DE4402087C2 - Damping device for linearly operated switches, preferably tap changers of tap transformers - Google Patents
Damping device for linearly operated switches, preferably tap changers of tap transformersInfo
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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-OS 15 40 514 bekannt. Diese Schrift beschreibt eine Dämpfungseinrichtung hauptsächlich für elektrische Leistungsschalter, wobei eine Abbremsung der Bewegung eines Schaltstiftes durch einen mit diesem verbundenen Kolben erfolgen soll. Der Kolben ist dabei mit Kugelventilen versehen, die beim Einschalten, d. h. bei der Abwärtsbewegung des Kolbens, durch den höheren Druck an der Unterseite des Kolbens geschlossen werden und die bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens sowie in den Endstellungen des Kolbens durch das Gewicht der Kugeln immer geöffnet sind.Such damping devices are known from DE-OS 15 40 514. This document describes a damping device mainly for electrical Circuit breaker, wherein a braking of the movement of a switching pin by a with this piston connected. The piston is with ball valves provided when switching on, d. H. in the downward movement of the piston through which higher pressure to be closed at the bottom of the piston and that at the Upward movement of the piston and in the end positions of the piston by the Weight of the balls are always open.
Aus der DE 40 11 019 C1 ist für einen ölgefüllten Stufenschalter mit Vakuumzellen als Schaltelementen eine weitere Dämpfungseinrichtung bekannt, wobei 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 40 11 019 C1 is for an oil-filled tap changer with vacuum cells as Switching elements known a further damping device, the Actuating rod of the vacuum cell is connected to a piston which is in a Cylinder is guided free of play and sealing. In the lower one, the vacuum switch facing area of this cylinder is a hole that the Contact closing movement dampens 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 Zylinder 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 cylinder.
Eine weitere Dämpfungseinrichtung ist aus der DE-AS 10 88 133 bekannt. Dabei ist eine einen Kolben antreibende Kolbenstange über ein federndes Glied mit dem Kolben verbunden, derart, daß bei Auftreten eines starken Druckes durch eine axiale Verschiebung der Kolbenstange gegenüber dem Kolben eine einstellbare Drosselöffnung im Kolben selbständig veränderbar ist.Another damping device is known from DE-AS 10 88 133. Here is a piston rod driving a piston via a resilient member with the Piston connected, such that when a strong pressure occurs through an axial Displacement of the piston rod relative to the piston an adjustable throttle opening is independently changeable in the piston.
Schließlich ist aus der DE 30 37 740 A1 auch noch eine Dämpfungseinrichtung für SF6- Druckgasschalter bekannt, bei der in einem Druckluftzylinder ein Druckluftkolben eines pneumatischen Antriebes gleitend angeordnet ist.Finally, DE 30 37 740 A1 also describes a damping device for SF6- Compressed gas switch known in which a compressed air piston in a compressed air cylinder pneumatic drive is slidably disposed.
Alle diese bekannten Dämpfungseinrichtungen sind jedoch 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.However, all these known damping devices are only for damping the Switching movement in one direction suitable, such as z. B. to dampen the movement on a vacuum cell that always closes in the same direction.
Sie sind nicht anwendbar, 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, aus beiden Schaltrichtungen kurz vor Erreichen der Mittellage gedämpft werden soll - es sei denn, die bekannten Dämpfeinrichtungen wurden, jeweils einer Schaltrichtung zugeordnet, paarweise vorgesehen, was wegen des hohen Aufwandes unerwünscht ist.They are not applicable when the movement of a switch by one Lift mechanism is pulled out from a central position in both directions and after triggering it snaps back into the middle position, from both switching directions just before Reaching the middle position should be damped - unless the known Damping devices were assigned in pairs, each to a switching direction provided, which is undesirable because of the high cost.
Bei Schaltern, die nicht ölgefüllt sind, sondern in gasförmigem Medium arbeiten, Luft oder SF₆ etwa, ist es zudem nicht ohne weiteres möglich, eine einfache hydraulische Dämpfungseinrichtungen, wie z. B. in der DE 40 11 019 C1 beschrieben, einzusetzen, da kein "äußeres" Ölvolumen zum Volumenausgleich zur Verfügung steht, in das das zur Realisierung einer Dämpfungswirkung aus einem Kolbenraum verdrängte Öl gedrückt werden könnte. Da die unterschiedlich weit in den Zylinder eindringende Kolbenstange das effektive Vollen im Zylinder verändert, ist bei einem nicht ölgefüllten Schalter eine Dämpfung nicht einfach durch einen etwa mit einer Bohrung versehenen Kolben möglich ist.For switches that are not oil-filled but work in a gaseous medium, air or SF₆ for example, it is also not easily possible to use a simple hydraulic Damping devices, such as. B. described in DE 40 11 019 C1, because there is no "external" oil volume available to equalize the volume Realization of a damping effect from oil displaced from a piston chamber could be. Because the piston rod penetrates the cylinder to different degrees The effective full change in the cylinder is one with a switch that is not filled with oil Damping is not simply possible using a piston with a bore, for example is.
