichte Schicht dünner ausgeführt ist und auf ihrer unteren Seite einen die flexible Trägerstruktur nach rechts hin überragenden Abschnitt 217 fluiddichten Gewe ^¬ bes auf, während die Sektion 220 auf ihrer unteren Seite einen Abschnitt 226 aufweist, in dem die fluiddichte Schicht dünner ausgeführt ist und auf ihrer oberen Seite einen die flexible Trägerstruktur nach links hin überragenden Abschnitt 227 flu- iddichten Gewebes besitzt. Zur Verbindung der Sektionen

210,220 werden zunächst eine Stoßüberlappungen zwischen den Abschnitten 216 und 227 sowie 217 und 226 hergestellt und dann diese Abschnitte jeweils miteinander schub- und druckfest ver ^¬ klebt und/oder verschweißt. Eine Länge der Abschnitte von ca. 5 bis 10 cm hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen.

Figur 2b zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Dichtung 200, wie sie in Figur 2a abgebildet ist, entlang ei- nes der Stahlseile 212, die die flexible Trägerstruktur bil ^¬ den. Außer dem Stahlseil 212 ist auch dessen beidseitige Be- schichtung mit fluiddichtem Gewebe 213 zu erkennen. Wie man in Figur 2b erkennt, ist es zweckmäßig, an den Enden der Trä- gerstruktur jeweils Schlaufen 218,219 vorzusehen, die bei ^¬ spielsweise durch Herumwickeln um Wulstseile 230,231 gebildet werden können. Die daraus resultierende Vergrößerung des Durchmessers der flexiblen Trägerstruktur an ihren Endab ^¬ schnitten kann vorteilhaft für ihre Verankerung am Kolben 120 oder Hydraulikzylinder 110 genutzt werden, wie in Figur 2b exemplarisch durch die skizzierte Halterung 240 verdeutlicht wird, die durch Verschrauben einer oberen Hälfte 241 und einer unteren Hälfte 242 realisiert ist. Figur 2c zeigt eine Aufsicht auf die Trägerstruktur der Dich ^¬ tung 200, wenn diese aus nebeneinander verlaufenden Abschnit ^¬ ten 212a, 212b eines jeweils am Ende eines Abschnitts um

Wulstseile 230 bzw. 231 gewickelten Stahlseils 212 gebildet wird. Als Ergebnis des Herumwickelns verlaufen die Abschnitte 212a auf der in Figur 2c dem Betrachter zugewandten Seite der Wulstseile 230 bzw. 231, während die Abschnitte 212b auf der dem Betrachter abgewandten Seite, somit tieferliegend in Rich ^¬ tung der Papierebene gesehen, verlaufen. Um die Fugen zwischen den jeweiligen Abschnitten 212a und 212b gering zu halten, ist es, wie in Figur 2d exemplarisch für das Wulstseil 232 darge ^¬ stellt ist, vorteilhaft, durch Einflechten eines Edelstahl ^¬ bands 232 unmittelbar vor bzw. nach der Wicklung um das Wulst ^¬ seil 230 bzw. 231 herum und durch Verflechten der Abschnitte 212a und 212b mit einem Kunstfaser-Geflecht 233 die Abschnitte 212a und 212b in eine Ebene zu ziehen. Mit diesen Maßnahmen wird es möglich, die Breite der Fugen 235 zwischen den Ab ^¬ schnitten 212a und 212b auf ein oder wenige mm zu reduzieren. Die Herstellung der in Figur 2c zu erkennenden Umwicklungen der Wulstseile 231,232 durch Abschnitte 212a, 212b der Stahl ^¬ seile 212 und das Verflechten derselben mit dem Schlaufenband 232 und Kunstfaser-Geflecht 233 ist in Figur 2d skizziert, das Ergebnis, betrachtet aus der Verlaufsrichtung der Stahlseile 212, in Figur 2e dargestellt.

Als überaus vorteilhaft hat es sich für die vorstehend in den Figuren 2a bis 2e beschriebenen, aber auch allgemein für alle Anordnungen mit nebeneinander verlaufenden Abschnitten einer Trägerstruktur erwiesen, wenn zwischen diesen nebeneinander verlaufenden Abschnitten und/oder als Deckschicht ein elasti ^¬ sches Material verwendet wird, das sowohl dehnbar als auch quetschbar ist, wobei für die Alternative „und" der obigen „und/oder"-Kombination bevorzugt die Dehnbarkeit und Quetsch- barkeit des im Zwischenraum zwischen den nebeneinander verlau ^¬ fenden Abschnitten angeordneten Materials und der Deckschicht aufeinander abgestimmt sein sollte. Durch die Verwendung von Materialien mit diesen Eigenschaften in dieser Anordnung wird nämlich das Problem, dass z.B. als Funktion des Windversatzes ein gegebenes Segment einer Dichtung einen Spalt variabler Breite abdichten muss, so dass sich auch die Länge des Seg ^¬ ments in Umfangsrichtung des Kolbens ändern muss, gelöst. Die in den nachfolgenden Figurenbeschreibungen zu den Figuren 4 bis 17 als „Dichtabschnitt" bezeichneten Bauteile weisen je ^¬ weils einer flexible Trägerstruktur zur Aufnahme der wirkenden Kräfte aufweist, die ein- oder beidseitig mit einer fluiddich- ten Schicht zur Abdichtung gegen den Durchtritt von Fluid be- schichtet oder mit einem erstarrten fluiddichten Material durchtränkt ist auf und sind beispielsweise jeweils so aufge ^¬ baut, wie in vorstehend anhand der Figuren 2a bis 2e erläutert wurde . Die Figuren 3a bis 3h zeigen jeweils im Querschnitt betrachtet Verankerungen 310320,330,340,350,360,370,380 mit denen ein je ^¬ weils durch Umschlingung eines Wulstseils 311,321,331,341,351, 361,371,381 gebildete Dichtungsendabschnitte 312,322,332,342, 352,362,372,382 in der in diesen Figuren nicht dargestellten Innenwand des Hydraulikzylinders bzw. im Kolben verankert wer ^¬ den können. Insbesondere können derartige Verankerungen 310, 320,330,340,350,360,370,380 zur Realisierung der Verankerung von Dichtungen verwendet werden, wenn eine Verankerung nach- folgend in den Figurenbeschreibungen der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 4 bis 17 erwähnt wird.

Allen Verankerungen 310,320,330,340,350,360,370,380 ist dabei gemein, dass sie jeweils einen Ankerkasten 313,323,333,343, 353,363,373,383 aufweisen, der im Kolben oder im Hydraulikzy ^¬ linder eines Lageenergiespeichers befestigt, z.B. eingegossen oder darin verspannt ist. Allen Ankerkästen 313,323,333,343, 353,363,373,383 gemein ist, dass sie eine Ausnehmung 313a, 323a, 333a, 348a, 353a, 363a, 373a, 383a aufweisen, in die der Dichtungsendabschnitt 312,322,332,342,352,362,372,382 einge ^¬ legt ist und dass sie mindestens einen Führungsabschnitt

313b, 323b, 333b, 343b, 353b, 363b, 373b, 383b aufweisen, um den ein Abschnitt der Dichtung herumgeführt ist, um ein Knicken der Dichtung sicher zu vermeiden und eine kontrollierte Ableitung der wirkenden Zugkräfte zu ermöglichen. Der eingelegte Dich ^¬ tungsendabschnitts 312,322, 332,342,352,362,372,382 wird dann in seiner Position fixiert. Dies kann beispielsweise durch Spannmittel, durch Keile, durch einen Vorsprung im Ankerkasten und durch eine Umspritzung, Hintersprit zung oder Untersprit- zung, z.B. mit Beton, geschehen.

Insbesondere die in den Figuren la bis lc beschriebenen Lage ^¬ energiespeicher 100 können mit den nachfolgend in den Figuren 4 bis 17 beschriebenen Dichtungsanordnungen ausgerüstet wer ^¬ den. Die Dichtungsanordnungen werden jeweils so angeordnet, dass ein zwischen Hydraulikzylinder 110 und Kolben 120 ver ^¬ bleibender Spalt durch sie verschlossen wird, wobei zur Dich- tungsanordnung auch ein teilweise in der Außenwand des Kolbens oder der Innenwand des Hydraulikzylinders angeordnetes Lager, das in den Spalt hineinragt und ihn teilweise verschließt, z.B. ein vorspringender Betonring, gehören kann. Aus diesem Grund wird zur Vermeidung von Wiederholungen und zu Fokussie- rung der Beschreibung auf die wesentlichen Aspekte in den nachfolgenden Figurenbeschreibungen lediglich Bezug auf diese Außenwand des Kolbens bzw. Innenwand des Hydraulikzylinders genommen, ohne jeweils noch auf die einzelnen Bestandteile des Lageenergiespeichers explizit einzugehen.

