DE102015216768A1

DE102015216768A1 - Switch drive and method with a damping element for damping a movement

Info

Publication number: DE102015216768A1
Application number: DE102015216768.2A
Authority: DE
Inventors: Hassim Al-Dairani; Prosper Hartig; Maurice Lesser; Ronald Puls; Jörg Teichmann; Dirk Weissenberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2017-03-02
Also published as: WO2017036719A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schalterantrieb mit einem Dämpfungselement (1) und ein Verfahren zum Dämpfen einer Bewegung innerhalb eines Schalterantriebs. Das Dämpfungselement (1) umfasst einen Kolben (4), der in einem mit Fluid gefüllten ersten Behälter (2) angeordnet ist und relativ zu dem ersten Behälter (2) verschiebbar ist. Durch Bewegung des Kolbens (4) in dem Dämpfungselement wird (1) die Bewegung gedämpft. Sowohl bei einer Einschaltbewegung als auch bei einer Ausschaltbewegung ist eine Dämpfung der Bewegung durch ein und dasselbe Dämpfungselement (1) bewirkt.The invention relates to a switch drive with a damping element (1) and a method for damping a movement within a switch drive. The damping element (1) comprises a piston (4) which is arranged in a fluid-filled first container (2) and is displaceable relative to the first container (2). By movement of the piston (4) in the damping element (1) the movement is damped. Both during a switch-on and during a switch-off movement, an attenuation of the movement is effected by one and the same damping element (1).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schalterantrieb mit einem Dämpfungselement, welches einen Kolben umfasst, der in einem mit Fluid gefüllten ersten Behälter angeordnet ist und relativ zu dem ersten Behälter verschiebbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Dämpfen einer Bewegung innerhalb eines Schalterantriebs wird die Bewegung durch die Bewegung des Kolbens in dem Dämpfungselement gedämpft. The present invention relates to a switch actuator with a damping element, which comprises a piston, which is arranged in a fluid-filled first container and is displaceable relative to the first container. In the method according to the invention for damping a movement within a switch drive, the movement is damped by the movement of the piston in the damping element.

Elektrische Schalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter weisen bewegliche Kontaktstücke auf. Ein elektrischer Kontakt mit zwei Kontaktstücken wird geöffnet durch eine relative Bewegung der Kontaktstücke von einander weg und wird geschlossen durch eine relative Bewegung der Kontaktstücke aufeinander zu. Die Bewegung erfolgt von wenigstens einem oder beiden Kontaktstücken. Neben einem Nennstromkontakt, mit wenigstens zwei Nennstromkontaktstücken, kann z.B. ein Lichtbogenkontakt, mit wenigstens zwei Lichtbogenkontaktstücken, im elektrischen Schalter vorgesehen sein. Electric switches, in particular high-voltage circuit breakers have movable contact pieces. An electrical contact with two contact pieces is opened by a relative movement of the contact pieces away from each other and closed by a relative movement of the contact pieces towards each other. The movement is carried out by at least one or both contact pieces. In addition to a rated current contact, with at least two rated current contact pieces, e.g. an arc contact, with at least two arcing contact pieces, be provided in the electrical switch.

Das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück wird von einem Antrieb, welcher die Bewegungsenergie zur Verfügung stellt, über eine kinematische Kette, welche die Bewegungsenergie vom Antrieb auf das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück überträgt, angetrieben. Um ein schnelles Schalten im z.B. Millisekunden-Bereich zu erreichen, wirken hohe Kräfte und Beschleunigungen auf das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück. The at least one movable contact piece is driven by a drive, which provides the kinetic energy, via a kinematic chain, which transmits the kinetic energy from the drive to the at least one movable contact piece. In order to ensure rapid switching in e.g. Milliseconds range to act high forces and accelerations on the at least one movable contact piece.

Dabei besteht die Gefahr, dass ohne eine Bewegungs-Dämpfung bzw. Dämpfung des wenigstens einen Kontaktstücks, der kinematischen Kette, und/oder des Antriebs bzw. eines zwischen geschalteten Getriebes sowohl zum Ende der Ausschaltbewegung als auch zum Ende der Einschaltbewegung eine mechanische Überlastung und damit verbundene Beschädigung, bis hin zur Zerstörung von Kontaktstücken, kinematischen Übertragungsgliedern und/oder Antriebskomponenten erfolgt. Ohne Dämpfung der Bewegung zumindest zum Ende der Schaltbewegung ist ein Rückschwingen der Kontakte der Unterbrechereinheit möglich, welches zu einem schalttechnischen und dielektrischen Versagen des Schalters führen kann. There is a risk that without a movement-damping or damping of at least one contact piece, the kinematic chain, and / or the drive or between a gearbox connected both to the end of the switch-off and the end of the switch-on mechanical overload and thus connected damage, up to the destruction of contact pieces, kinematic transmission elements and / or drive components takes place. Without damping of the movement, at least at the end of the switching movement, a return oscillation of the contacts of the interrupter unit is possible, which can lead to a switching technical and dielectric failure of the switch.

Aus der DE 100 61 164 C1 ist ein Schalterantrieb mit zwei hydraulischen Dämpfungselementen, jeweils ein Dämpfungselement für die Einschaltbewegung und ein Dämpfungselement für die Ausschaltbewegung, bekannt. Jeweils ein Dämpfungselement umfasst einen Zylinder, welcher mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, und einen Kolben, welcher sich innerhalb der Hydraulikflüssigkeit bewegt. Der Kolben ist über eine Stange mit der kinematischen Kette des Leistungsschalters verbunden, und bremst bei seiner Bewegung in der Hydraulikflüssigkeit Bewegungen in der kinematischen Kette ab. From the DE 100 61 164 C1 is a switch drive with two hydraulic damping elements, each a damping element for the switch-on movement and a damping element for the switch-off, known. In each case a damping element comprises a cylinder which is filled with a hydraulic fluid, and a piston which moves within the hydraulic fluid. The piston is connected via a rod to the kinematic chain of the circuit breaker, and brakes movements in the kinematic chain as it moves in the hydraulic fluid.

Um eine gleichbleibende Dämpfungscharakteristik des Dämpfungselements sicher zu stellen, müssen derartige Dämpfungselemente mit einer bestimmten Ausrichtung montiert sein. Schalterantriebe mit derartigen Dämpfungselementen können nicht frei bezüglich ihrer Lage montiert werden, sondern müssen entsprechend der Ausrichtung der Dämpfungselemente montiert werden. Derartige Dämpfungselemente weisen über der Hydraulikflüssigkeit ein Gasvolumen auf. Es muss für eine gleichbleibende Dämpfungscharakteristik gewährleistet sein, dass der Kolben stets vollständig von Hydraulikflüssigkeit umspült ist. In order to ensure a constant damping characteristic of the damping element, such damping elements must be mounted with a certain orientation. Switch drives with such damping elements can not be freely mounted with respect to their location, but must be mounted according to the orientation of the damping elements. Such damping elements have a gas volume over the hydraulic fluid. It must be ensured for a constant damping characteristic that the piston is always completely surrounded by hydraulic fluid.

Dies schränkt die Freiheitsgrade des Einbaus der Dämpfungselemente bzw. des Antriebs ein, reduziert die Zuverlässigkeit der Dämpfungselemente mit der Gefahr von Beschädigungen an Komponenten bzw. Elementen des Leistungsschalters, und führt zu einem komplexen Aufbau. Die Verwendung von zumindest zwei Dämpfungselementen, einem für die Einschaltbewegung und einem für die Ausschaltbewegung, erhöht die Kosten und Komplexität des Aufbaus des Leistungsschalters weiter. This limits the degrees of freedom of installation of the damping elements or the drive, reduces the reliability of the damping elements with the risk of damage to components or elements of the circuit breaker, and leads to a complex structure. The use of at least two damping elements, one for the turn-on and one for the turn-off, further increases the cost and complexity of the circuit breaker design.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schalterantrieb mit einem Dämpfungselement und ein Verfahren zum Dämpfen einer Bewegung innerhalb eines Schalterantriebs, insbesondere unter Verwendung des zuvor beschriebenen Dämpfungselements anzugeben, welche eine zuverlässige Dämpfung von Bewegungen insbesondere innerhalb eines Leistungsschalters ermöglichen, bei verringerter Komplexität und verringerten Kosten des Aufbaus des Schalters, bei verringertem Platzbedarf und flexiblerem Einsatz bezüglich möglicher Montagerichtungen insbesondere des Antriebs. Eine Beschädigung und/oder Zerstörung von Elementen des Schalters, insbesondere am Ende von Ein- und/oder Ausschaltbewegungen soll verhindert werden, und somit soll die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Schalters erhöht werden. Object of the present invention is to provide a switch drive with a damping element and a method for damping movement within a switch drive, in particular using the damping element described above, which allow a reliable damping of movements, especially within a circuit breaker, with reduced complexity and reduced costs the structure of the switch, with reduced space requirements and more flexible use with respect to possible mounting directions in particular the drive. Damage and / or destruction of elements of the switch, in particular at the end of switching on and / or off movements should be prevented, and thus the life and reliability of the switch should be increased.

Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schalterantrieb mit einem Dämpfungselement mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch ein Verfahren zum Dämpfen einer Bewegung innerhalb eines Schalterantriebs, insbesondere mit dem zuvor beschriebenen Schalterantrieb, gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schalterantriebs mit einem Dämpfungselement und/oder des Verfahrens zum Dämpfen einer Bewegung innerhalb eines Schalterantriebs sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände der Hauptansprüche untereinander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar. The stated object is achieved by a switch drive with a damping element having the features according to claim 1 and / or by a method for damping a movement within a switch drive, in particular with the switch drive described above, according to claim 10. Advantageous embodiments of the switch drive according to the invention with a damping element and / or the method for damping a movement within a switch drive are specified in the subclaims. These are objects of Main claims among themselves and with features of subclaims and features of the dependent claims can be combined with each other.

Ein erfindungsgemäßer Schalterantrieb umfasst ein Dämpfungselement mit einem Kolben, der in einem mit Fluid gefüllten ersten Behälter angeordnet ist, und relativ zu dem ersten Behälter verschiebbar ist. Durch das Dämpfungselement ist bei einer Einschaltbewegung und bei einer Ausschaltbewegung eine Dämpfung der Bewegung bewirkt. A switch drive according to the invention comprises a damping element with a piston, which is arranged in a fluid-filled first container, and is displaceable relative to the first container. Due to the damping element, a damping of the movement is effected during a switch-on movement and during a switch-off movement.

Die Verwendung ein und desselben Dämpfungselements bei der Einschaltbewegung und bei der Ausschaltbewegung reduziert Kosten und Komplexität des Aufbaus des Schalterantriebs gegenüber Schalterantrieben bekannt aus dem Stand der Technik. Weniger Baugruppen bedeuten eine Verringerung der Ausfallgefahr und somit eine Erhöhung der Zuverlässigkeit. Der Platzbedarf ist reduziert durch Verwendung von einem statt mindestens zwei Dämpfungselementen. Durch die Verwendung eines Dämpfungselements wird eine Beschädigung und/oder Zerstörung von Elementen des Schalters verhindert, insbesondere am Ende von Ein- und/oder Ausschaltbewegungen, und die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Schalters wird erhöht. Die Verwendung von nur einem Dämpfungselement verringert den Montageaufwand sowie die Teile- und Ausführungsvarianz. Damit sind wiederum Vorteile wie z.B. Kosteneinsparung und eine verringerte, notwendige Lagerhaltung verbunden. The use of one and the same damping element in the switch-on movement and in the switch-off movement reduces the costs and complexity of the construction of the switch drive over switch drives known from the prior art. Fewer assemblies mean a reduction in the risk of failure and thus an increase in reliability. The space requirement is reduced by using one instead of at least two damping elements. The use of a damping element prevents damage and / or destruction of elements of the switch, in particular at the end of on and / or off movements, and the life and reliability of the switch is increased. The use of only one damping element reduces the assembly effort and the parts and Ausführungsvarianz. This in turn benefits such. Cost savings and reduced, necessary storage associated.

Der erste Behälter kann fluidisch in Kontakt mit einem zweiten Behälter stehen, wobei der erste Behälter Öffnungen aufweist zum Strömen von Fluid aus dem ersten in den zweiten Behälter und umgekehrt. Öffnungen können in wenigstens zwei Bereichen des ersten Behälters angeordnet sein, z.B. als Bohrungen im Behältergehäuse oder als Einlass in Durchführungen wie z.B. Schläuchen, wobei die wenigstens zwei Bereiche durch den Kolben voneinander getrennt sind. Der zweite Behälter dient als Druck-Ausgleichsbehälter für das Fluid, welches durch die Öffnungen strömt. The first container may be in fluid communication with a second container, the first container having openings for flowing fluid from the first container to the second container, and vice versa. Openings may be located in at least two areas of the first container, e.g. as bores in the container housing or as inlet in passages such as e.g. Hoses, wherein the at least two areas are separated by the piston. The second container serves as a pressure surge tank for the fluid flowing through the openings.

Der erste Behälter kann in dem zweiten Behälter angeordnet sein, insbesondere räumlich beabstandet vom zweiten Behälter über wenigstens ein Fixierelement. Diese Anordnung ist kompakt und spart Bauraum. Durch die beabstandete Anordnung des ersten im zweiten Behälter entsteht Raum für das Fluid, welches aus dem ersten in den zweiten Behälter strömt. Eine Befestigung des ersten im zweiten Behälter über Fixierelemente ist mechanisch stabil sowie einfach und kostengünstig ausführbar. The first container may be arranged in the second container, in particular spatially spaced from the second container via at least one fixing element. This arrangement is compact and saves space. The spaced arrangement of the first in the second container creates space for the fluid, which flows from the first into the second container. An attachment of the first in the second container via fixing elements is mechanically stable and simple and inexpensive executable.

Der erste Behälter kann im Wesentlichen die Form eines Zylinders aufweisen, insbesondere mit einer kreisrunden Grund- und/oder Deckfläche. Der zweite Behälter kann ebenfalls im Wesentlichen die Form eines Zylinders aufweisen, insbesondere mit einer kreisrunden Grund- und/oder Deckfläche, wobei bei einer Anordnung des ersten im zweiten Behälter letzterer größer als der erste Behälter ist. Der wenigstens eine Behälter, insbesondere beide Behälter können ein Verschlusselement in Form eines Deckels für einen fluiddichten Verschluss der Behälter aufweisen, insbesondere ein kreisrundes, plattenförmiges Verschlusselement. Durch das Verschlusselement können die Behälter gleichzeitig oder separat geöffnet und fluiddicht verschlossen werden, abhängig ob beide Behälter einen separaten oder zusammen ein gemeinsames Verschlusselement aufweisen. Das Fluid kann in die Behälter gefüllt werden bei offenem Verschlusselement. Diese Ausführung ergibt einen einfachen sowie kostengünstigen Aufbau, wobei das Verschlusselement bei einer Wartung das Auffüllen oder den Wechsel von Fluid in den Behältern erlaubt. The first container may substantially have the shape of a cylinder, in particular with a circular base and / or top surface. The second container may also have substantially the shape of a cylinder, in particular with a circular base and / or top surface, wherein in an arrangement of the first in the second container latter is larger than the first container. The at least one container, in particular both containers, can have a closure element in the form of a lid for a fluid-tight closure of the containers, in particular a circular, plate-shaped closure element. By the closure element, the container can be opened simultaneously or separately and sealed fluid-tight, depending on whether both containers have a separate or together a common closure element. The fluid can be filled into the containers with the closure element open. This design results in a simple and inexpensive construction, wherein the closure element during maintenance allows the filling or the exchange of fluid in the containers.

Wenigstens eine Antriebsstange kann von dem Schalterantrieb umfasst bzw. vorgesehen sein, welche mit dem Kolben mechanisch verbunden ist zum Bewegen des Kolbens, insbesondere antreibbar über eine Schaltwelle. Der Kolben kann in dem und relativ zu dem ersten Behälter in axialer Richtung verschiebbar angeordnet sein, analog einem Stoßdämpfer, wie aus der Fahrzeugtechnik bekannt. Die Antriebsstange kann exzentrisch, insbesondere an einem äußeren Umfang der Schaltwelle fixiert sein, welche z.B. Teil eines Getriebes oder der kinematischen Kette ist. Dadurch kann Bewegung, welche über die Schaltwelle übertragen wird, durch das Dämpfungselement gedämpft werden. Als Schalterantrieb kann in diesem Zusammenhang eine Einheit zum Erzeugen und/oder Speichern von mechanischer Energie, wie z.B. eine Feder oder ein elektrischer Motor, und/oder weitere Teile der kinematischen Kette, welche wenigstens ein bewegliches Kontaktstück eines Schalters antreiben, angesehen werden. At least one drive rod may be included or provided by the switch drive, which is mechanically connected to the piston for moving the piston, in particular driven via a switching shaft. The piston can be slidably disposed in and relative to the first container in the axial direction, analogous to a shock absorber, as known from the automotive industry. The drive rod may be eccentric, in particular fixed to an outer circumference of the switching shaft, which may be e.g. Part of a transmission or the kinematic chain is. As a result, movement, which is transmitted via the switching shaft, are damped by the damping element. As a switch drive in this connection, a unit for generating and / or storing mechanical energy, such as e.g. a spring or an electric motor, and / or other parts of the kinematic chain which drive at least one movable contact piece of a switch are considered.