Die bekannte pneumatische Dämpfungseinrichtung hingegen erfordert eine separate Druckluftquelle und ist schon aus diesem Grunde ungeeignet, abgesehen davon, daß eine Dämpfung ebenfalls nur in einer Richtung möglich ist.The known pneumatic damping device, however, requires a separate one Compressed air source and is unsuitable for this reason, apart from the fact that a Damping is also only possible in one direction.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine hydraulische Dämpfungseinrichtung für Luft- oder Gasschalter anzugeben, die auf einfache Weise die beidseitige Dämpfung bei linearer schneller Schaltbewegung aus zwei möglichen Auslösestellungen heraus in eine Mittellage, d. h. bei entgegengesetzter Schaltrichtung, gestattet. The object of the invention is therefore to provide a hydraulic damping device for air or gas switch, which easily dampens 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. Die Kolbenstange ist als hohles Rohr ausgebildet und steht mit einem oberhalb des Hydraulikzylinders angeordnetem Vorratsraum in Verbindung. 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. 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 42 37 165 C1 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 step switch for a step transformer, for example known from DE 42 37 165 C1, in which an elevator carriage can be moved linearly continuously in both directions and, after triggering an energy store, an output part of its movement abruptly runs after. The upper damping part 1 is fastened 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) has been 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 output part of the switch and thus the lower damping part 5 follows the movement of the elevator part abruptly, as a result of which the piston 4 is moved relative to the tapering 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 damped by the fact that the said annular gap disappears; 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 ist, 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 at the upper damping member 1, an upper spring mounting 11 and a lower spring mounting 12 located at the lower damping member 5, between which an additional spring 13 is arranged such that excited the auxiliary spring 13 during downward movement of the lower damping member 5 and on the upstream 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 (6)
wobei ein an einer Kolbenstange angeordneter Kolben in einem ölgefüllten Dämpfungszylinder gleitet,
wobei weiterhin der Innendurchmesser des Dämpfungszylinders so dimensioniert ist, daß zwischen diesem und dem Kolben ein Ringspalt vorhanden ist,
wobei weiterhin innerhalb des Dämpfungszylinders ein ringförmiges Verjüngungsteil vorgesehen ist, das einen geringeren Innendurchmesser als der übrige Dämpfungszylinder aufweist
und wobei der Kolben mindestens eine Bohrung aufweist,
dadurch gekennzeichnet
daß die Kolbenstange (2) hohl ausgebildet ist und mit einem Vorratsbehälter (3) in Verbindung steht,
daß das Verjüngungsteil (8) in der Mitte der Längsausdehnung des Dämpfungszylinders (6) angeordnet ist, derart, daß bei Bewegung des Kolbens (4) von oben bzw. von unten auf dieses Verjüngungsteil (8) hin ein oberer bzw. unterer Verdichtungsraum entsteht und daß die mindestens eine Bohrung (10) im Kolben (4) und/oder mindestens eine weitere Bohrung (9) in der Kolbenstange (2) derart angeordnet sind, daß der obere als auch der untere Verdichtungsraum über die Kolbenstange (2) mit dem Vorratsbehälter (3) in Verbindung stehen. 1. damping device for a linearly actuated switch,
a piston arranged on a piston rod sliding in an oil-filled damping cylinder,
the inner diameter of the damping cylinder being dimensioned such that an annular gap is present between it and the piston,
wherein an annular tapering part is further provided within the damping cylinder, which has a smaller inner diameter than the rest of the damping cylinder
and the piston has at least one bore,
characterized
that the piston rod ( 2 ) is hollow and is connected to a storage container ( 3 ),
that the tapered part ( 8 ) is arranged in the middle of the longitudinal extent of the damping cylinder ( 6 ), such that when the piston ( 4 ) moves from above or from below onto this tapered part ( 8 ) an upper or lower compression space is formed and that the at least one bore ( 10 ) in the piston ( 4 ) and / or at least one further bore ( 9 ) in the piston rod ( 2 ) are arranged such that the upper and the lower compression chamber via the piston rod ( 2 ) with the reservoir ( 3 ) communicating.
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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 |