In den nachfolgend beschriebenen Figuren 4 bis 17 ist die Dichtung jeweils an der Innenwand des Hydraulikzylinders 110 angeordnet, so dass der Dichtabschnitt an der Außenwand des Kolbens 120 anliegt, grundsätzlich wäre aber durch eine einfa- che Vertauschung der Seiten auch eine Anordnung an der Außen ^¬ wand des Kolbens 120 möglich, so dass der Dichtabschnitt an der Innenwand des Hydraulikzylinders 110 anliegt.

Die Höhe, auf der die Dichtungsanordnung angebracht wird, ist bei den meisten Dichtungsanordnungen nicht zwingend vorgege ^¬ ben, sondern kann variiert werden, wobei zu beachten ist, dass die Dichtungsanordnung an der unteren Hälfte des Kolbens 120 oder an der oberen Hälfte des Hydraulikzylinders 110 anzuord ^¬ nen ist, da andernfalls die Dichtungsanordnung nicht in jeder Betriebsposition des Kolbens 120 des Lageenergiespeichers 100 zwischen Kolben 120 und Hydraulikzylinder 110 angeordnet wäre. Allerdings bietet eine Anordnung am oberen Rand des Hydrau ^¬ likzylinders 110 den Vorteil, dass eine Installation mit rela ^¬ tiv geringem Aufwand verbunden ist. Figur 4a zeigt eine Dichtungsanordnung bestehend aus einer Dichtung 400, die als Rollmembran ausgeführt ist, im Quer ^¬ schnitt. Die Dichtung 400 kann dabei strukturell so aufgebaut sein, wie oben anhand der Figuren 2a bis 2e beschrieben wurde. Bei der Dichtung 400, die einen Spalt 401 der Breite b zwi- sehen Innenwand 403 des Hydraulikzylinders und der dieser zu ^¬ gewandten Außenwand 404 des Kolbens 405 abdichtet, wird der Dichtabschnitt von der gesamten Dichtung 400 gebildet und ist deshalb nicht mit einem separaten Bezugszeichen versehen. Mit anderen Worten ist die Dichtung 400 über ihre gesamte Länge, wobei die Länge durch den maximalen Abstand der Enden 406,413 der Dichtung 400 definiert ist, mit einer auf die, z.B. durch Stahlseile gebildete, Trägerstruktur aufgebrachten fluiddich- ten Schicht gegen den Durchtritt von Hydraulikflüssigkeit ab ^¬ gedichtet. Die Länge der Dichtung 400 sollte die Hälfte des Radius r des Lageenergiespeichers übersteigen, und zwar bevor ^¬ zugt um einige Prozent des Radius r. Beispielsweise kann eine Länge der Dichtung von 0,52*r gut verwendet werden. Dieser Längenüberschuss ist nicht nur nötig, um einen eventuellen Querversatz des Kolbens 405 im Hydraulikzylinder durch Wind- druck kompensieren zu können, sondern erlaubt auch, wie unten anhand der Figuren 4b bis 4d erläutert wird, eine Anpassung der Form der Dichtung 400 an den herrschenden Druck der Hyd ^¬ raulikflüssigkeit, die für die Definition der Richtung der wirkenden Kräfte vorteilhat ist.

Die Dichtung 400 ist mit einem Ende 406 über ein Lager 407, das z.B. wie eine der in Figur 3a-h dargestellten Verankerun ^¬ gen ausgestaltet sein kann, in einer Ausnehmung 408 der Innen- wand 403 des Hydraulikzylinders an der Decke 409 der Ausneh ^¬ mung 408 befestigt. Das Lager 407 ist zusätzlich als Lagersi ^¬ cherung über einen Stempel 410 auf einem am Boden 411 der Aus ^¬ nehmung 408 angeordneten, umlaufenden Betonring 412, der als Stempelfundament dient, abgestützt.

Das andere Ende 413 der Dichtung 400 ist über ein Lager 414, die ebenfalls z.B. wie eine der in Figur 3a-h dargestellten Verankerungen ausgestaltet sein kann, in einer Ausnehmung 417 an der Außenwand 404 des Kolbens 405 an der Decke 416 der Aus ^¬ nehmung 417 befestigt. Das Lager 414 ist zusätzlich als Lager ^¬ sicherung über einen Stempel 418 auf einem am Boden 419 der Ausnehmung 417 angeordneten, umlaufenden Betonring 420, der als Stempelfundament dient, abgestützt.

Die Figuren 4b bis 4d zeigen schematisch die Lage der Dichtung 400 bei unterschiedlichen Hubhöhen des Kolbens 405 relativ zum Hydraulikzylinder, was mit unterschiedlichen Ladezuständen des Lageenergiespeichers korrespondiert, anhand eines Ausschnitts aus einer Querschnittsdarstellung des Lageenergiespeichers, der eine Innenwand 403 des Hydraulikzylinders, den Spalt b und die Außenwand 404 des Kolbens zeigt.

Bei völlig abgesenktem Kolben, wie in Figur 4b dargestellt, wird die Dichtung 400 fast vollständig durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit an die Außenwand 404 des Kolbens ge- presst. Da die Länge der Dichtung 400 größer ist als die Ent ^¬ fernung zwischen den beiden Lagern 407, 414 wird ein Abschnitt der Dichtung 400 durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit ein kleines Stück über das höher angeordnete der Lager 407 hinaus angehoben und dann in einem Bogen zu dem Lager 414 zurückge ^¬ führt . Bei halb angehobenem Kolben, wie in Figur 4c dargestellt, be ^¬ finden sich beide Lager 407,414 auf gleicher Höhe, so dass die Dichtung 400 fast vollständig frei beweglich ist und somit durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit an die Innenwand 403 des Hydraulikzylinders und die Außenwand 404 des Kolbens 405 gepresst, wobei diese Abschnitte über eine bogenförmige Ver ^¬ bindung ineinander über gehen.

Bei völlig angehobenem Kolben, wie in Figur 4d dargestellt, wird die Dichtung 400 fast vollständig durch den Druck der

Hydraulikflüssigkeit an die Innenwand 403 des Hydraulikzylin ^¬ ders gepresst. Da die Länge der Dichtung 400 größer ist als die Entfernung zwischen den beiden Lagern 407, 414, wird ein Abschnitt der Dichtung 400 durch den Druck der Hydraulikflüs- sigkeit ein kleines Stück über das höher angeordnete der Lager 414 hinaus angehoben und dann in einem Bogen zu dem höher an ^¬ geordneten Lager 407 zurückgeführt.

Bei Betrachtung der Figuren 4b bis 4d wird insbesondere klar, dass die auftretenden Kräfte hauptsächlich parallel zur Hub ^¬ richtung wirken und von der Spaltbreite b abhängig sind. Zu ^¬ gleich wird deutlich, dass mit diesem Dichtungsaufbau eine Veränderung der Breite b des Spalts 401 problemlos beherrsch ^¬ bar ist.

Figur 5a zeigt eine andere Ausführungsform einer Dichtungsan ^¬ ordnung mit einer Dichtung 500, die den Spalt 501 mit Breite b zwischen der Innenwand 502 eines Hydraulikzylinders und der Außenwand 503 eines Kolbens abdichtet, im Querschnitt durch eine Ebene des Kolbens, die dessen Hubachse enthält, betrach ^¬ tet. Aus der radialen Symmetrie des eine zylindrische Grund ^¬ form aufweisenden Kolbens folgt, dass die Dichtung 500 eine den Kolben radial zu seiner Hubrichtung umgebende Dichtman- schette bildet. Beide Enden (bzw. Ränder) 504, 505 der Dich ^¬ tung 500 sind jeweils in im Hydraulikzylinder bzw. dessen In ^¬ nenwand 502 eingelassenen Lagern 509,510 verankert, so dass sich eine doppellagige Dichtmanschette ergibt, deren nicht ge- lagerter, im Spalt 501 angeordneter Mittelteil im Querschnitt betrachtet die Form einer Schlaufe 506 hat, deren Länge die maximale Spaltbreite um ein Mehrfaches, d.h. insbesondere um mehr als einen Faktor 2, übersteigt. Die Schlaufe 506 weist dabei einen für Hydraulikflüssigkeit durchlässigen Abschnitt 507, der in Figur 5 ohne Schraffur dargestellt ist, und einen Dichtabschnitt 508, der in Figur 5 mit Schraffur dargestellt ist, auf. Der für Hydraulikflüssig ^¬ keit durchlässige Abschnitt 507, der beispielsweise nur aus der flexiblen Trägerstruktur ohne fluiddichte Beschichtung be ^¬ stehen kann oder durch Schaffung von Kanälen in einer solchen Struktur aus dieser hergestellt werden kann, bildet dabei eine untere, der Hydraulikflüssigkeit zugewandte Seite der Schlaufe 506 bzw. der doppellagigen Dichtmanschette, so dass die untere Seite der Schlaufe 506 zumindest abschnittsweise für den

Durchtritt von Hydraulikflüssigkeit durchlässig ist. Der

Dichtabschnitt 508 bildet die obere Lage und den gekrümmten Abschnitt der Schlaufe 506, in dem die obere Lage der Schlaufe 506 in die untere Lage der Schlaufe 506 übergeht.