Das Dämpfungselement kann zumindest auf einer Seite räumlich fixiert sein an dem Schalteranrieb, insbesondere mit einem Befestigungselement. Dazu können eine Halterung, ein Gestänge mit z.B. Bolzen und/oder Schrauben sowie ein Gehäuseteil des Schalterantriebs dienen. So kann das Dämpfungselement z.B. um ein Gelenk rotationssymmetrisch beweglich gelagert befestigt sein, um Bewegungen senkrecht zur Längsrichtung des Dämpfungselements insbesondere der Welle bzw. der Antriebsstange mit Kolben auszugleichen. The damping element may be spatially fixed at least on one side to the Schalteranrieb, in particular with a fastener. For this purpose, a holder, a linkage with e.g. Bolts and / or screws and a housing part of the switch drive serve. Thus, the damping element may be e.g. be attached to a joint rotationally symmetrical movable mounted to compensate for movements perpendicular to the longitudinal direction of the damping element, in particular the shaft or the drive rod with pistons.

Wenigstens ein Dichtelement kann in einem Spalt zwischen Kolben und einer Wandung des ersten Behälters vorgesehen sein, insbesondere vollständig umlaufend um den Kolben zum fluidischen Abdichten des Spaltes zwischen Kolben und der Wandung. Die Abdichtung kann vollständig oder teilweise erfolgen, z.B. um eine Dämpfung durch einen kontrollierten Fluidfluss über den Spalt zu erzeugen oder ausschließlich die Dämpfung durch den Fluidfluss über die Öffnungen im ersten Behälter zu bestimmen. At least one sealing element may be provided in a gap between the piston and a wall of the first container, in particular completely circumferentially around the piston for fluidically sealing the gap between the piston and the piston Wall. The sealing may be complete or partial, for example, to provide damping through controlled fluid flow across the gap, or to solely determine damping by fluid flow across the openings in the first vessel.

Das Fluid kann eine Flüssigkeit, insbesondere ein Öl sein. Dabei kann über die Temperatur, den Druck und/oder die Wahl bzw. die Viskosität des Öls eine Dämpfung eingestellt werden. Bei kleinen Öffnungen im ersten Behälter ist als Fluid z.B. ein Gas, insbesondere Luft verwendbar. Weiter Flüssigkeiten können Wasser oder Ölgemische sein, oder als Fluid können Gasgemische sowie Kombinationen von Gas/Flüssigkeitsgemischen dienen. The fluid may be a liquid, in particular an oil. It can be adjusted on the temperature, pressure and / or the choice or the viscosity of the oil damping. For small openings in the first container, as fluid, e.g. a gas, in particular air used. Further liquids may be water or oil mixtures, or as the fluid may serve gas mixtures and combinations of gas / liquid mixtures.

Die Stärke der Dämpfung des Dämpfungselements kann einstellbar sein, insbesondere über die Art und/oder Sorte des Fluids, wie zuvor beschrieben, abhängig von der Temperatur und dem Druck. Die Stärke der Dämpfung kann auch einstellbar sein über die Größe und Zahl der Öffnungen. Alternativ oder zusätzlich kann die Stärke der Dämpfung einstellbar sein über die Größe des Spalts zwischen dem Kolben und der Wandung des ersten Behälters und/oder die Größe des Spalts zwischen dem Dichtelement und der Wandung des ersten Behälters. The amount of damping of the damping element may be adjustable, in particular via the type and / or type of fluid, as described above, depending on the temperature and the pressure. The amount of damping can also be adjustable via the size and number of openings. Alternatively or additionally, the intensity of the damping can be adjustable via the size of the gap between the piston and the wall of the first container and / or the size of the gap between the sealing element and the wall of the first container.

Der Kolben kann den Innenraum des ersten Behälters in zwei Bereiche räumlich trennen, jeweils mit einer definierten Anzahl an Öffnungen in einem Bereich, wobei bei einer Schaltbewegung das Volumen der Bereiche und die Zahl der Öffnungen in einem Bereich abhängig von der Zeit sich ändern. Die Dämpfung des Dämpfungselements wird z.B. durch die Änderung der Zahl der Öffnungen in einem Bereich geändert. Insbesondere bei einer verringerten Zahl an Öffnungen in einem Bereich wird die Dämpfung erhöht. Somit kann bei einer Schaltbewegung die Dämpfung zum Ende der Bewegung hin zunehmen, indem auf einer Seite des Kolbens bzw. in einem Bereich des Dämpfungselements die Zahl der Öffnungen abnimmt, welche für das Fluid zum Strömen aus dem ersten Behälter zu Verfügung steht. Zwar nimmt auf der Entgegengesetzten Seite bzw. in dem anderen Bereich des Dämpfungselements die Zahl der Öffnungen mit der Bewegung des Kolbens zu, durch welche Fluid aus dem zweiten in den ersten Behälter strömt. Jedoch ist für die Bewegung bzw. Abbremsung der Bewegung des Kolbens die verringerte Zahl an Öffnungen bestimmend. The piston can spatially separate the interior of the first container into two regions, each with a defined number of openings in a region, wherein with a switching movement the volume of the regions and the number of openings in a region change with time. The damping of the damping element is e.g. changed by changing the number of openings in a range. In particular, with a reduced number of openings in a range, the damping is increased. Thus, in the case of a switching movement, the damping increases towards the end of the movement, in that the number of openings available for the fluid to flow out of the first container decreases on one side of the piston or in a region of the damping element. Although increases on the opposite side or in the other region of the damping element, the number of openings with the movement of the piston through which fluid flows from the second into the first container. However, for the movement or deceleration of the movement of the piston, the reduced number of openings determines.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Dämpfen einer Bewegung innerhalb eines Schalterantriebs, insbesondere in einem zuvor beschriebenen Schalterantrieb, umfasst, dass in einem Dämpfungselement durch Bewegung eines Kolbens, welcher in einem mit Fluid gefüllten ersten Behälter bewegt wird relativ zu dem ersten Behälter, eine Bewegung gedämpft wird. Bei einer Einschaltbewegung und bei einer Ausschaltbewegung erfolgt eine Dämpfung der Bewegung durch das eine Dämpfungselement. A method according to the invention for damping movement within a switch drive, in particular in a switch drive described above, comprises dampening a movement in a damping element by moving a piston which is moved in a fluid-filled first container relative to the first container. During a switch-on movement and a switch-off movement, a damping of the movement takes place through the one damping element.

Bei einer Einschaltbewegung des Schalterantriebs kann der Kolben in eine erste Richtung bewegt werden, zum Dämpfen der Einschaltbewegung insbesondere durch Strömung von Fluid durch wenigstens eine Öffnung von dem ersten Behälter in einen zweiten Behälter, und bei einer Ausschaltbewegung des Schalterantriebs kann der Kolben in eine zweite Richtung bewegt werden zum Dämpfen der Ausschaltbewegung. Das Fluid wirkt der Bewegung des Kolbens entgegen und bremst dadurch die Bewegung. Durch die wenigstens eine Öffnung kann in einer Zeiteinheit nur eine bestimmte Menge Fluid strömen, wodurch bei entsprechender Anzahl und Größe der Öffnungen weniger Fluid aus dem ersten Behälter strömen kann als bei einem ungehindertem Strömen. Der Kolben bewegt das Fluid und durch den gehinderten Abfluss aus dem ersten Behälter durch die Öffnungen wird der Druck im Fluid erhöht. Der Druck wirkt dem Druck entgegen, welcher vom Kolben auf das Fluid ausgeübt wird. Durch den Gegendruck wird die Bewegung des Kolbens und insbesondere über die Antriebsstange die Bewegung der Welle gedämpft bzw. abgebremst. Upon a switch-on movement of the switch drive, the piston can be moved in a first direction, for damping the switch-on movement, in particular by the flow of fluid through at least one opening from the first container into a second container, and during a switch-off movement of the switch drive the piston can move in a second direction be moved to attenuate the switch-off. The fluid counteracts the movement of the piston and thereby slows the movement. Through the at least one opening, only a certain amount of fluid can flow in a unit of time, whereby less fluid can flow out of the first container with a corresponding number and size of the openings than with an unimpeded flow. The piston moves the fluid and the hindered drain from the first reservoir through the ports increases the pressure in the fluid. The pressure counteracts the pressure exerted by the piston on the fluid. The counterpressure dampens or slows down the movement of the piston and, in particular, via the drive rod.

