DE4402087A1 - Lever Shock absorber for Electric Circuit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.The invention relates to a damping device according to the preamble of the first Claim.
Solche Dämpfungseinrichtungen sind aus der DE-PS 40 11 019 bekannt.Such damping devices are known from DE-PS 40 11 019.
Besonders bei solchen linear betätigten Schaltern, die durch einen ausgelösten Kraftspeicher sprungartig betätigt werden, ist es erforderlich, eine Dämpfungseinrichtung vorzusehen, die kurz vor dem Auftreffen der Kontaktstücke - beispielsweise eines Vakuumschalters - aufeinander einen Teil der kinetischen Energie des ausgelösten Kraftspeichers aufnimmt und ein Prellen und übermäßigen Verschleiß der Kontakte verhindert.Especially with such linearly actuated switches that are triggered by a Force storage can be operated suddenly, it is necessary to use a damping device to be provided shortly before the contact pieces hit - for example one Vacuum switch - one part of the kinetic energy of the triggered Lift mechanism takes up and a bouncing and excessive wear of the contacts prevented.
Aus der DE-PS 40 11 019 ist es für einen ölgefüllten Stufenschalter mit Vakuumzellen als Schaltelementen dazu bereits bekannt, eine Dämpfungseinrichtung vorzusehen, dergestalt, daß die Betätigungsstange der Vakuumzelle mit einem Kolben verbunden ist, der in einem Zylinder spielfrei und abdichtend geführt ist. Im unteren, dem Vakuumschalter zugewandten Bereich dieses Zylinders befindet sich eine Bohrung, die die Kontaktschließbewegung dämpft, indem sie nur allmählich eine Verdrängung des im Zylinder befindlichen Öles gestattet.From DE-PS 40 11 019 it is for an oil-filled tap changer with vacuum cells already known as switching elements to provide a damping device, in such a way that the actuating rod of the vacuum cell is connected to a piston, which is guided in a cylinder without play and sealing. In the bottom, the Vacuum switch facing area of this cylinder is a bore that dampens the contact closing movement by gradually displacing the im Oil in the cylinder is permitted.
Eine ähnliche Einrichtung ist auch schon aus der DE-PS 20 02 054 bekannt geworden; auch hierbei wird die schlagartige Bewegung einer Kolbenstange eines ölgefüllten Schalters durch einen Kolben gedämpft, der in einem Hohlzylinder läuft.A similar device is also known from DE-PS 20 02 054; here too the sudden movement of a piston rod becomes an oil-filled one Switch damped by a piston that runs in a hollow cylinder.
Diese bekannten Dämpfungseinrichtungen weisen zwei generelle funktionsbedingte Einschränkungen auf.These known damping devices have two general function-related Restrictions on.
Zum einen sind sie nur zur Dämpfung der Schaltbewegung in einer Richtung geeignet, wie eben z. B. zur Dämpfung der Bewegung an einer stets in der gleichen Richtung schließenden Vakuumzelle. Sie sind nicht geeignet, wenn die Bewegung eines Schalters, der durch einen Kraftspeicher aus einer Mittellage heraus in beiden Richtungen aufgezogen wird und nach Auslösung in die Mittellage zurückschnellt, in beiden Schaltrichtungen gedämpft werden soll - es sei denn, die bekannten Dämpfeinrichtungen würden, jeweils einer Schaltrichtung zugeordnet, paarweise vorgesehen, was wegen des hohen Aufwandes unerwünscht ist.On the one hand, they are only suitable for damping the switching movement in one direction, as just e.g. B. to dampen the movement of one always in the same direction closing vacuum cell. They are not suitable if the movement of a switch, by an energy store from a central position in both directions is pulled up and after triggering it snaps back into the middle position, in both Switching directions should be damped - unless the known damping devices would each be assigned to a switching direction, provided in pairs, which because of the high effort is undesirable.