Diese Konstruktion führt dazu, dass gewährleistet ist, dass eine Schlaufe 506 dann, wenn sie den Spalt 501 noch nicht vollständig abdichtet, so dass es zu einem Strom von Hydrau ^¬ likflüssigkeit kommt, durch von dem für Hydraulikflüssigkeit durchlässigen Abschnitt 507 der Schlaufe 506 Hydraulik ^¬ flüssigkeit hindurchtritt, sich am Dichtabschnitt 508 staut, was dann die Schlaufe 506 wie einen Fallschirm im Luftstrom entfaltet und sicherstellt, dass ein Teil des Dichtabschnitts 608 an die Außenwand 503 des Kolbens gedrückt wird und somit die sichere Abdichtung gewährleistet ist.

Wegen dieser Analogie wird eine so ausgeführte, aber an ande- ren Stellen verankerte bzw. gelagerte Dichtung, die auch als Bestandteil von weiter unten ausführlich beschriebenen alter ^¬ nativen Dichtungsanordnungen dienen kann, in dieser Beschrei ^¬ bung als „Schirmdichtung" bezeichnet. Durch die Ausgestaltung des Mittelteils der Dichtung 500 als

Schlaufe 506 mit einer Länge, die ein Mehrfaches der maximalen Breite des Spalts 501 beträgt und die im Spalt 501 angeordnet ist, wird sichergestellt, dass die Dichtung 500 ihre Funktion weitgehend unbeeinflusst von einer Variation der Breite b des Spalts 501 erfüllen kann. Wird der Spalt 501 breiter, wie in

Figur 5b dargestellt, senkt sich der Scheitelpunkt der Schlau ^¬ fe 506 und ihr Krümmungsradius wird größer. Wird der Spalt 501 enger, wie in Figur 5c dargestellt, hebt sich der Scheitel ^¬ punkt der Schlaufe 506 und ihr Krümmungsradius wird kleiner.

Ein Problem könnte sich allerdings dann ergeben, wenn die Breite b des Spalts 501 gegen Null geht, wie in Figur 5c dar ^¬ gestellt ist. Daher ist in Figuren 5a bis 5c im sich an die Lager 509,510 in Hubrichtung anschließenden Bereich des Hyd- raulikzylinders eine Ausnehmung 511 in der Innenwand 502 des Hydraulikzylinders vorgesehen, in der die Schlaufe 506 aufge ^¬ nommen wird, wenn die Breite b des Spaltes fast Null wird, wie es z.B. für die Leeseite eines Lageenergiespeichers, bei dem die Verkippung des Kolbens bei Winddruck ausgeglichen wird, bei Orkan der Fall sein kann. In dieser Ausnehmung kann ferner ein Schlaufenträger angeordnet sein, der eine minimale Öffnung der Schlaufe 506 vorgibt und dadurch ihre Entfaltung über den Spalt 501 hinweg sichert. Alternativ kann, wie in der darge- stellten Ausführungsform, auch eine Andruck-und Haltefeder 512 mit im oberen Lager verankert werden, die den Dichtabschnitt 508 in jeder der Positionen an die den Lagern gegenüberliegen ^¬ de Wand drückt .

Ferner erkennt man in den Figuren 5a-c jeweils Verankerungen 515 und optionale Dichtlippen 514.

Figur 6a zeigt eine schlauchartige Dichtung 600, welche als den Kolben radial umgebenden Dichtmanschette ausgeführt ist, bei der der im Spalt 601 der Breite b zwischen Außenwand 604 des Kolbens 605 und Innenwand 603 des Hydraulikzylinders durch einen im abzudichtenden Spalt 601 angeordneten Dichtabschnitt 608 abgedichtet wird, der in der dargestellten Querschnitts ^¬ ebene durch den Kolben, die dessen Längsachse enthält, be ^¬ trachtet eine Schlaufe 609 bildet. Dabei sind beide Enden

606.613 bzw. Ränder der Dichtmanschette in zwei im Hydrau ^¬ likzylinder bzw. dessen Innenwand 603 eingelassenen Lagern

607.614 verankert, so dass jeweils eine doppellagige Dichtman ^¬ schette entsteht, wobei der nicht gelagerte, die Schlaufe 609 bildende Mittelteil zwischen den Enden 606,613 nach oben weist und eine Länge hat, die das Zweifache des maximalen Ab- stands zwischen Außenwand 604 des Kolbens und Innenwand 603 des Hydraulikzylinders um mindestens 200%, bevorzugt 300% übersteigt .

Da zumindest der gesamte im Spalt b angeordnete Teil der

Schlaufe 609 bei diesem Aufbau der Dichtung 600 durch den Dichtabschnitt 608 gebildet wird, muss verhindert werden, dass der Druck der Hydraulikflüssigkeit die Schlaufe 609 einfach zusammendrückt und dadurch ein Austritt von Hydraulikflüssig ^¬ keit möglich wird. Dies wird dadurch erreicht, dass Hydraulik ^¬ flüssigkeit in ein Rohrsystem eintreten kann und durch Zulei- tungen 611,612 in das Innere der Schlaufe 609 eintreten kann, so dass dieses nicht einfach zusammengedrückt werden kann.

Zweckmäßigerweise, aber nicht zwingend, wird, wie in Figur 6a und 6b dargestellt ist, die Zuleitung zum Innenraum der

Schlaufe 609 mit einer Druckerhöhungs-Pumpe 615 und einem Gas ^¬ druckspeicher 616 mit Verdichter 617 verbunden, so dass die den Innenraum der Schlaufe 609 füllende Hydraulikflüssigkeit unter einem höheren, beispielsweise um 5% gegenüber dem Druck der Hydraulikflüssigkeit erhöhten, Druck steht. Dieser erhöhte Druck im Innenraum der Schlaufe 609 führt insbesondere dazu, dass der Teil des Dichtabschnitts 608, der mit der Außenwand 604 des Kolbens in Kontakt steht, mit hohem Druck an die Au ^¬ ßenwand 604 des Kolbens gepresst wird, was den erwünschten Ef- fekt mit sich bringt, dass die fluiddichte Schicht in eine et ^¬ waig vorhandene Oberflächenstruktur der Außenwand 604 des Kol ^¬ bens hineingedrückt wird und so ein Durchsickern von Hydrau ^¬ likflüssigkeit effektiver vermieden wird. Wie insbesondere in Figur 6b deutlich wird, ist auch hier eine Ausnehmung 602 im Hydraulikzylinder bzw. dessen Innenwand 603 vorgesehen, in den die Schlaufe 609 bei minimalem Spaltabstand aufgenommen werden kann. Figur 7a zeigt eine Querschnittsdarstellung einer zweistufigen Dichtungsanordnung, die aus einer analog zu Figur 5a aufgebau ^¬ ten zwei im Wesentlichen gleich aufgebauten, übereinander an ^¬ geordneten schirmartigen Dichtungen 700 und schlauchartigen Dichtung 701, zusammengesetzt ist, wobei die Dichtungen

700,701 im Wesentlichen von ihrem Aufbau her jeweils der in den Figuren 5a bzw. 6a gezeigten Dichtung entsprechen, auf de ^¬ ren Beschreibung jeweils verwiesen wird. Im zweistufig abgedichteten Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist im Rohrsystem stromaufwärts der Zuleitung 712 ein Druck ^¬ minderer 720 vorgesehen, der z.B. den Druck der Hydraulik- flüssigkeit auf 50% des an der unteren Dichtung 700 herrschen ^¬ den Drucks reduziert. Insbesondere kann durch Zuleitung 712 der Bereich des Spalts, der zwischen der unteren Dichtung 700 und der oberen Dichtung 701 liegt, mit Hydraulikflüssigkeit, die unter reduziertem Druck steht, gefüllt werden. Dies kann zu einer Entlastung der unteren Dichtung 700 führen. Grund ^¬ sätzlich können auch mehr als zwei solche Dichtstufen vorgese ^¬ hen werden, so dass eine insgesamt zu bewältigenden hohe

Druckdifferenz durch Hintereinanderschaltung mehrerer Dichtun ^¬ gen, deren Belastung jeweils durch Beaufschlagung von oben durch unter geringerem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit re ^¬ duziert wird, abgebaut werden kann.