Damit verbunden sind die zuvor beschriebenen Vorteile, insbesondere das Vermeiden von Beschädigungen an der Schalteinrichtung durch eine ungebremste Schaltbewegung, insbesondere am Ende der Schaltbewegung. Ein ungebremstes Aufeinanderprallen von Kontaktstücken wird verhindert und somit eine Beschädigung der Kontaktstücke bis hin zu deren Zerstörung. This is associated with the advantages described above, in particular the avoidance of damage to the switching device by an unrestrained switching movement, in particular at the end of the switching movement. An unrestrained impact of contact pieces is prevented and thus damage to the contacts to their destruction.

Bei einer Einschaltbewegung und bei einer Ausschaltbewegung kann durch Öffnungen im ersten Behälter, bewirkt durch Bewegung des Kolbens im ersten Behälter, Fluid von dem ersten in den zweiten Behälter strömen, wobei der erste Behälter insbesondere fluiddicht umfasst wird vom zweiten Behälter, und durch die Strömung von Fluid durch die Öffnungen eine Dämpfung der Bewegung des Kolbens erfolgt. Die Anordnung des ersten im zweiten Behälter ermöglicht, wie zuvor beschrieben einen kompakten Aufbau, und ein fluiddichter Aufbau des zweiten Behälters nach außen hin ermöglicht eine lange Lebenszeit des Dämpfungselements, da das Fluid, welches dem Abbremsen der Bewegung dient, nicht aus dem zweiten Behälter austreten und verloren gehen kann. Das Fluid fließt in einem Bereich des ersten Behälters vom Kolben und den Wandungen abgegrenzt, wie in einem Kreislauf über Öffnungen in dem ersten Behälter aus dem zweiten Behälter in den ersten Behälter, wenn das Fluid durch die Bewegung des Kolbens durch Öffnungen in dem gegenüberliegenden Bereich des ersten Behälters aus dem ersten in den zweiten Behälter gedrückt wird. During a switch-on movement and during a switch-off movement, fluid can flow from the first container into the second container through openings in the first container, caused by movement of the piston in the first container, wherein the first container is in particular comprised in a fluid-tight manner by the second container, and by the flow of Fluid through the openings is a damping of the movement of the piston. The arrangement of the first in the second container allows, as described above, a compact construction, and a fluid-tight construction of the second container to the outside allows a long life of the damping element, since the fluid, which serves to decelerate the movement, do not emerge from the second container and can get lost. The fluid flows in a region of the first container from the piston and the walls delimited, as in a circuit through openings in the first container from the second container into the first container, when the fluid through the movement of the piston through openings in the opposite Area of the first container from the first is pressed into the second container.

Aus einer Mittelstellung bei einer Einschaltbewegung kann der Kolben in eine erste Richtung bewegt werden, insbesondere Verbunden mit einem Fluidstrom durch Öffnungen in einem ersten Bereich des ersten Behälters von dem ersten, inneren in den zweiten, äußeren Behälter. Aus einer Mittelstellung kann bei einer Ausschaltbewegung der Kolben in eine zweite Richtung bewegt werden, insbesondere Verbunden mit einem Fluidstrom durch Öffnungen in einem zweiten Bereich des ersten Behälters von dem ersten inneren in den zweiten äußeren Behälter. Bei Mittelstellung kann eine Ein- oder eine Ausschaltung erfolgen und der Kolben in beide Richtungen bewegt werden. Nach einer Ein- oder Ausschaltbewegung kann, wenn sich der Kolben nahe den gegenüberliegenden Enden des Behälters, z.B. oben oder unten, befindet nur die gegensätzliche Schaltbewegung erfolgen. Die Anordnung des Kolbens als Ausgangspunkt in Mittelstellung erlaubt Bewegungen und somit Schalthandlungen in beide Richtungen, d.h. An- oder Ausschaltbewegungen, ohne dass eine Beschädigung des Dämpfungselements erfolgt. From a mid-position during a switch-on movement, the piston can be moved in a first direction, in particular connected to a fluid flow through openings in a first region of the first container from the first, inner to the second, outer container. From a central position, the piston can be moved in a second direction in a switch-off, in particular connected to a fluid flow through openings in a second region of the first container from the first inner to the second outer container. In the middle position, a switch on or off and the piston can be moved in both directions. After an on or off movement, when the piston near the opposite ends of the container, e.g. Up or down, only the opposite switching movement is done. The arrangement of the piston as a starting point in the middle position allows movements and thus switching actions in both directions, i. On or off movements, without damaging the damping element takes place.

Der Kolben kann über eine Antriebsstange in axialer Richtung relativ zu dem ersten Behälter in dem ersten Behälter bewegt werden, insbesondere angetrieben von einer Welle. The piston can be moved via a drive rod in the axial direction relative to the first container in the first container, in particular driven by a shaft.

Die Dämpfung kann eingestellt werden über die Größe, Anzahl bzw. Zahl und Lage der Öffnungen im ersten Behälter, insbesondere abhängig von der Zeit während einer Schaltbewegung, mit zunehmender Dämpfung bei abnehmender Zahl an Öffnungen in einem vom Kolben begrenzten ersten oder zweiten Bereich, und/oder durch die Form und Größe des ersten und zweiten Behälters, und/oder durch das Fluid und dessen Viskosität, und/oder durch eine Breite eines Spalts zwischen dem Kolben und dem ersten Behälter und/oder zwischen dem Dichtelement und dem ersten Behälter. The damping can be adjusted by the size, number and position of the openings in the first container, in particular depending on the time during a switching movement, with increasing attenuation with decreasing number of openings in a first or second area bounded by the piston, and / or by the shape and size of the first and second containers, and / or by the fluid and its viscosity, and / or by a width of a gap between the piston and the first container and / or between the sealing element and the first container.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Dämpfen einer Bewegung innerhalb eines Schalterantriebs nach Anspruch 11 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen des Schalterantriebs mit einem Dämpfungselement nach Anspruch 1 und umgekehrt. The advantages of the inventive method for damping movement within a switch drive according to claim 11 are analogous to the advantages of the switch drive described above with a damping element according to claim 1 and vice versa.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in den 1 bis 4 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. In the following, embodiments of the invention are schematically illustrated in FIGS 1 to 4 shown and described in more detail below.

Dabei zeigen die The show

1 schematisch einen Ausschnitt in Schnittdarstellung aus einem erfindungsgemäßen Schalterantrieb mit einem Dämpfungselement 1, und 1 schematically a section in a sectional view of a switch drive according to the invention with a damping element 1 , and

2 den Ausschnitt des Schalterantriebs der 1 mit einer Schaltwelle 14, verbunden über eine Antriebsstange 5 mit einem Kolben 4 des Dämpfungselements 1 in Mittelstellung, und 2 the cutout of the switch drive the 1 with a switching shaft 14 , connected via a drive rod 5 with a piston 4 of the damping element 1 in middle position, and

3 den Ausschnitt des Schalterantriebs der 2 nach einer Einschaltbewegung, und 3 the cutout of the switch drive the 2 after a switch-on, and

4 den Ausschnitt des Schalterantriebs der 2 nach einer Ausschaltbewegung. 4 the cutout of the switch drive the 2 after a switch-off movement.

In 1 ist schematisch ein Dämpfungselement 1 eines erfindungsgemäßen Schalterantriebs in Schnittdarstellung entlang seiner Mittelachse gezeigt. Das Dämpfungselement 1 weist einen ersten Behälter 2 auf, welcher in einem zweiten Behälter 3 angeordnet ist. Der erste und der zweite Behälter 2, 3 sind jeweils zylinderförmig aufgebaut, mit einer kreisrunden Grund- und Deckfläche. Der zweite Behälter 3 ist größer als der erste Behälter 2, d.h. der zweite Behälter 3 umschließt den ersten Behälter 2 vollständig. Fixierelemente 9, insbesondere Schrauben mit Muttern sind in der Grund- und Deckfläche vorgesehen, zum räumlichen fixieren des ersten Behälters 2 in dem zweiten Behälter 3 mit einem räumlichen Abstand der Wandungen der zwei Behälter 2, 3 voneinander. In 1 is schematically a damping element 1 a switch drive according to the invention shown in section along its central axis. The damping element 1 has a first container 2 on which in a second container 3 is arranged. The first and the second container 2 . 3 are each cylindrical, with a circular base and top surface. The second container 3 is larger than the first container 2 ie the second container 3 encloses the first container 2 Completely. fixing 9 , in particular screws with nuts are provided in the base and top surface, for spatially fixing the first container 2 in the second container 3 with a spatial distance of the walls of the two containers 2 . 3 from each other.