Zum anderen sind die bekannten Dämpfungseinrichtungen nur bei ölgefüllten Schaltern anwendbar. Bei solchen Schaltern ist ein konstantes Gesamtölvolumen im Schalter vorhanden; das zur Realisierung der Dämpfungsfunktion aus dem Kolbenraum verdrängte Öl wird durch Bohrungen in das Ölvolumen außerhalb des Kolbens gedrückt, was völlig unproblematisch ist. Bei Schaltern, die nicht ölgefüllt sind, sondern in gasförmigem Medium arbeiten, Luft oder SF₆ etwa, ist es jedoch nicht möglich, ohne weiteres hydraulische Dämpfungseinrichtungen einzusetzen, da eben kein "äußeres" Ölvolumen zum Volumenausgleich zur Verfügung steht und darüberhinaus dadurch, daß die unterschiedlich weit in den Zylinder eindringende Kolbenstange das effektive Volumen im Zylinder verändert, eine Dämpfung nicht einfach durch einen etwa mit einer Bohrung versehenen Kolben möglich ist.On the other hand, the known damping devices are only for oil-filled switches applicable. With such switches there is a constant total oil volume in the switch available; that to realize the damping function from the piston chamber displaced oil is pressed through holes in the oil volume outside the piston, which is completely unproblematic. For switches that are not filled with oil, but in gaseous medium work, air or SF₆ about, however, it is not possible without use additional hydraulic damping devices, because there is no "external" Oil volume for volume equalization is available and also in that the piston rod penetrating into the cylinder to different extents is the effective one Volume changed in the cylinder, a damping not simply by one with a Bore provided piston is possible.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine hydraulische Dämpfungseinrichtung für Luft- oder Gasschalter anzugeben, die zudem auf einfache Weise die beidseitige Dämpfung bei linearer schneller Schaltbewegung aus zwei möglichen Auslösestellungen in eine Mittellage, d. h. bei entgegengesetzter Schaltrichtung, gestattet.The object of the invention is therefore a hydraulic damping device for air or Specify gas switch, which also easily dampens on both sides linear fast switching movement from two possible trigger positions into one Middle position, d. H. with opposite switching direction, permitted.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche beinhalten besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by the features of the first claim. The subclaims contain particularly advantageous developments of the invention.
Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung ist äußerlich, ähnlich einem konventionellen Stoßdämpfer, als geschlossener Hydraulikzylinder ausgebildet, der mit Öl gefüllt ist und in dem sich ein Kolben bewegt.The damping device according to the invention is external, similar to one conventional shock absorber, designed as a closed hydraulic cylinder that with Oil is filled and in which a piston moves.
Die Kolben-Zylinderpaarung ist so bemessen, daß der an der Kolbenstange geführte Kolben mit allseitigem Spiel im Hydraulikzylinder geführt ist, d. h. ein Ringspalt zwischen Kolben und Zylinderwand zur ungehinderten Ölströmung verbleibt.The piston-cylinder pairing is dimensioned such that the one guided on the piston rod Piston is guided with all-round play in the hydraulic cylinder, d. H. an annular gap between Piston and cylinder wall remain for unimpeded oil flow.
Die Kolbenstange ist als hohles Rohr ausgebildet und steht mit einem oberhalb des Hydraulikzylinders angeordnetem Vorratsraum in Verbindung. The piston rod is designed as a hollow tube and stands with one above the Hydraulic cylinder arranged storage room in connection.
In der Mitte der Längsausdehnung des Hydraulikzylinders weist dieser ein symmetrisches Verjüngungsteil auf, das den Innendurchmesser des Hydraulikzylinders auf etwa den Durchmesser des Kolbens reduziert, so daß bei der Bewegung des Kolbens in beiden Richtungen auf das Verjüngungsteil zu der beschriebene Ringspalt verschwindet und ein oberer bzw. unterer Verdichtungsraum entsteht, der die noch näher zu beschreibende Dämpfung bewirkt.In the middle of the longitudinal extent of the hydraulic cylinder, this has a symmetrical Taper part on that the inner diameter of the hydraulic cylinder to about the Diameter of the piston reduced so that when the piston moves in both Directions on the tapered part to the described annular gap disappears and one Upper or lower compression space is created, which is the one to be described in more detail Damping causes.