Figur 7b ist eine Darstellung der zweistufigen Dichtungsanord ^¬ nung aus Figur 7a bei minimaler Spaltbreite.

Fig.8a zeigt eine Querschnittsdarstellung einer vierten Dich ^¬ tungsanordnung, basierend auf dem Prinzip einer Dichtschürze, bei maximaler Spaltbreite. Die in Figur 8a dargestellte Dich ^¬ tung 800 ist an einem oberen Lager 801 und einem unteren Lager 802, die beide in der Innenwand 803 des Hydraulikzylinders an ^¬ geordnet sind, verankert ist. Dabei überdeckt ein Abschnitt der Dichtung 800 einen radial um den Kolben herumlaufenden Druckschlauch 805. Der Druckschlauch 805 kann über das Lei ^¬ tungssystem 811,812 mit Druckerhöhungspumpe 806 und Gasdruck- Speicher 816 mit Verdichter 817 unter einen den an der Dich ^¬ tung 800 herrschenden Druck der Hydraulikflüssigkeit überstei ^¬ genden Druck gesetzt werden, so dass sich der Druckschlauch 805 in einen Spalt 807 der Breite b zwischen der Innenwand 803 des Hydraulikzylinder und der Außenwand 808 des Kolbens hinein ausdehnt und die Dichtung 800 in jeder Richtung senkrecht zur Hubrichtung an einem Kontaktpunkt in Kontakt mit der Außenwand 808 des Kolbens gepresst wird. In Figur 8a bildet die gesamte Dichtung 800 den Dichtabschnitt, er muss sich jedoch zumindest vom unteren Lager 802 bis zum Kontaktpunkt erstrecken, damit keine Hydraulikflüssigkeit austreten kann. Ferner erkennt man ein Spannsystem 818. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8a erfolgt die Verankerung der Dichtung 800 im oberen Lager 801 über eine Zugfeder 809. Daraus ergibt sich, dass die Verankerung der Dichtung 800 im oberen Lager 801 derart beweglich ausgeführt ist, dass sie die Veränderung der Weglänge vom unteren Lager 802 über die Ober- fläche des Druckschlauchs 805 zum oberen Lager, die mit der Ausdehnung des Druckschlauchs 805 einher geht, kompensiert.

Wie aus den Figuren 8b die die Dichtung 800 bei anderer Spalt ^¬ breite als in Figur 8a zeigt, hervorgeht, wird hier eine vari- able Spaltbreite dadurch kompensiert, dass der Druckschlauch

805 sich unterschiedlich weit ausdehnt bzw. ausgehnen kann und dadurch die sicher Abdichtung unabhängig von veränderlichen Spaltbreiten gewährleistet werden kann. Bei minimaler Spalt ^¬ breite kann er in die Ausnehmung 804 aufgemommen werden.

Figur 9a zeigt eine Querschnittsdarstellung einer fünften Dichtungsanordnung, basierend auf einer als Balg ausgeführten Dichtung 900. Der Balg ist aus mehreren gleich langen Dichtab ^¬ schnitten 901,902,903,904, die miteinander an Verbindungsstel- len 907,908,909 verbunden sind, ausgeführt.

Wie man besonders gut in der Darstellung des Balgs gemäß Figur 11 erkennt, können als Verbindungsstellen für die Dichtab- schnitte 1101,1102,1103 Wulstseile 1105,1106,1107 dienen, um welche die die Trägerstruktur der Dichtabschnitte 1101,1102, 1103 bildenden Stahlseile oder Abschnitte von Stahlseilen her ^¬ umgeschlungen sind. Die Verwendung der Wulstseile 1105,1106, 1107,1108 als Verbindungsstellen hat insbesondere den Vorteil, dass dadurch auf besonders einfache Weise eine mechanische Verbindung zu den Verbindungsstellen herstellbar ist.

In Figur 11 ist exemplarisch eine der Möglichkeiten skizziert, um diese Verbindung zu schaffen, nämlich eine Klammer 1109, die eine Verbindungsstelle umgreift. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, eine solche Verbindung herzustellen, beispiels ^¬ weise mit auf das Wulstseil 1107 aufgefädelten Laschen. Wieder Bezug nehmend auf Figur 9a ist bei der dort dargestell ^¬ ten Dichtungsanordnung die Dichtung 900 mit ihrem oberen Ende 912 in einer Verankerung 913 in einem in die Innenwand 914 des Hydraulikzylinders 915 eingelassenen und ggf. dort verspannten Dichtungskasten 917 aus Stahl befestigt.

An den Verbindungsstellen 907,908,909,910 und am unteren Ende des Balgs greift jeweils ein hier als Klammer ausgestaltetes mechanisches Verbindungselement 918,919,920,921 an, welches jeweils mit einer Schubstange 924,925,926,927 mit Langloch 930,931,932,933 verbunden ist. Im Langloch 930,931,932,933 ge ^¬ führt sind in den Seitenwänden 936 des Dichtungskastens 917 verankerte Führungs-und Begrenzungsstangen 937,938,939,940, welche äquidistant angeordnet auf einer schräg von oben nach unten auf die Außenwand 943 des Kolbens zu laufenden Linie liegen. Dementsprechend kann der unterste Dichtabschnitt am weitesten in den Spalt hineingeschoben werden. Am Dichtungskasten 917 ist ein Einlauf 944 für Hydraulikflüs ^¬ sigkeit vorgesehen. Dementsprechend tritt Hydraulikflüssigkeit in den Dichtungskasten ein und schiebt die einzelnen Dichtab ^¬ schnitte 901,902,903,904 so weit auf die Außenwand 943 des Kolbens zu, bis entweder das am weitesten von der Außenwand 943 entfernte Ende des Langlochs 930,931,932,933 an der ihm zugeordneten Führungsstange 937,938,939,940 anschlägt oder bis der Dichtabschnitt an der Außenwand 943 des Kolbens anliegt. Alle weiter unten liegenden Dichtabschnitte, die grundsätzlich weiter in Richtung auf die Außenwand 943 des Kolbens vorge ^¬ schoben werden könnten, weil ihre Führungsstangen näher an dieser angeordnet sind, werden dann ebenfalls an der Außenwand 943 des Kolbens zur Anlage kommen. Dieser Effekt wird auch durch die Figur 9b die die Wirkung der Dichtung 900 der Figur 9a bei unterschiedlicher Spaltbreite zeigt, noch einmal veran ^¬ schaulicht .

Figur 10a zeigt eine Variante der Dichtungsanordnung aus Figur 9a mit einer alternativen mechanischen Positioniervorrichtung. Auch die Dichtung 1000 ist aus Dichtabschnitten 1001,1002,

1003,1004 zusammengesetzt, die miteinander an Verbindungsstel ^¬ len 1007,1008,1009 verbunden sind, an denen jeweils mechani ^¬ sche Verbindungselemente 1018,1019,1020, 1021 angreifen. Der Unterschied zwischen den Dichtungsanordnungen gemäß Figur 10a und Figur 9a besteht in der Mechanik, die die einzelnen Dichtabschnitte führt, um den Kontakt zur Außenwand 1043 des Kolbens herzustellen. In der Variante gemäß Figur 10a sind je ^¬ weils die mechanischen Verbindungselemente 1018,1019,1020, 1021 mit ihren Nachbarn durch jeweils gleich lange Abstands ^¬ halter 1024,1025,1026 verbunden, welche in der Schnittebene der Darstellung der Figur 10a drehbar miteinander und mit den Verbindungselementen 1018, 1019,1020,1021 verbunden sind. An den dem Dichtungskasten 1017 zugewandten Enden der Verbin ^¬ dungselemente 1018,1019, 1020, 1021 sind diese in der Schnitt ^¬ ebene der Darstellung der Figur 10a drehbar mit einem zweiar ^¬ migen, ebenfalls in dieser Ebene drehbaren Scherensystem

1030a, b, 1031a, b, 1032a, b, 1033a, b verbunden, das in dieser Ebe ^¬ ne drehbar am Dichtungskasten 1017 angeordnet ist, wobei die Länge der die jeweiligen Komponenten des Scherensystems bilde- nen kurzen Hebel 1030a, 1031a, 1032a, 1033aund langen Hebel 1030b, 1031b, 1032b, 1033b von oben nach unten jeweils um eine definierte Länge länger werden.