Ein Kolben 4 ist beweglich in dem ersten Behälter 2 angeordnet und mit einer Antriebsstange 5 mechanisch verbunden. Die Antriebstange 5 ist entlang der Längsrichtung, welche der Mittelachse der zwei zylinderförmigen Behälter 2, 3 entspricht, beweglich und in der Grundfläche der Behälter 2, 3 durch eine Durchführung 10 aus dem Inneren in das Äußere der Behälter 2, 3 geführt. Die Durchführung 10 ist fluiddicht über eine Dichtung abgedichtet. Durch Verschiebung der Antriebsstange 5 entlang der Mittelachse in die Richtungen 11 wird der Kolben 4 ebenfalls entlang der Mittelachse um den gleichen Betrag räumlich verschoben. Über die Deckfläche des Behälters 3 ist das Dämpfungselement 1 mit Hilfe eines Befestigungselements 13 räumlich fixiert, insbesondere mit einem der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellten Gehäuse des Schalterantriebs verbunden. A piston 4 is movable in the first container 2 arranged and with a drive rod 5 mechanically connected. The drive rod 5 is along the longitudinal direction, which is the central axis of the two cylindrical containers 2 . 3 corresponds, movable and in the base of the container 2 . 3 through an implementation 10 from the inside to the outside of the container 2 . 3 guided. The implementation 10 is sealed fluid-tight by a seal. By shifting the drive rod 5 along the central axis in the directions 11 becomes the piston 4 also spatially displaced along the central axis by the same amount. Over the top surface of the container 3 is the damping element 1 with the help of a fastener 13 spatially fixed, in particular connected to a housing of the switch drive, not shown in the figures for the sake of simplicity.

Die Grundflächen der Behälter 2, 3 sind mit Verschlusselementen 12 in Form von Deckeln versehen, welcher die Behälter jeweils fluiddicht verschließen. Bei geöffneten Deckeln 12 kann Fluid 7 in die Behälter 2, 3 gefüllt werden. Die Behälter 2, 3 werden vollständig mit Fluid 7, z.B. Öl gefüllt und fluiddicht verschlossen. In dem ersten Behälter 2 sind in der Mantelfläche durchgehende Öffnungen 6 ausgebildet, welche einen Fluid-Durchlass zwischen dem Inneren des ersten Behälters 2 und dem Zwischenraum zwischen erstem 2 und zweitem Behälter 3 bilden. Fluid 7 kann durch die Öffnungen 6 aus dem Inneren des ersten Behälters 2 in den Zwischenraum zwischen erstem 2 und zweitem Behälter 3 fließen und umgekehrt. The bases of the containers 2 . 3 are with closure elements 12 provided in the form of lids, which close the container each fluid-tight. With opened lids 12 can be fluid 7 into the containers 2 . 3 be filled. The containers 2 . 3 be completely with fluid 7 , eg oil filled and sealed fluid-tight. In the first container 2 are continuous openings in the lateral surface 6 formed, which has a fluid passage between the interior of the first container 2 and the gap between the first 2 and second container 3 form. fluid 7 can through the openings 6 from inside the first container 2 in the space between the first 2 and second container 3 flow and vice versa.

Der Koben 4 ist zylinderförmig ausgebildet, mit einem im Wesentlichen gleichen oder geringfügig kleineren Durchmesser verglichen mit der Grund- und Deckfläche des ersten Behälters 2. Zwischen dem Kolben 4 und der Mantelfläche bzw. Wandung des ersten Behälters 2 ist ein um den Kolben umlaufender Spalt ausgebildet. Der Spalt ist über ein Dichtelement 8 fluiddicht abdichtbar. Das Dichtelement 8 ist vollständig umlaufend um die Mantelfläche des zylinderförmigen Kolbens 4 und ermöglicht eine Bewegung des Kolbens 4 relativ zu dem ersten Behälter 2. The hoop 4 is cylindrical in shape, with a substantially equal or slightly smaller diameter compared to the base and top surface of the first container 2 , Between the piston 4 and the lateral surface or wall of the first container 2 is formed around the piston circumferential gap. The gap is over a sealing element 8th fluid-tight sealable. The sealing element 8th is completely circumferential around the lateral surface of the cylindrical piston 4 and allows movement of the piston 4 relative to the first container 2 ,

Der Kolben 4 teilt das Innenvolumen des ersten Behälters 2 in zwei Bereiche 20, 21, welche mit Fluid 7 gefüllt, insbesondere vollständig gefüllt sind. Durch Bewegung des Kolbens 4 werden die Volumina der zwei Bereiche 20, 21 verändert. Das Volumen der zwei Bereiche 20, 21 ist umgekehrt proportional zueinander. Bei Vergrößerung des Volumens des Bereichs 20 wird das Volumen des Bereichs 21 verkleinert, und umgekehrt. The piston 4 divides the inner volume of the first container 2 in two areas 20 . 21 which with fluid 7 filled, in particular completely filled. By movement of the piston 4 become the volumes of the two areas 20 . 21 changed. The volume of the two areas 20 . 21 is inversely proportional to each other. When increasing the volume of the area 20 becomes the volume of the area 21 reduced, and vice versa.

Bei Verkleinerung des Volumens eines Bereichs 20, 21 wird Fluid 7, über die Öffnungen 6 in der Wandung des ersten Behälters 2 in dem entsprechendem Bereich 20, 21, aus dem ersten Behälter 20, 21 gedrückt. Das Fluid 7 fließt vom ersten Behälter 2 bzw. dem Bereich 20, 21 des ersten Behälters 2 in den Zwischenraum zwischen erstem und zweitem Behälter 2, 3. Gleichzeitig wird in den anderen Bereich 20, 21, dessen Volumen sich vergrößert, Fluid 7 eingesogen, durch die Öffnungen 6 in diesem Bereich 20, 21, durch Bewegung des Kolbens 4. Der Zwischenraum zwischen dem ersten 2 und dem zweiten Behälter 3 dient somit als Fluidkanal, welcher über die Öffnungen 6 im ersten Behälter 2 die zwei Bereiche 20, 21 des ersten Behälters 2 fluidisch verbindet. Alternativ oder zusätzlich kann über den Spalt zwischen Kolben 4 und Wandung des ersten Behälters 2 ein Fluidaustausch zwischen den zwei Bereichen 20, 21 erfolgen, bei Fehlen oder Verwendung eines nicht vollständig abdichtenden Dichtelements 8. When reducing the volume of an area 20 . 21 becomes fluid 7 , over the openings 6 in the wall of the first container 2 in the appropriate area 20 . 21 , from the first container 20 . 21 pressed. The fluid 7 flows from the first container 2 or the area 20 . 21 of the first container 2 in the space between the first and second container 2 . 3 , At the same time, the other area 20 . 21 , whose volume increases, fluid 7 sucked through the openings 6 in this area 20 . 21 , by movement of the piston 4 , The space between the first 2 and the second container 3 thus serves as a fluid channel, which over the openings 6 in the first container 2 the two areas 20 . 21 of the first container 2 fluidly connects. Alternatively or additionally, via the gap between the piston 4 and wall of the first container 2 a fluid exchange between the two areas 20 . 21 take place, in the absence or use of a non-completely sealing sealing element 8th ,

Ein Fluidaustausch zwischen den zwei Bereichen 20, 21 ist durch die Größe der Öffnungen 6, der Spaltbreite zwischen Kolben 4 und Wandung des ersten Behälters 2 oder zwischen Dichtelement 8 und Wandung des ersten Behälters 2, und dem Volumen sowie Strömungsverhältnissen in dem Volumen zwischen dem ersten und zweiten Behälter 2, 3 bestimmt. Da die Strömung des Fluids 7 nicht ungehindert erfolgt, entsteht bei einer Bewegung des Kolbens 4 in dem Bereich 20, 21 welcher verkleinert wird ein Überdruck, insbesondere durch den Fluidrückstau an den Öffnungen 6. In dem Bereich der vergrößert wird entsteht ein Unterdruck. Die Druckdifferenz wirkt ihrer Ursache entgegen, der Bewegung des Kolbens 4 und bremst die Bewegung ab. Der Betrag des Abbremseffekts ist bestimmt durch die Menge an Fluid 7, welche in einer Zeiteinheit zwischen den Bereichen 20, 21 strömen bzw. ausgetauscht werden kann und/oder der Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens 4. Je mehr Fluid 7 strömen kann, desto geringer ist der Abbremseffekt. Je schneller der Kolben 4 bewegt wird, desto höher baut sich eine Druckdifferenz zwischen den Bereichen 20, 21 auf und umso größer ist der Abbremskraft auf den Kolben 4. A fluid exchange between the two areas 20 . 21 is due to the size of the openings 6 , the gap width between pistons 4 and wall of the first container 2 or between sealing element 8th and wall of the first container 2 , and the volume and flow conditions in the volume between the first and second containers 2 . 3 certainly. As the flow of the fluid 7 not unhindered occurs when a movement of the piston 4 in that area 20 . 21 which is reduced overpressure, in particular by the fluid backflow at the openings 6 , In the area that is enlarged creates a negative pressure. The pressure difference counteracts their cause, the movement of the piston 4 and slows down the movement. The amount of the decelerating effect is determined by the amount of fluid 7 , which in a unit of time between the areas 20 . 21 flow or can be exchanged and / or the speed of movement of the piston 4 , The more fluid 7 can flow, the lower the deceleration effect. The faster the piston 4 is moved, the higher a pressure difference between the areas builds 20 . 21 on and the greater the deceleration force on the piston 4 ,