Der Kolben bzw. die Kolbenstange sind mit kalibrierten Bohrungen versehen, die ein Entweichen des Hydrauliköles während des Dämpfungsvorganges aus dem oberen bzw. dem unteren Verdichtungsraum in die Kolbenstange und damit den Vorratsbehälter gestatten.The piston or the piston rod are provided with calibrated bores Escape of the hydraulic oil during the damping process from the upper or the lower compression chamber into the piston rod and thus the reservoir allow.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung liegt insgesamt darin, daß die gesamte Einrichtung als abgeschlossenes Bauteil mit einem hermetisch abgeschlossenen Ölvolumen ausgebildet ist, und daß auf einfache Weise eine zuverlässige Dämpfung beim wahlweise beidseitigen Anfahren einer Schaltermittellage erreicht wird.The overall advantage of the damping device according to the invention is that the entire facility as a closed component with a hermetically sealed Oil volume is formed, and that reliable damping in a simple manner either moving to a switch center position is achieved on both sides.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment are explained.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung in schematischer seitlicher Schnittdarstellung. Fig. 1 shows the damping device according to the invention in a schematic side sectional view.
Fig. 2 zeigt ein Detail daraus. Fig. 2 shows a detail thereof.
Fig. 3 zeigt diese Dämpfungseinrichtung in ihren möglichen Stellungen. Fig. 3 shows this damping device in its possible positions.
Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung besteht aus einem oberen Dämpfungsteil 1, an dem eine hohle Kolbenstange 2 befestigt ist, die sich in Bewegungsrichtung des Schalters erstreckt, und die mit einem abgeschlossenen Vorratsbehälter 3 in Verbindung steht, der ebenfalls fest am oberen Dämpfungsteil 1 angeordnet ist. Die Kolbenstange 2 trägt an ihrem unteren Ende einen Kolben 4.The damping device according to the invention consists of an upper damping part 1 , to which a hollow piston rod 2 is attached, which extends in the direction of movement of the switch, and which is connected to a closed storage container 3 , which is also fixedly arranged on the upper damping part 1 . The piston rod 2 carries a piston 4 at its lower end.
Die Dämpfungseinrichtung besteht weiterhin aus einem unteren Dämpfungsteil 5, bestehend aus einem Dämpfungszylinder 6 und einer Abdichtung 7 an dessen dem Kolben 4 zugewandter oberer Stirnseite, in der der Kolben 4 geführt ist. Im Inneren des Dämpfungszylinders 6 ist im Bereich der Mittelstellung in Längsrichtung des Kolbens 4 ein symmetrisches Verjüngungsteil 8 vorgesehen, das den Innendurchmesser des Dämpfungszylinders 6 in diesem Bereich auf den Durchmesser des Kolbens 4 reduziert. Diese Details sind besonders gut aus Fig. 2 ersichtlich. The damping device further consists of a lower damping part 5 , consisting of a damping cylinder 6 and a seal 7 on the upper end face facing the piston 4 , in which the piston 4 is guided. A symmetrical tapering part 8 is provided in the interior of the damping cylinder 6 in the area of the central position in the longitudinal direction of the piston 4 , which reduces the inside diameter of the damping cylinder 6 in this area to the diameter of the piston 4 . These details can be seen particularly well from FIG. 2.
Die Kolbenstange 2 weist eine erste Bohrung 9 auf, mit der das Ölvolumen oberhalb des Verjüngungsteiles 8 mit dem Inneren der Kolbenstange 2 und damit dem Vorratsbehälter 3 in Verbindung steht.The piston rod 2 has a first bore 9 , with which the oil volume above the tapering part 8 communicates with the inside of the piston rod 2 and thus with the reservoir 3 .
Der Kolben 4 seinerseits weist eine zweite Bohrung 10 auf, mittels der das Ölvolumen unterhalb des Verjüngungsteiles 8 mit dem Inneren der Kolbenstange 2 und damit wiederum mit dem Vorratsbehälter 3 in Verbindung steht.The piston 4 in turn has a second bore 10 , by means of which the oil volume below the tapering part 8 is connected to the inside of the piston rod 2 and thus in turn to the reservoir 3 .
Es ist natürlich auch möglich, die hohle Stange 2 durch den Kolben 4 vollständig hindurchzuführen und unterhalb des unteren Endes des Kolbens abschließen zu lassen; in einem solchen Fall kann die zweite Bohrung 10 ebenfalls in der Kolbenstange 2 angeordnet sein.It is of course also possible to pass the hollow rod 2 completely through the piston 4 and to have it closed below the lower end of the piston; in such a case, the second bore 10 can also be arranged in the piston rod 2 .