Ist keine Hydraulikflüssigkeit im Dichtungskasten 1017 vorhan ^¬ den, so führt diese Anordnung dazu, dass die Dichtung 1000 herabhängt und die Hebelsysteme V-förmig zusammengeklappt sind, wie dies auch in Figur 10b zu sehen ist. Im Betriebszu ^¬ stand des Lageenergiespeichers ist dies aber nicht der Fall, sondern der Druck der im Dichtungskasten 1017 vorhandenen Hyd ^¬ raulikflüssigkeit d drückt die Dichtabschnitte

1001,1002,1003,1004, 1005 so weit wie es das Scherensystem zu- lässt an die Außenwand 1043 des Kolbens heran. Zur Veranschau ^¬ lichung der Wirkungsweise dieser Mechanik ist in den Figuren 10a und 10b auch deren Adaption auf unterschiedliche Spalt ^¬ breiten dargestellt. Die nachfolgend anhand der Figuren 12 bis 15 diskutierten

Dichtungsanordnungen haben als gemeinsames Konstruktionsprin ^¬ zip, dass der Dichtabschnitt mit mindestens einem, bevorzugt seinem oberen Rand an einem starren, aber drehbar oder ver ^¬ schiebbar im Kolben oder, bevorzugt, in der Innenwand des Hyd- raulikzylinders gelagerten Dichtungsträger gelagert ist, wel ^¬ cher durch die Drehung oder die Verschiebung in den Spalt zwi ^¬ schen der Innenwand des Hydraulikzylinders und dem Kolben hin ^¬ ein bewegbar ist, so dass der in den Spalt hinein bewegte Dichtungsträger oder ein daran befestigtes Anbauteil, das ge ^¬ gebenenfalls auch als weiterer Dichtabschnitt ausgestaltet sein kann, den Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit durch den Teil des Spalts, der von dem Dichtungsträger oder dem daran befestigten Anbauteil überdeckt wird, sperrt, wobei der Dicht ^¬ abschnitt den zwischen dem Dichtungsträger und der Innenwand des Hydraulikylinders , wenn der Dichtungsträger im Kolben ge ^¬ lagert ist oder zwischen dem Dichtungsträger und dem Kolben, wenn der Dichtungsträger in der Innenwand des Hydraulikzylin- ders gelagert ist, verbleibenden Teil des Spalts abdichtet.

Diese nachfolgend auch als Klappen-Schirm-Dichtung bezeichnete Kategorie von Dichtungsanordnungen vereinfacht den mechani ^¬ schen Aufbau im Vergleich zu den Dichtungsanordnungen 900, 1000, die vorstehend diskutiert wurden, erheblich, ohne den

Vorteil aufzugeben, dass der Dichtabschnitt eine im Vergleich zu reinen Rollmembran- oder reinen Schirmdichtungen, wie sie oben anhand der Figuren 4 und 5 diskutiert wurden, geringe Länge aufweist und gut kontrollierbar ist, aufzugeben.

Konkret zeigt Figur 12a eine Querschnittsdarstellung einer Dichtungsanordnung 1200, welche in einem beispielsweise aus Edelstahl gefertigten Dichtungskasten 1201 mit einer Boden ^¬ platte 1202 aufgenommen ist, der in der Ausführungsform gemäß Figur 12a in einer durch ihn ausgefüllten und daher nicht mehr sichtbaren Ausnehmung an der Innenwand 1203 des Hydraulikzy ^¬ linders aufgenommen und an diesem mit Verankerungen 1204,1205 verankert ist. Der Dichtungskasten 1201, der z.B. ein Stahl ^¬ kasten sein kann, der optional mit nicht in Figur 12a erkenn- baren Querschotten und einer Beton-Verfüllung ausgesteift sein kann, weist einen Ankerkasten 1209 auf, der in eine im Wesent ^¬ lichen kreissektorförmige Ausnehmung 1210 im Dichtungskasten 1201 (die auch in etwaig vorhandenen Querschotten angeordnet ist) , deren Grenzfläche zum Dichtungskasten 1201 hin durch ei ^¬ ne Edelstahlschicht 1211 gebildet wird, hineinragt. Mit ande ^¬ ren Worten ist an der oberen, dem Spalt abgewandten Ecke der kreissektorförmigen Ausnehmung 1210 im Dichtungskasten 1201 ist der Ankerkasten 1209 im Dichtungskasten 1201 verankert.

In der nach unten zeigender Spitze der kreissektorförmigen Ausnehmung 1210 ist eine im Dichtungskasten 1201 verankerte Drehachse 1213 vorgesehen, auf der ein Dichtungsträger 1214, der ebenfalls eine im wesentlichen kreissektorförmige Form hat, die aber bevorzugt einen geringeren Radius als den Radius der kreissektorförmigen Ausnehmung 1210 hat und einen kleine ^¬ ren Öffnungswinkel CC aufweist, so angeordnet ist, dass er zu ^¬ mindest in einem Winkelbereich um die Drehachse 1213 herum drehbar ist, wobei aber bevorzugt gewährleistet sein sollte, dass in jeder Position des Dichtungsträgers 1214 ein Fluidka- nal 1299 zwischen dem Dichtungsträger 1214 und der Edelstahl ^¬ schicht 1211 vorhanden ist, dessen Funktion weiter unten er ^¬ läutert wird.

Am oberen Ende des Dichtungsträgers 1214 ist sowohl auf der Innenseite, also in Richtung auf den Spalt 1206 hin, als auch auf der Außenseite, also im Richtung vom Spalt 1206 weg, je ^¬ weils ein Ankerkasten 1215,1216 angeordnet. Am unteren Ende des Dichtungsträgers 1214, aber oberhalb der Drehachse 1213, ist auf seiner Innenseite ein weiterer Ankerkasten 1212 ange ^¬ ordnet .

In den beiden auf der Innenseite des Dichtungskastens 1201 an- geordneten Ankerkästen 1209,1215 sind die Enden 1217,1218 ei ^¬ ner Schirmdichtung 1219, die -abgesehen von den Lagerpunkten- von ihrem Aufbau her der oben anhand der Figur 5a erläuterten Schirmdichtung entspricht. Auch hier ist die Schirmdichtung 1219 eine doppellagige Dichtmanschette, deren nicht gelager ^¬ ter, im Spalt 1206 angeordneter Mittelteil im Querschnitt be ^¬ trachtet die Form einer Schlaufe 1220 hat, welche einen für Hydraulikflüssigkeit durchlässigen Abschnitt 1221 und einen Dichtabschnitt 1222 aufweist und bei der der für Hydraulik ^¬ flüssigkeit durchlässige Abschnitt 1221, eine untere, der Hyd ^¬ raulikflüssigkeit zugewandte Seite der Schlaufe 1220 bzw. der doppellagigen Dichtmanschette, so dass die untere Seite der Schlaufe 1220 zumindest abschnittsweise für den Durchtritt von Hydraulikflüssigkeit durchlässig ist. Der Dichtabschnitt 1222 bildet die obere Lage und den gekrümmten Abschnitt der Schlau ^¬ fe 1220, in dem die obere Lage der Schlaufe 1220 in die untere Lage der Schlaufe 1220 übergeht. In den beiden verbleibenden, vom Spalt 1206 entfernt liegenden Ankerkästen 1212, 1216 sind jeweils die Enden bzw. Ränder ei ^¬ nes weiteren erfindungsgemäß aufgebauten, insbesondere z.B. wie oben anhand der Figuren 3a bis 3d erläutert aufgebauten Dichtabschnitts 1223 verankert. Dieser Dichtabschnitt 1223 bildet somit eine Rollmembran, die aber im Gegensatz zu der oben anhand der Figuren 4a bis 4d erläuterten Rollmembran nicht eine Verschiebung des Kolbens, sondern die Drehbewegung des Dichtungsträgers 1214 ermöglicht. Der Dichtabschnitt 1223 ist notwendig, um den wegen der unterschiedlichen Radien von Dichtungsträger 1214 und kreissektorförmiger Ausnehmung 1210 vorhandenen Kanal 1224 abzudichten, er dient aber gleichzeitig auch dazu, die Reaktion der Dichtungsanordnung 1200 auf eine Vergrößerung der Breite des Spaltes 1206 zu gewährleisten. Durch den Fluidkanal 1299 wird nämlich Hydraulikflüssigkeit in den Raum 1224a eintreten, welche den Dichtungsträger 1214 und damit auch die an diesem angeordnete Schirmdichtung 1219 in Richtung auf die Außenwand 1207 des Kolbens drückt. Der Spalt 1206 wird bei der Dichtungsanordnung 1200 von zwei Komponenten abgedichtet, nämlich einerseits von der Schirm ^¬ dichtung 1219 und andererseits vom Dichtungsträger 1214, falls dieser vollständig radial umlaufend ausgeführt ist, oder von an diesem angeordneten Anbauteilen, die insbesondere als an der gekrümmten Seite des Dichtungsträgers 1214 angeordneten, nicht dargestellten Dichtungsblechen, die radial umlaufend ausgeführt sind. Schließlich soll noch auf den am Dichtungskasten 1201 vorgese ^¬ henen Puffer 1226 hingewiesen werden, der einen minimalen Ab ^¬ stand zwischen der Außenwand 1207 des Kolbens und der Innen ^¬ wand 1203 des Hydraulikzylinders definiert. Alternativ kann der untere, innenseitige Ankerkasten 1212 un ^¬ terhalb der Drehachse 1213 des Dichtungsträgers 1214 im Dich ^¬ tungskasten 1201 angeordnet sein statt oberhalb der Drehachse 1213 im Dichtungsträger 1214. Ferner ist in Figur 12 a ein von einer Stützfeder 1228 in Po ^¬ sition gehaltener, mit einem Fluid, insbesondere Wasser oder Gel gefüllter Druckschlauch 1227 vorgesehen, der die Form des Dichtabschnitts 1222 der Schirmdichtung 1219 im Wesentlichen vorgibt .