Die Bewegung des Kolbens 4 entlang der Mittelachse der Behälter 2, 3 wird über eine Antriebsstange 5 von einer kinematischen Kette und/oder einer Antriebseinheit auf den Kolben 4 übertragen. Die Behälter 2, 3 des Dämpfungselements 1 sind über ein Befestigungselement 13 räumlich fixiert, insbesondere relativ zur Antriebsstange 5, dem Kolben 4 und der kinematischen Kette und/oder Antriebseinheit. Bei Abbremsung des Kolbens 4 wird die Bewegung der Antriebsstange 5 und somit von zumindest Teilen der kinematischen Kette und/oder Antriebseinheit gebremst bzw. gedämpft. Eine Beschädigung von mit der kinematischen Kette verbundenen Kontaktstücken des Schalters, Elementen des Schalterantriebs, insbesondere der kinematischen Kette und/oder Antriebseinheit, durch ungebremste, insbesondere beschleunigte Bewegungen wird verhindert. The movement of the piston 4 along the central axis of the containers 2 . 3 is via a drive rod 5 from a kinematic chain and / or a drive unit to the piston 4 transfer. The containers 2 . 3 of the damping element 1 are about a fastener 13 spatially fixed, in particular relative to the drive rod 5 , the piston 4 and the kinematic chain and / or drive unit. When braking the piston 4 becomes the movement of the drive rod 5 and thus braked or damped by at least parts of the kinematic chain and / or drive unit. Damage to the kinematic chain connected contact pieces of the switch, elements of the switch drive, in particular the kinematic chain and / or drive unit, by unrestrained, especially accelerated movements is prevented.

In den 2 bis 4 ist eine Dämpfung einer Schaltwelle 14 dargestellt, welche insbesondere Teil einer kinematischen Kette und/oder Antriebseinheit eines Schalters ist. Die Antriebsstange 5 ist an der Schaltwelle 14 außerhalb der Wellenmittelachse angeordnet, d.h. mit der Schaltwelle 14 mechanisch verbunden. Die Rotationsbewegung der Schaltwelle 14 wird über die Antriebsstange 5 in eine Translationsbewegung des Kolbens 4 umgewandelt. Eine Dämpfung der Bewegung des Kolbens 4 wird über die Antriebsstange 5 auf die Schaltwelle 14 und auf mit dieser mechanisch verbundenen Teile des Schalterantriebs bzw. Schalters übertragen. In the 2 to 4 is a damping of a switching shaft 14 which is in particular part of a kinematic chain and / or drive unit of a switch. The drive rod 5 is at the selector shaft 14 arranged outside the shaft center axis, ie with the switching shaft 14 mechanically connected. The rotational movement of the switching shaft 14 is via the drive rod 5 in a translational movement of the piston 4 transformed. A damping of the movement of the piston 4 is via the drive rod 5 on the shift shaft 14 and transferred to with this mechanically connected parts of the switch drive or switch.

In 2 ist das Dämpfungselement 1 des Schalterantriebs analog der 1 in Mittelstellung dargestellt. Der Kolben 4 ist Mittig in den Behältern 2, 3 angeordnet und teilt das Innenvolumen des Behälters 2 in zwei insbesondere gleich große Bereiche 20, 21. Es ist eine Dämpfung sowohl einer Ein- als auch einer Aus-Schaltbewegung möglich. Die Schaltwelle 14 kann sich in beide Richtungen entsprechend der Drehrichtungen der Schaltwelle 15 bewegen, wobei die Antriebsstange 5 und damit verbunden der Kolben 4 entsprechend in beide Richtungen 11 bewegt werden kann. Der Kolben 4 kann in dem Behälter 2 sowohl aufwärts als auch alternativ abwärts bewegt werden. In 2 is the damping element 1 the switch drive analogous to 1 shown in middle position. The piston 4 is in the middle of the containers 2 . 3 arranged and divides the internal volume of the container 2 in two, in particular equal areas 20 . 21 , It is a damping of both an on and off switching movement possible. The shift shaft 14 can be in both directions according to the directions of rotation of the shift shaft 15 move, with the drive rod 5 and associated with it the piston 4 accordingly in both directions 11 can be moved. The piston 4 can in the container 2 be moved both upwards and downwards alternatively.

Bei einer Ein-Schaltbewegung wird z.B. in 2 die Schaltwelle in Richtung Uhrzeigersinn gedreht, und die Antriebsstange 5 sowie der Kolben 4 werden abwärts bewegt. Dabei wird Fluid 7 aus dem Bereich 21 des ersten Behälters 2 durch die Öffnungen 6, insbesondere die vier in 2 dargestellten Öffnungen 6 im Bereich 21, in den Zwischenraum zwischen der Wandung des ersten und zweiten Behälters 2, 3 gedrückt. Das Fluid 7 kann in dem Zwischenraum strömen und Fluid 7 wird über die Öffnungen 6 im Bereich 20 aus dem Zwischenraum zwischen der Wandung des ersten und des zweiten Behälters 2, 3 in den Bereich 20 gesaugt. Der Kolben 4 bewegt sich in Richtung Verschlusselemente 12 nach unten. Dabei erfolgt durch die Viskosität des Fluids 7 und die durch die Öffnungen 6 gebremste Fließgeschwindigkeit des Fluids 7 eine Abbremsung des Kolbens 4; d.h. das Fluid 7 wirkt der Druckkraft des Kolbens 4 auf das Fluid 7 im Bereich 21 entgegen. Die Bewegung des Kolbens 4 und damit verbunden der Antriebsstange 5, der Schaltwelle 14 und der damit verbundenen beweglichen Teile des Schalters werden abgebremst bzw. gedämpft. In a one-shift movement is eg in 2 the selector shaft in the clockwise direction turned, and the drive rod 5 as well as the piston 4 are moved down. This is fluid 7 out of the area 21 of the first container 2 through the openings 6 , especially the four in 2 illustrated openings 6 in the area 21 , in the space between the wall of the first and second container 2 . 3 pressed. The fluid 7 can flow in the gap and fluid 7 gets over the openings 6 in the area 20 from the space between the wall of the first and the second container 2 . 3 in the area 20 sucked. The piston 4 moves towards closure elements 12 downward. This is done by the viscosity of the fluid 7 and through the openings 6 slowed flow rate of the fluid 7 a deceleration of the piston 4 ; ie the fluid 7 acts on the pressure force of the piston 4 on the fluid 7 in the area 21 opposite. The movement of the piston 4 and connected to the drive rod 5 , the shift shaft 14 and the associated moving parts of the switch are braked or damped.

Bei fortschreitender Ein-Schaltbewegung überstreift der Kolben die oberen Öffnungen 6 des Bereichs 21, verschließt sie fluiddicht in einem ersten Schritt, und in einem zweiten Schritt gehen die Öffnungen 6 in den Bereich 20 über, und bewirken analog den anderen Öffnungen 6 im Bereich 20 ein Einströmen des Fluids 7 in den Behälter 2. Dies ist in 3 dargestellt, wobei die Bewegung der Schaltwelle 14 in Richtung 16 fortgesetzt wird und die Bewegung der Antriebsstange, und damit verbunden des Kolbens 4 in Richtung 17. Durch die verringerte Zahl an Öffnungen 6 im Bereich 21 wird die Fluidströmung weiter bzw. zusätzlich abgebremst mit fortschreitender Ein-Schaltbewegung, und damit verbunden werden die Bewegung des Kolbens 4, der Antriebsstange 5, der Schaltwelle 14 und der damit verbundenen beweglichen Teile des Schalters zusätzlich bzw. verstärkt abgebremst und/oder gedämpft. As the on-shift movement progresses, the piston overruns the upper openings 6 of the area 21 , it closes fluid-tight in a first step, and in a second step, the openings go 6 in the area 20 over, and effect similar to the other openings 6 in the area 20 an inflow of the fluid 7 in the container 2 , This is in 3 shown, wherein the movement of the switching shaft 14 in the direction 16 continues and the movement of the drive rod, and associated with the piston 4 in the direction 17 , Due to the reduced number of openings 6 in the area 21 the fluid flow is further decelerated with progressive on-switching movement, and associated with this are the movement of the piston 4 , the drive rod 5 , the shift shaft 14 and the associated moving parts of the switch additionally braked and / or attenuated.

Bei einer Aus-Schaltbewegung wird, wie z.B. in 2 dargestellt ist, die Schaltwelle aus einer Mittelstellung in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, und die Antriebsstange 5 sowie der Kolben 4 werden aufwärts bewegt. Dabei wird Fluid 7 aus dem Bereich 20 des ersten Behälters 2 durch die Öffnungen 6, insbesondere die vier in 2 dargestellten Öffnungen 6 im Bereich 20, in den Zwischenraum zwischen der Wandung des ersten und zweiten Behälters 2, 3 gedrückt. Das Fluid 7 kann in dem Zwischenraum strömen und Fluid 7 wird über die Öffnungen 6 im Bereich 21 aus dem Zwischenraum zwischen der Wandung des ersten und des zweiten Behälters 2, 3 in den Bereich 21 gesaugt. Der Kolben 4 bewegt sich in Richtung weg von den Verschlusselementen 12 nach oben. Dabei erfolgt analog der Ein-Schaltbewegung durch die Viskosität des Fluids 7 und die durch die Öffnungen 6 gebremste Fließgeschwindigkeit des Fluids 7 eine Abbremsung des Kolbens 4; d.h. das Fluid 7 wirkt der Druckkraft des Kolbens 4 auf das Fluid 7 im Bereich 21 entgegen. Die Bewegung des Kolbens 4 und damit verbunden der Antriebsstange 5, der Schaltwelle 14 und der damit verbundenen beweglichen Teile des Schalters werden abgebremst bzw. gedämpft. When an off-switching movement, such as in 2 is shown, the switching shaft rotated from a central position in the counterclockwise direction, and the drive rod 5 as well as the piston 4 are moved upwards. This is fluid 7 out of the area 20 of the first container 2 through the openings 6 , especially the four in 2 illustrated openings 6 in the area 20 , in the space between the wall of the first and second container 2 . 3 pressed. The fluid 7 can flow in the gap and fluid 7 gets over the openings 6 in the area 21 from the space between the wall of the first and the second container 2 . 3 in the area 21 sucked. The piston 4 moves in the direction away from the shutter elements 12 up. In this case, analogous to the one-switching movement by the viscosity of the fluid 7 and through the openings 6 slowed flow rate of the fluid 7 a deceleration of the piston 4 ; ie the fluid 7 acts on the pressure force of the piston 4 on the fluid 7 in the area 21 opposite. The movement of the piston 4 and connected to the drive rod 5 , the shift shaft 14 and the associated moving parts of the switch are braked or damped.

Bei fortschreitender Aus-Schaltbewegung überstreift der Kolben die unteren Öffnungen 6 des Bereichs 20, verschließt sie fluiddicht in einem ersten Schritt, und in einem zweiten Schritt gehen die Öffnungen 6 in den Bereich 21 über, und bewirken analog den anderen Öffnungen 6 im Bereich 21 ein Einströmen des Fluids 7 in den Behälter 2. Dies ist in 4 dargestellt, wobei die Bewegung der Schaltwelle 14 in Richtung 18 fortgesetzt wird und die Bewegung der Antriebsstange, und damit verbunden des Kolbens 4 in Richtung 19. Durch die verringerte Zahl an Öffnungen 6 im Bereich 20 wird die Fluidströmung weiter bzw. zusätzlich abgebremst mit fortschreitender Aus-Schaltbewegung, und damit verbunden werden die Bewegung des Kolbens 4, der Antriebsstange 5, der Schaltwelle 14 und der damit verbundenen beweglichen Teile des Schalters zusätzlich bzw. verstärkt abgebremst und/oder gedämpft. As the switch-off movement progresses, the piston overruns the lower openings 6 of the area 20 , it closes fluid-tight in a first step, and in a second step, the openings go 6 in the area 21 over, and effect similar to the other openings 6 in the area 21 an inflow of the fluid 7 in the container 2 , This is in 4 shown, wherein the movement of the switching shaft 14 in the direction 18 continues and the movement of the drive rod, and associated with the piston 4 in the direction 19 , Due to the reduced number of openings 6 in the area 20 the fluid flow is further decelerated with progressive Aus-switching movement, and associated with the movement of the piston 4 , the drive rod 5 , the shift shaft 14 and the associated moving parts of the switch additionally braked and / or attenuated.

Nach einer Ein-Schaltbewegung, wie in 3 dargestellt ist, kann eine Aus-Schaltbewegung erfolgen und nach einer Aus-Schaltbewegung, wie in 4 dargestellt ist, kann eine Ein-Schaltbewegung erfolgen. In Mittelstellung des Kolbens 4, wie in 2 dargestellt ist, kann sowohl eine Ein- als auch eine Aus-Schaltbewegung erfolgen. After a one-shift, as in 3 is shown, an off-switching movement can take place and after an off-switching movement, as in 4 is shown, a one-switching movement can take place. In center position of the piston 4 , as in 2 is shown, both an on and off switching movement can take place.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können untereinander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können der Kolben 4 und/oder die Antriebsstange 5 durch andere Elemente der kinematischen Kette und/oder der Antriebseinheit als der in den 2 bis 4 dargestellten Schaltwelle 14 angetrieben werden. Dies bedeutet, andere Elemente der kinematischen Kette und/oder der Antriebseinheit werden durch das Dämpfungselement 1 direkt gedämpft bzw. abgebremst in ihrer Bewegung. Ein ausgedehnter Behälter 2 kann mehrere direkt aufeinanderfolgende Schaltbewegungen in die gleiche Richtung dämpfen. Ein Strömen von Fluid 7 zwischen Öffnungen 6 im Zwischenraum zwischen den Behältern 2 und 3 kann ausschließlich im Mantelbereich der insbesondere zylindrischen Behälter 2, 3 erfolgen. So können z.B. die Fixierelemente 9 die zwei Behälter 2, 3 ohne Abstand zwischen deren Grundflächen und/oder Deckflächen fixieren. Alternativ oder zusätzlich kann eine Fixierung durch z.B. direktes Kleben, Schweißen, Löten der Grundflächen und/oder Deckflächen der beiden Behälter 2, 3 miteinander erfolgen. Es kann für beide Behälter eine Grund- und/oder Deckfläche, insbesondere nur ein Verschlusselement 12 verwendet werden. Die Behälter 2, 3 und der Kolben 4 können andere Formen als zylindrische Form aufweisen, z.B. die Form eines Quaders. Bei zylindrischer Form der Behälter 2, 3 und/oder des Kolbens 4 kann statt kreisrunder Grund- und/oder Deckfläche Formen wie z.B. Ellipsen, Sechsecke oder andere geometrische regelmäßige oder unregelmäßige Formen verwendet werden. The embodiments described above can be combined with each other and / or can be combined with the prior art. So can the piston 4 and / or the drive rod 5 by other elements of the kinematic chain and / or the drive unit than that in the 2 to 4 illustrated switching shaft 14 are driven. This means that other elements of the kinematic chain and / or the drive unit are replaced by the damping element 1 directly damped or slowed down in their movement. A broad container 2 can dampen several directly consecutive switching movements in the same direction. A flow of fluid 7 between openings 6 in the space between the containers 2 and 3 can only in the shell region of the particular cylindrical container 2 . 3 respectively. For example, the fixing elements 9 the two containers 2 . 3 fix with no space between their base and / or top surfaces. Alternatively or additionally, a fixation by, for example, direct gluing, welding, soldering the base surfaces and / or top surfaces of the two containers 2 . 3 done together. It can for both containers a base and / or top surface, in particular only one closure element 12 be used. The containers 2 . 3 and the piston 4 may have other shapes than cylindrical shape, for example, the shape of a cuboid. For cylindrical shape of the container 2 . 3 and / or the piston 4 For example, ellipses, hexagons or other geometric regular or irregular shapes may be used instead of circular base and / or top surfaces.

Als Fluid 7 kann eine Flüssigkeit oder ein Gas verwendet werden. Flüssigkeiten sind z.B. Öl, Ölgemische, Wasser, und Gase sind z.B. Luft, Stickstoff, Sauerstoff, Helium, SF₆. Es können als Fluid auch Gas-Flüssigkeitsgemische verwendet werden. Materialien zur Herstellung der Elemente wie z.B. der Behälter 2, 3, dem Kolben 4, die Antriebsstange 5 und/oder die Schaltwelle 14 sind z.B. Stahl oder andere Metalle wie z.B. Kupfer, oder deren Legierungen. Als Materialien können auch Kunststoffe oder Gummi dienen, insbesondere für Elemente wie z.B. das Dichtelement 8. As a fluid 7 a liquid or a gas can be used. Liquids are eg oil, oil mixtures, water, and gases are eg air, nitrogen, oxygen, helium, SF ₆ . It can be used as a fluid and gas-liquid mixtures. Materials for the production of elements such as the container 2 . 3 , the piston 4 , the drive rod 5 and / or the shift shaft 14 are for example steel or other metals such as copper, or their alloys. As materials and plastics or rubber can serve, especially for elements such as the sealing element 8th ,

Eine Fixierung der Behälter 2, 3 bzw. des Behälters 3, gegenüber unbeweglichen Teilen des Schalterantriebs wie z.B. dem Gehäuse, kann über Befestigungselemente 13 erfolgen, wie in 1 dargestellt ist, insbesondere über eine Halterung mit Schrauben oder Bolzen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Fixierung über direkte Befestigungen an unbeweglichen oder relativ langsam bewegten Teilen des Schalterantriebs und/oder des Schalters erfolgen, z.B. über Nieten, Bolzen, Schrauben, Schweißen, Löten, Kleben und Verschmelzen. Das Dämpfungselement 1 kann wie in den 1 bis 4 dargestellt ist, aufrecht oder waagerecht oder in einer beliebigen anderen Lage angeordnet werden. Alternativ zu einem zweiten Behälter 3 können z.B. Schläuche die Öffnungen 6 miteinander fluidisch verbinden. A fixation of the container 2 . 3 or the container 3 , against immovable parts of the switch drive such as the housing, can via fasteners 13 done as in 1 is shown, in particular via a holder with screws or bolts. Alternatively or additionally, a fixation via direct attachments to immovable or relatively slow moving parts of the switch drive and / or the switch can be done, for example via rivets, bolts, screws, welding, soldering, gluing and fusing. The damping element 1 like in the 1 to 4 is shown, upright or horizontal or arranged in any other position. Alternatively to a second container 3 For example, hoses can be the openings 6 fluidly connect with each other.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Dämpfungselementdamping element
2 2: erster Behälterfirst container
3 3: zweiter Behälter second container
4 4: Kolben piston
5 5: Antriebsstange drive rod
6 6: Öffnung für Fluid-Durchlass Opening for fluid passage
7 7: Fluid fluid
8 8th: Dichtelement sealing element
9 9: Fixierelement der zwei Behälter Fixing element of the two containers
10 10: Stangendurchführung mit Dichtung Rod bushing with seal
11 11: Bewegungsrichtungen Stange Movement directions rod
12 12: Verschlusselement in Form eines Deckels Closure element in the form of a lid
13 13: Befestigungselementfastener
14 14: Schaltwelleshift shaft
15 15: Drehrichtungen Schaltwelle Turning directions switching shaft
16 16: Drehrichtung Einschalten Turning direction switch on
17 17: Bewegungsrichtung EinschaltenMoving direction switch on
18 18: Drehrichtung Ausschalten Turn off direction
19 19: Bewegungsrichtung Ausschalten Switch off the direction of movement
20 20: erster Bereich des ersten Kolbens first area of the first piston
21 21: zweiter Bereich des ersten Kolbens second area of the first piston

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10061164 C1 [0005]

Claims

Switch drive with a damping element ( 1 ), which is a piston ( 4 ), which in one with fluid ( 7 ) filled first container ( 2 ) and relative to the first container ( 2 ) is displaceable, characterized in that by the damping element ( 1 ) At a switch-on and a switch-off movement, a damping of the movement is effected.

Switch drive according to claim 1, characterized in that the first container ( 2 ) in fluid communication with a second container ( 3 ), the first container ( 2 ) Openings ( 6 ) for flowing fluid from the first to the second container and vice versa, in particular openings ( 6 ) in at least two areas ( 20 . 21 ) of the first container ( 2 ), the at least two regions ( 20 . 21 ) through the piston ( 4 ) are separated from each other.

Switch drive according to claim 2, characterized in that the first container ( 2 ) in the second container ( 3 ) is arranged, in particular spatially spaced from the second container ( 3 ) via at least one fixing element ( 9 ).

Switch drive according to one of claims 2 or 3, characterized in that the first container ( 2 ) has substantially the shape of a cylinder, in particular with a circular base surface, and / or that the second container ( 3 ) has substantially the shape of a cylinder, in particular with a circular base surface, and / or that at least one container ( 2 . 3 ), in particular both containers ( 2 . 3 ) a closure element ( 12 ) in the form of a lid for fluid-tight closure of the container ( 2 . 3 ), in particular a circular closure element ( 12 ).

Switch drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one drive rod ( 5 ) which is connected to the piston ( 4 ) is mechanically connected to move the piston ( 4 ), in particular drivable via a switching shaft ( 14 ), and / or that the piston ( 4 ) in the first container ( 2 ), relative to the first container ( 2 ) in the axial direction ( 11 ) is arranged displaceably.

Switch drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that the damping element ( 1 ) is spatially fixed at least on one side of the switch drive, in particular with a fastening element ( 13 ).

Switch drive according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one sealing element ( 8th ) in a gap between pistons ( 4 ) and a wall of the first container ( 2 ) is provided, in particular completely circumferentially around the piston ( 4 ) for fluidically sealing the gap between pistons ( 4 ) and the wall.

Switch drive according to one of claims 1 to 7, characterized in that the fluid is a liquid, in particular an oil.

Switch drive according to one of claims 1 to 8, characterized in that the strength of the damping of the damping element ( 1 ) is adjustable, in particular via the type and / or type of fluid, in particular oil, depending on the temperature and the pressure, and / or is adjustable over the size of the openings ( 6 ), and / or is adjustable over the size of the gap between the piston ( 4 ) and the wall of the first container ( 2 ) and / or the size of the gap between the sealing element ( 8th ) and the wall of the first container ( 2 ).

Switch drive according to one of claims 1 to 9, characterized in that the piston ( 4 ) the interior of the first container ( 2 ) into two areas ( 20 . 21 ), each with a defined number of openings ( 6 ) in one area ( 20 . 21 ), wherein during a switching movement, the volume of the areas ( 20 . 21 ) and the number of openings ( 6 ) is changed depending on the time, and the damping of the damping element by the change in the number of openings ( 6 ) in one area ( 20 . 21 ), in particular with a reduced number of openings ( 6 ) in one area ( 20 . 21 ) the damping is increased.

Method for damping movement within a switch drive, in particular with a switch drive according to one of Claims 1 to 10, in which in a damping element ( 1 ) by movement of a piston ( 4 ), which in a fluid-filled first container ( 2 ) is moved relative to the first container ( 2 ), a movement is damped, characterized in that at a switch-on and a switch-off movement, a damping of the movement by the one damping element ( 1 ) he follows.

A method according to claim 11, characterized in that at a switch-on movement of the switch drive of the piston ( 4 ) in a first direction ( 17 ) is moved to dampen the switch-on, in particular by flow of fluid ( 7 ) through at least one opening ( 6 ) from the first container ( 2 ) into a second container ( 3 ), and at a turn-off movement of the switch drive of the piston ( 4 ) in a second direction ( 19 ) is moved to attenuate the switch-off.

Method according to one of claims 11 or 12, characterized in that during a switch-on movement and during a switch-off movement through openings ( 6 ) in the first container ( 3 ), causes by movement of the piston ( 4 ) in the first container ( 2 ), Fluid ( 7 ) of the first ( 2 ) in the second container ( 3 ), the first container ( 2 ) is in particular fluid-tight manner from the second container ( 3 ), and by the flow of fluid ( 7 ) through the openings ( 6 ) an attenuation of the movement of the piston ( 4 ) he follows.

Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that from a middle position during a switch-on movement of the piston ( 4 ) in a first direction ( 17 ), in particular with a fluid flow ( 7 ) through openings ( 6 ) in a first area ( 20 ) of the first container ( 2 ) from the first, inner ( 2 ) into the second outer container ( 3 ), and that from a middle position during a switch-off movement of the piston ( 4 ) in a second direction ( 19 ), in particular with a fluid flow ( 7 ) through openings ( 6 ) in a second area ( 21 ) of the first container ( 2 ) from the first inner ( 2 ) in the second outer container ( 3 ).

Method according to one of claims 11 to 14, characterized in that the piston ( 4 ) via a drive rod ( 5 ) in the axial direction ( 11 ) relative to the first container ( 2 ) in the first container ( 2 ), in particular driven by a shaft ( 14 ).

Method according to one of claims 11 to 15, characterized in that the damping is adjusted by the size, number and position of the openings ( 6 ) in the first container ( 2 ), in particular depending on the time during a switching movement with increasing attenuation with decreasing number of openings ( 6 ) in one of the pistons ( 4 ) limited area ( 20 . 21 ), and / or by the shape and size of the first ( 2 ) and second container ( 3 ), and / or by the fluid and its viscosity, and / or by a width of a gap between the piston (FIG. 4 ) and the first container ( 2 ) and / or between the sealing element ( 8th ) and the first container ( 2 ).