Die Funktion der Dämpfungseinrichtung soll nachfolgend an Hand der Fig. 3 erläutert werden. Fig. 3a zeigt die Dämpfungseinrichtung in ausgezogenem Zustand vor Auslösung eines Kraftspeichers, Fig. 3b in Mittellage, Fig. 3c in vollständig zusammengedrücktem Zustand wiederum vor Auslösung des Kraftspeichers. In der Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung an einem beispielsweise aus der DE-OS 42 37 165 bekannten linearen Stufenschalter für einen Stufentransformator angeschlossen ist, bei dem ein Aufzugsschlitten in beiden Richtungen linear kontinuierlich bewegbar ist und nach Auslösung eines Kraftspeichers ein Abtriebsteil dessen Bewegung sprungartig nachläuft. Das obere Dämpfungsteil 1 ist am kontinuierlich bewegten, langsam vorwählenden Aufzugsschlitten eines solchen Schalters befestigt, das untere Dämpfungsteil 5 steht mit dem nach Auslösung des (nicht dargestellten) Kraftspeichers sprungartig der Bewegung des Aufzugsschlittens folgenden Abtriebsteil in Verbindung.The function of the damping device will be explained below with reference to FIG. 3. Fig. 3a shows the damping device in extended state before triggering of an energy store, Fig. 3b in the middle position, Fig. 3c in a fully compressed state again before activation of the force store. In the description it is assumed that the damping device according to the invention is connected to a linear tap changer for a tap transformer known for example from DE-OS 42 37 165, in which an elevator carriage can be moved linearly continuously in both directions and, after triggering an energy accumulator, an output part thereof Movement continues to jump. The upper damping part 1 is attached to the continuously moving, slowly preselecting elevator carriage of such a switch, the lower damping part 5 is connected to the driven part following the movement of the elevator carriage after the force accumulator (not shown) is triggered.
Wird der Aufzugsschlitten und damit das obere Dämpfungsteil 1 aus der Mittellage (Fig. 3b) nach oben (Fig. 3a) bewegt, so wird die Dämpfungseinrichtung auseinandergezogen. Ist die Endlage erreicht, wird der Kraftspeicher ausgelöst und das Abtriebsteil des Schalters und damit das untere Dämpfungsteil 5 folgt der Bewegung des Aufzugsteiles sprungartig nach. Dadurch wird der Kolben 4 relativ von oben gegen das Verjüngungsteil 8 bewegt. Während er sich zu Beginn seiner Bewegung durch den größeren Innendurchmesser des Zylinders, d. h. den vorhandenen Ringspalt, durch den das Öl ungehindert entweichen kann, frei bewegen kann, wird bei Erreichen des Verjüngungsteiles 8 seine Bewegung dadurch, daß der genannte Ringspalt verschwindet, gedämpft; das Öl wird im oberen Verdichtungsraum verdichtet. Es kann lediglich durch die kalibrierte Bohrung 10 langsam entweichen und steigt in der hohlen Kolbenstange 2 in den Vorratsbehälter 3 auf. Dadurch erreicht der Kolben nur gedämpft die mittlere Endlage.If the elevator carriage and thus the upper damping part 1 are moved upward from the central position ( FIG. 3b) ( FIG. 3a), the damping device is pulled apart. When the end position is reached, the energy accumulator is triggered and the driven part of the switch and thus the lower damping part 5 abruptly follow the movement of the elevator part. As a result, the piston 4 is moved relative to the taper part 8 from above. While it can move freely at the beginning of its movement through the larger inner diameter of the cylinder, ie the existing annular gap through which the oil can escape unhindered, when the tapering part 8 is reached its movement is dampened by the said annular gap disappearing; the oil is compressed in the upper compression chamber. It can only escape slowly through the calibrated bore 10 and rises in the hollow piston rod 2 into the storage container 3 . As a result, the piston only reaches the middle end position in a damped manner.