Die Dichtungsanordung 1200 weist ferner an ihrem Dichtab ^¬ schnitt 1222 der Schirmdichtung 1222 Dichtlippen 1222a auf. Das Vorsehen derartiger Dichtlippen 1222a am Dichtabschnitt 1222, das eine grundsätzlich auf alle diskutierten Ausfüh- rungsformen der Erfindung angewendet werden kann, bringt den Vorteil mit sich, dass sie einen Schutz des Dichtabschnitts 1222 gegen Abnutzung, insbesondere gegen Abrieb beim Verfahren des Kolbens im Hubzylinder, bieten und somit die Lebensdauer des Dichtabschnitts 1222 erhöhen.

Figur 12b zeigt die Dichtungsanordnung 1200 bei minimaler Spaltbreite.

Figur 13a zeigt eine weitere Variante einer Klappen-Schirm- Dichtung, die sich von der bislang diskutierten, diesem Auf ^¬ bauprinzip unterfallenden Dichtungsanordnung 1200 dadurch un- terscheidet, dass der Dichtungsträger 1314 in Form eines an der Drehachse 1313 gelagerten, zweiarmigen Hebels mit einem ersten Arm 1328 und einem zweiten Arm 1327, also in Form einer Wippe, realisiert ist und dass der Dichtabschnitt 1323 mit seinen Enden oder Rändern in Ankerkästen 1309,1316 verankert ist, die unterhalb der Drehachse 1313 am zweiten Arm 1327 bzw. im Dichtungskasten 1301 angeordnet sind.

Der auf die vom Dichtabschnitt 1323 gebildete Rollmembran ein ^¬ wirkende Druck der Hydraulikflüssigkeit wirkt bei dieser An- Ordnung in Richtung weg vom Kolben am Ende des zweiten Arms

1327, so dass der erste Arm 1328 des Dichtungsträgers 1314 ge ^¬ bildete erste Arm an die Außenwand 1307 des Kolbens gepresst wird. Je nach Wahl der Länge des zweiten Arms 1327 kann somit der Anpressdruck variiert werden; allerdings ist mit erhebli- chen Biegemomenten zu rechnen. Die anderen Bezugszeichen erge ^¬ ben sich aus den Bezugszeichen der Figur 12 durch Addition von Hundert .

Figur 13b zeigt die Dichtungsanordnung 1300 in der Position, die sie bei einer anderen Spaltbreite einnimmt.

Fig.14a zeigt eine neunte Dichtungsanordnung 1400, mit der die Problematik hoher Biegemomente beherrschbar ist. Der Dich- tungskasten 1401 mit Edelstahlrahmen 1402 weist hier auf der dem Spalt 1403 zugewandten Seite eine Kreissegmentförmige Aus ^¬ nehmung 1404 mit einer durch eine Edelstahlschicht gebildeten Grenzfläche 1405 auf, wobei der Mittelpunkt M des dieses Kreissegment definierenden Kreises bevorzugt im Spalt 1403 an ^¬ geordnet ist, wenn der Kolben konzentrisch zum Hydraulikzylin ^¬ der angeordnet ist. Im unteren Abschnitt der Ausnehmung 1404 ist ein Ankerkasten 1413 angeordnet, der z.B. gemäß einer der Varianten der Figur 3 ausgestaltet sein kann.

Der Dichtungsträger 1406 ist ebenfalls kreissegmentförmig aus ^¬ gebildet, wobei seine Form durch einen Kreis mit demselben Mittelpunkt M, aber einem kleineren Radius als der Radius des Kreissegments der kreissegmentförmigen Ausnehmung 1404 auf- weist, so dass sich zwischen Dichtungsträger 1406 und Grenz ^¬ fläche 1405 ein Kanal 1407 befindet. Im Kanal 1407 sind Druck ^¬ rollen 1440 angeordnet, auf denen der Dichtungsträger 1406 durch Halteklammern 1408 mit Andruckrollen 1409 drehbar gela ^¬ gert ist. Es sind aber auch andere Arten der Lagerung, z.B. Gleitlager, für den Dichtungsträger 1406 möglich.

Im Dichtungsträger 1406 ist auf der dem Spalt 1403 zugewandten Seite auf der Symmetrieachse des Kreissegments, das die Form des Dichtungsträgers 1406 definiert, ein erster Ankerkasten 1410 gelagert, oberhalb der Symmetrieachse ein zweiter Anker ^¬ kasten 1411 und unterhalb der Symmetrieachse ein dritter An ^¬ kerkasten 1412. Auch die Ankerkästen 1410 bis 1412 können bei ^¬ spielsweise einer der Varianten der Figur 3 entsprechen. In den beiden oberen auf der Innenseite des Dichtungsträgers 1406 angeordneten Ankerkästen 1410,1411 sind die Enden

1413,1414 einer Schirmdichtung 1415, die -abgesehen von den Lagerpunkten- von ihrem Aufbau her der oben anhand der Figur 6a erläuterten Schirmdichtung entspricht. Auch hier ist die Schirmdichtung 1415 eine doppellagige Dichtmanschette, deren nicht gelagerter, im Spalt 1403 angeordneter Mittelteil im Querschnitt betrachtet die Form einer Schlaufe 1416 hat, wel- che einen für Hydraulikflüssigkeit durchlässigen Abschnitt 1417 und einen Dichtabschnitt 1418 aufweist und bei der der für Hydraulikflüssigkeit durchlässige Abschnitt 1417, eine un ^¬ tere, der Hydraulikflüssigkeit zugewandte Seite der Schlaufe 1416 bzw. der doppellagigen Dichtmanschette bildet, so dass die untere Seite der Schlaufe 1416 zumindest abschnittsweise für den Durchtritt von Hydraulikflüssigkeit durchlässig ist. Der Dichtabschnitt 1418 bildet die obere Lage und den gekrümm ^¬ ten Abschnitt der Schlaufe 1416, in dem die obere Lage der Schlaufe 1416 in die untere Lage der Schlaufe 1416 übergeht.

In den beiden verbleibenden Ankerkästen 1412, 1413 sind je ^¬ weils die Enden bzw. Ränder eines weiteren erfindungsgemäß aufgebauten, insbesondere z.B. wie oben anhand der Figuren 2a bis 2d erläutert aufgebauten weiteren Dichtabschnitts 1420 verankert. Dieser Dichtabschnitt 1420 bildet somit eine Roll ^¬ membran, die aber im Gegensatz zu der oben anhand der Figuren 4a bis 4d erläuterten Rollmembran nicht eine Verschiebung des Kolbens, sondern die Drehbewegung des Dichtungsträgers 1406 ermöglicht. Der Dichtabschnitt 1420 ist notwendig, um den we- gen der unterschiedlichen Radien des kreissegmentförmigen

Dichtungsträgers 1406 und der kreissektorförmigen Ausnehmung 1404 vorhandenen Kanal 1407 abzudichten, er dient aber gleich ^¬ zeitig auch dazu, die Reaktion der Dichtungsanordnung 1400 auf eine Vergrößerung der Breite des Spaltes 1403 zu gewährleis- ten. Aus dem Spalt 1403 wird nämlich Hydraulikflüssigkeit in den Raum 1421 eintreten, welche den Dichtungsträger 1406 und damit auch die an diesem angeordnete Schirmdichtung 1415 in Richtung auf die Außenwand des Kolbens zu dreht. Der Spalt 1403 wird bei der Dichtungsanordnung 1400 von zwei Komponenten abgedichtet, nämlich einerseits von der Schirm ^¬ dichtung 1421 und andererseits vom Dichtungsträger 1406 oder von an diesem angeordneten Anbauteilen, z.B. einer Segmentab ^¬ dichtung 1422.

Schließlich soll noch auf die am Dichtungskasten 1401 vorgese ^¬ henen Puffer 1423,1424 hingewiesen werden, die einen minimalen Abstand zwischen der Außenwand des Kolbens und der Innenwand des Hydraulikzylinders definieren.

Figur 14b zeigt die Dichtungsanordnung 1400 aus Figur 14a bei einer anderen Spaltbreite.

In einer nicht dargestellten Variante der Dichtungsanordnung 1400 aus Figur 14a sind die in Figur 14a vorhandene Schirm ^¬ dichtung 1415 und die Rollmembran in Gestalt des Dichtab ^¬ schnitts 1420 zu einer kombinierten Dichtung zusammengefasst , wobei sich der fluiddichte Abschnitt der kombinierten Dich ^¬ tung, der dem Dichtabschnitt 1420 entspricht, bis über den An ^¬ kerkasten 1410 hinaus erstreckt. Auf diese Weise wird der An ^¬ kerkasten 1412 aus Figur 14a überflüssig und kann ebenso weg ^¬ gelassen werden, wie die Segmentabdichtung 1422.

Figur 15a zeigt eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Dichtungsanordnung 1500, die das Grundprinzip der Dichtungsan ^¬ ordnungen 1200,1300,1400 insofern variiert, als sie einen Dichtungsträger 1501 aufweist, der sich statt durch eine Dreh- oder Klappbewegung durch eine Translation, konkret in Gestalt einer Parallelverschiebung, an eine Änderung der Spaltbreite anpasst. Dazu ist der Dichtungsträger 1501 in einem Dichtungs ^¬ kasten 1502 angeordnet, mit dem er über Zugstangen 1503 ver- bunden ist. Die Zugstangen 1503 sind mit ihrem einen Ende in im Dichtungsträger 1501 vorgesehenen Lagern 1504 und mit ihrem anderen Ende in Lagern 1505, die in einem am Boden des Dich ^¬ tungskastens 1502 angeordneten Lagerblock 1506 gelagert sind, und zwar so, dass sie um Achsen senkrecht zur Schnittebene drehbar gelagert sind, so dass eine Parallelverschiebung des Dichtungsträgers 1501 als Reaktion auf eine Änderung der Brei ^¬ te des Spalts 1507 erfolgen kann, so dass eine an der Stirn ^¬ seite des Dichtungsträgers 1501 gelagerte Dichtung 1508 mit Dichtlippen 1509 an die Außenwand 1510 des Kolbens gedrückt wird .

Angetrieben wird diese Bewegung durch den als Rollmembran aus ^¬ gebildeten Dichtabschnitt 1511, dessen eines Ende in einem an der Oberseite des Dichtungsträgers 1501 angeordneten Ankerkas ^¬ ten 1512 und dessen anderes Ende in einem an einer Decke der Ausnehmung des Dichtungskastens 1502 angeordneten Ankerkasten 1513 gelagert ist, auf den von außen her Druck der durch den Kanal 1514 geführten Hydraulikflüssigkeit wirkt.

Fig.15b zeigt die Dichtungsanordnung 1500 gemäß Figur 15a bei einer anderen Spaltbreite.

Insbesondere bei Dichtungsanordnungen, die in Dichtungskästen angeordnet sind, möglich ist, durch eine polygonförmige Anord ^¬ nung von linearen Einzelsegmenten eine radial umlaufende Dichtung zu realisieren.

Naturgemäß ist das Hauptproblem die Abdichtung der einzelnen, als Folge der polygonförmigen Anordnung unter einem kleinen Winkel zueinander angeordneten Segmente. Im Hinblick auf die Dichtabschnitte kann das Problem einfach durch ein entspre ^¬ chendes Verkleben von Stößen von erfindungsgemäß aufgebauten Dichtabschnitten realisiert werden. Zur Abdichtung der Fugen zwischen den Rahmen von benachbarten Dichtungskästen werden an diesen elastische Abdicht-Klöt ze mit Dichtlippen angeordnet. Weitere Details zum Aufbauen, zur Struktur und zur Verbindung derartiger Segmente werden nun anhand der Figuren 16 a bis d und 17 a bis d erläutert:

Fig.16a zeigt einen Grundriss eines Beton-Außenrings mit An- kerschienen und Dichtkasten-Unterteil 1606 für ein Segment ei ^¬ ner ringförmigen Dichtungsanlage 1600, Man erkennt eine Dich ^¬ tungskammer 1601 im Beton-Außenring mit senkrechter Montage- Wand 1603, ein im Boden der Dichtungskammer 1601 angeordnetes Ankerschienensystem 1602, den Kolben 1605 mit seiner Außenwand 1604, Querrippen 1609, Gewindeanker 1611 mit Ankerverschrau- bung 1612 und Druckverstrebung 1622.

Fig.16b zeigt einen Vertikalschnitt eines ersten Montageab ^¬ schnitts für eine Dichtungsanordnung gemäß Figur 12a mit in- stalliertem Dichtkasten-Unterteil 1606 nebst Kolben-Puffer

1623, um die Drehachse 1610 rotierbar montiertem Dichtungsträ ^¬ ger 1613 mit Ankerkästen 1617 und partiell installiertem Ab ^¬ dichtschirm 1614 mit Stoßverklebung 1620 Nach weiteren Schritten der Dichtschirm-Montage ergibt sich dann der in Figur 16c dargestellte Vertikalschnitt eines zwei ^¬ ten Montageabschnitts für eine Dichtungsanordnung gemäß Figur 12a nach Abschluss der Installation des Abdichtschirms 1614, dessen Endwülste 1616 nun in den dem Kolben 1605 zugewandten Ankerkästen 1617 aufgenommen sind und der nun um den elasti ^¬ schen Druckschlauch 1618, der vom Druckschlauchträger 1619 ge ^¬ tragen wird, herumgeschlagen wird. Ferner ist das Dichtungs- kasten-Mittelteil 1606 installiert und die Installation der Rollmembran 1615 hat begonnen.

Nach Befestigen der Endwülste 1616 der Rollmembran 1615 in den noch freien Ankerkästen 1617, Installation des Dichtkasten- Oberteils 1608 und einer Druckverstrebung 1622 gegen die Be ^¬ ton-Ringwand erhält man dann die in Figur 16d im Vertikal ^¬ schnitt gezeigte Situation. Figur 17a zeigt den Aufbau eines Klappensegments 1700 für eine Dichtungsanordnung gemäß Figur 12a, aber ohne Dichtabschnitte in einem Blick auf die Klappe von der Kolbenseite, wobei das Klappensegment 1700 gerade eingesetzt wird, wie daran zu er ^¬ kennen ist, dass die Drehgelenke 1706 der Klappenträger 1704 mit den an ihm angeordneten Lagern bzw. Ankerkästen 1705 noch nicht in den Drehgelenkaufnahmen 1711 verankert sind und dass der Klappenstoß 1703 noch nicht bündig mit dem strichliert dargestellten Klappenstoß des benachbarten Klappensegments in Eingriff steht. Wie diese Verankerung vonstatten gehen kann und mit einer Sicherung 1707 gesichert werden kann ist schema ^¬ tisch in Figur 17c dargestellt.

Wie man insbesondere aus Figur 17b, die einen Schnitt durch einen am Knotenblech 1701 des Dichtungskastens angeordneten Dichtungsträger 1704 des Klappensegments 1700 aus Figur 17a zeigt, entnimmt, sind zwischen den einzelnen Dichtungsträgern 1704 Fugenblöcke 1708, die z.B. aus Hartgummi bestehen können, vorgesehen. Insbesondere diese Maßnahme ermöglicht es, die bei Variationen der Spaltbreite in einer Segmentbauweise wirkenden Kräfte in Richtung senkrecht zu den großen Flächen des Dich ^¬ tungsträgers aufzunehmen und die notwendigen elastischen De ^¬ formationen zu erlauben. Wie insbesondere Figur 17d zeigt, kann die Abdichtung gegen Fluidaustritt durch am Fugenblock vorgesehenes Dichtgewebe 1709 weiter verbessert werden.

Bezugszeichenliste

100 Lageenergiespeieher

110 Hydraulikzylinder

111 Lagerblock

112 Zentrierdorn

113 Schotterbett

120 Kolben

121 trichterförmige Öffnung 122 Lagerpunkt

125 Zylinderwand

130 Hydraulikflüssigkeit

131 Druckleitung

140 Transport-, Versorgungs- und

Turbinenschacht

141 Versorgungsleitung

150 Betonring

151 Zuganker

152 Dichtung

152a, Dichtungsanordnung

153 HavarieSystem

154 Positionierungs-Anläge

155 Abstreifer

156 Schutzdach

157 Puffer

158a, , c, d Rohr- und Ablaufsystem

159 Werkstattfahrzeug

160 Betonring

161 Tank (Wind-Trimmung)

162 Tank (Schwerkraft-Trimmung)

163, 164 Rohrsystem 200 Dichtung

210.220 Sektion

211.221 Faserbündel

212.222 Stahlseil

212a, 212b Abschnitt

213.223 fluiddichtes Gewebe

214.224 Zwischenraum

216.226 Abschnitt

217.227 Abschnitt

218,219 Schlaufe

230,231 Wulstseil

232 Schlaufenband

233 Kunstfaser-Geflecht

235 Fuge

240 Verankerung

241 obere Hälfte (der Verankerung)

242 untere Hälfte (der Verankerung)

310, 320, 330, 340, 350,

360,370,380 Verankerung

311, 321, 331, 341, 351,

361.371.381 Wulstseil 312,322,332,342,352,

362.372.382 Dichtungsendabschnitt

313, 323, 333, 343, 353,

363,373,383 Ankerkasten

313a, 323a, 333a, 343a,

353a, 363a, 373a, 383a Ausnehmung 313b, 323b, 333b, 343b,

353b, 363b, 373b, 383b Führungsabschnitt

314, 324, 334, 343,

353,363,373,383 Spannmittel

400 Dichtung

401 Spalt

403 Innenwand (des Hydraulikzylinders) 404 Außenwand (des Kolbens)

405 Kolben

406.413 Ende der Dichtung

407.414 Lager

408, 417 Ausnehmung

409,416 Decke (der Ausnehmung)

410.418 Stempel

411.419 Boden (der Ausnehmung)

412.420 Betonring 500 Dichtung

501 Spalt

502 Innenwand

503 Außenwand

504,505 Ende der Dichtung

506 Schlaufe

507 durchlässiger Abschnitt

508 Dichtabschnitt

509,510 Ankerkasten

511 Ausnehmung

512 Schlaufenträger

513 Puffer

514 Dichtlippe

515 Verankerung 600 Dichtung

601 Spalt

602 Ausnehmung

603 Innenwand (des Hydraulikzylinders)

604 Außenwand (des Kolbens)

605 Kolben

606.613 Ende (der Dichtung)

607.614 Lager

608 Dichtabschnitt

609 Schlaufe

610 Schlaufenträger

611,612 Zuleitung

615 Druckerhöhungs-Pumpe

616 Gasdruckspeicher

617 Verdichter

700,701 Dichtung

702,703 Schlaufenträger und Andruckfeder 704-707 Lager

708,709 Dichtabschnitt

710-714 Zuleitungen

720,721 Druckminderer

722 Überdruck-Ventil

723 Ableitung

730 Spannsystem

800 Dichtung

801,802,810 Lager

803 Innenwand

804 Ausnehmung

805 Druckschlauch

806 Pumpe 07 Spalt

08 Außenwand

09 Zugfeder

900 Dichtung

901-906 Dichtabschnitt

907-911 Verbindungsstelle

912 Ende (der Dichtung)

913 Verankerung

914 Innenwand

917 Dichtungskästen

918-921 mechanisches Verbindungselement 924-927 Träger

930-933 Langloch

936 Seitenwand (des Dichtungskastens)

937-940 Schubstangen

943 Außenwand

1000 Dichtung

1001-1004 Dichtabschnitt

1007-1010 Verbindungsstelle

1012 Ende (der Dichtung)

1013 Verankerung

1014 Innenwand

1017 Dichtungskästen

1018-1021 mechanisches Verbindungselement

1024-1027 Gestänge

1030-1034 Scherensystem

1030a-1034a Hebel

1030b-1034b Hebel

1036 Seitenwand (des Dichtungskastens)

1043 Außenwand 1101-1104 Verbindungsstelle

1105-1108 Wulstseile

1109 Klammer

1200, 1300 Dichtungsanordnung

1201, 1301 Dichtungskästen

1202, 1302 Bodenplatte

1203, 1303 Innenwand

1204, 1205, 1304, 1305 Verankerung

1206, 1306 Spalt

1207, 1307 Außenwand

1208, 1308 Oberflächen-BeSchichtung

1209, 1309 Ankerkasten

1210, 1310 Ausnehmung (im Dichtungskasten)

1211, 1311 Edelstahlschicht

1212, 1312 Ankerkasten

1213, 1313 Drehachse

1214, 1314 Dichtungsträger

1215, 1216, 1315, 1316, Ankerkasten

1217, 1218, 1317, 1318 Enden

1219, 1319 Schirmdichtung

1220, 1320 Schlaufe

1221, 1321 durchlässiger Abschnitt

1222, 1322 Dichtabschnitt

1223, 1323 weiterer Dichtabschnitt

1224, 1324 Kanal

1224a, 1324a Raum

1226, 1326 Puffer

1299, 1399 Fluidkanal

1227 gefüllter Druckschlauch

1228 Stützfeder

1222a DichtUppen 1327 zweiter Arm

1328 erster Arm

1400 Dichtungsanordnung 1401 Dichtungskästen

1402 Edelstahlrahmen

1403 Spalt

1404 Ausnehmung

1405 Grenzfläche

1406 Dichtungsträger

1407 Kanal

1408 Halteklammer

1409 Andruckrolle

1410, 1411, 1412 Ankerkasten

1413,1414 Enden

1415 Schirmdichtung

1416 Schlaufe

1417 durchlässiger Abschnitt

1418 Dichtabschnitt

1420 weiterer Dichtabschnitt

1421 Raum

1422 Segmentabdichtung

1423, 1424 Puffer

1440 Druckrolle

1500 Dichtungsanordnung 1501 Dichtungsträger

1502 Dichtungskästen

1503 Zugstange

1504,1505 Lager

1506 Lagerblock

1507 Spalt

1508 Dichtung 1509 Dichtlippe

1510 Außenwand

1511 Dichtabschnitt

1512,1513 Ankerkasten

1514 Kanal

1600 ringförmige Dichtungsanlage

1601 Dichtungskammer

1602 Ankerschienensystem

1603 senkrechte Montagewand

1604 Außenwand (des Kolbens)

1605 Kolben

1606 Dichtungskasten-Unterteil

1607 Dichtungskasten-Mittelteil

1608 Dichtungskasten-Oberteil

1609 Querrippen

1610 Drehachse

1611 Gewindeanker

1612 Ankerverschraubung

1613 Dichtungsträger

1614 Abdichtschirm

1615 Rollmembran

1616 Endwulst

1617 Ankerkasten

1618 elastischer Druckschlauch

1619 Druckschlauchträger

1620 Stoßverklebung (des Abdichtschirms )

1621 Stoßverklebung (der Rollmembran)

1622 Druckverstrebung

1623 Kolben-Puffer

1700 Klappensegment

1701 Knotenblech (des Dichtungskastens) 1702 Klappe

1703 Klappenstoß

1704 Dichtungsträger

1705 Ankerkasten

1706 Drehgelenk

1707 DrehpunktSicherung

1708 Fugenblock

1709 Dichtgewebe

1710 Ankerkastenschlit zung 1711 Drehgelenkaufnahme

P Pumpe

G Generator

V Ventil

r Radius (des Kolbens) b Breite (des Spalts)

M Kreismittelpunkt