Bei Bewegung des Aufzugsschlittens des Schalters in der entgegengesetzten Richtung nach unten (Fig. 3c) wird der Kolben 4 vollständig in den Dämpfungszylinder 6 eingedrückt. Bei Erreichen der unteren Endstellung löst wiederum der Kraftspeicher des Schalters aus und das untere Dämpfungsteil 5 wird sprungartig nach unten bewegt. Dabei wird der Kolben 4 relativ nach oben gegen das Verjüngungsteil 8 bewegt. Das nunmehr im unteren Verdichtungsraum verdichtete Öl kann lediglich durch die kalibrierte Bohrung 9 langsam wiederum durch die hohle Kolbenstange 2 in den Vorratsbehälter 3 entweichen.When the elevator slide of the switch moves downward in the opposite direction ( FIG. 3c), the piston 4 is pushed completely into the damping cylinder 6 . When the lower end position is reached, the energy store of the switch is triggered again and the lower damping part 5 is suddenly moved downward. The piston 4 is moved relatively upwards against the taper part 8 . The oil now compressed in the lower compression chamber can only slowly escape again through the hollow piston rod 2 into the reservoir 3 through the calibrated bore 9 .
Es ist also mit nur einer Dämpfungseinrichtung eine zuverlässige Dämpfung einer schnellen Schaltbewegung von oben als auch von unten in eine Mittellage erreichbar.It is therefore a reliable damping of one with only one damping device rapid switching movement from above as well as from below in a middle position.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist am oberen Dämpfungsteil 1 eine obere Federbefestigung 11 sowie am unteren Dämpfungsteil 5 eine untere Federbefestigung 12 angeordnet, zwischen denen eine Zusatzfeder 13 angeordnet, derart, daß bei Abwärtsbewegung des unteren Dämpfungsteiles 5 die Zusatzfeder 13 gespannt und bei Aufwärtsbewegung die Zusatzfeder 13 entspannt wird, wodurch das Gewicht des sich vertikal bewegenden Schaltteiles ausgeglichen und damit eine annähernd gleiche Schaltzeit unabhängig von der Schaltrichtung erreicht werden kann.According to an advantageous development of the invention, an upper spring fastening 11 and a lower spring fastening 12 are arranged on the upper damping part 1 and a lower spring fastening 12 on the lower damping part 5 , between which an additional spring 13 is arranged such that when the lower damping part 5 moves downward, the additional spring 13 is tensioned and when moving upwards the Additional spring 13 is relaxed, whereby the weight of the vertically moving switching part is balanced and thus an approximately identical switching time can be achieved regardless of the switching direction.
Besonders sinnvoll ist es, die gesamte Dämpfungseinrichtung innerhalb der Zusatzfeder 13 anzuordnen.It is particularly useful to arrange the entire damping device within the additional spring 13 .
Claims (5)
daß die Kolbenstange (2) hohl ausgebildet ist und mit einem Vorratsbehälter (3) in Verbindung steht,
daß der Innendurchmesser des Dämpfungszylinders (6) so dimensioniert ist, daß zwischen diesem und dem Kolben (4) ein Ringspalt vorhanden ist,
daß innerhalb des Dämpfungszylinders (6), vorzugsweise in der Mitte dessen Längsausdehnung, ein ringförmiges Verjüngungsteil (8) vorgesehen ist, das einen geringeren Innendurchmesser als der übrige Dämpfungszylinder (6) aufweist, derart, daß bei Bewegung des Kolbens (4) von oben bzw. von unten auf dieses Verjüngungsteil (8) hin der Ringspalt verschwindet und ein oberer bzw. unterer Verdichtungsraum entsteht
und daß durch Bohrungen (9, 10) im Kolben (4) und/oder in der Kolbenstange (2) der obere als auch der untere Verdichtungsraum über die Kolbenstange (2) mit dem Vorratsbehälter (3) in Verbindung stehen.1. Damping device for linearly actuated switches, preferably step switches of step transformers, wherein a piston arranged on a piston rod slides in an oil-filled damping cylinder, characterized in that
that the piston rod ( 2 ) is hollow and is connected to a storage container ( 3 ),
that the inner diameter of the damping cylinder ( 6 ) is dimensioned such that an annular gap is present between it and the piston ( 4 ),
that within the damping cylinder ( 6 ), preferably in the middle of its longitudinal extent, an annular taper part ( 8 ) is provided, which has a smaller inner diameter than the rest of the damping cylinder ( 6 ), such that when the piston ( 4 ) moves from above or the annular gap disappears from below towards this tapering part ( 8 ) and an upper or lower compression space is created
and that through bores ( 9 , 10 ) in the piston ( 4 ) and / or in the piston rod ( 2 ) the upper and the lower compression chamber are connected to the reservoir ( 3 ) via the piston rod ( 2 ).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |