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Title:
DEVICE AND METHOD FOR COMPENSATING A VIBRATION AND/OR A MATERIAL TENSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/214809
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for compensating a vibration and/or a material tension of a component of a high-tension system filled with a viscous medium. The device according to the invention comprises a piston (10) and a housing (11). A first end piece of the piston (10) may be coupled to the component of the high-tension system. A second end piece of the piston (10) may be arranged at least partly within the housing (11) and be enclosed thereby, wherein the piston (10) and the housing (11) are able to be moved in opposite directions along an axis. The second end piece of the piston (10) may be coupled to an inside wall of the housing (11) by way of at least one spring (F). The piston (10) and the housing (11) are surrounded by the medium (M) with which the high-tension system is filled. The invention furthermore relates to a method and a computer program product for the computer-assisted construction of a device for compensating a vibration and/or a material tension of a component of a high-tension system filled with a viscous medium.

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Inventors:
BOSCHERT STEFAN (DE)
HAMMER THOMAS (DE)
HEINRICH CHRISTOPH (DE)
MALIK VINCENT (DE)
METH JOCHEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/061889
Publication Date:
November 14, 2019
Filing Date:
May 08, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
F16F15/02
Domestic Patent References:
WO2009034950A12009-03-19
Foreign References:
EP1359342A12003-11-05
US20120097827A12012-04-26
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung umfassend einen Kolben (10) und ein Gehäuse (11) zum Ausgleichen einer Schwingung und/oder einer Materi alspannung einer Komponente eines mit einem viskosen Medium gefüllten Hochspannungssystems, wobei

a) ein erstes Endstück des Kolbens (10) mit der Komponente gekoppelt ist,

b) ein zweites Endstück des Kolbens (10) zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses (11) angeordnet und von diesem einge fasst ist,

c) der Kolben (10) und das Gehäuse (11) entlang einer Achse gegenläufig bewegbar sind,

d) das zweite Endstück des Kolbens (10) mit einer Innenwand des Gehäuses (11) mittels einer Feder (F) gekoppelt ist, und

e) der Kolben (10) und das Gehäuse (11) im Hochspannungssys tem angeordnet und vom Medium (M) , mit dem das Hochspannungs system gefüllt ist, umgeben sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Außenwand des Ge häuses (11) mit einer Stützstruktur des Hochspannungssystems gekoppelt ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben (10) und/oder das Gehäuse (11) abhängig von einer Eigenschaft der Komponente des Hochspannungssystems und/oder einer Eigenschaft des Hochspannungssystems und/oder von der Umgebung des Hochspannungssystems und/oder von Bedingungen eines Transports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems ausgestaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das viskose Medium (M) als eine isolierende Flüssigkeit aus gebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Endstück des Kolbens (10) einen Spalt (12) mit ei- nem vorgegebenen Mindestspaltabstand zu mindestens einer In nenwand des Gehäuses (11) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Mindestspaltabstand abhängig von vorgegebenen Fertigungstoleranzen der Komponente des Hochspannungssystems und/oder des Hochspannungssystems ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Wand des Gehäuses (11) mindestens einen

Durchlass (Al) für eine Strömung des Mediums (M) in das Ge häuse (11) hinein oder aus dem Gehäuse (11) hinaus aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Endstück des Kolbens (10) mindestens eine Ausspa rung (A2a, A2b) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Innenwand des Gehäuses (11) mindestens eine Aussparung (A3) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei eine Anzahl und/oder Ausgestaltung und/oder Position ei ner Aussparung (A2a, A2b, A3) oder eines Durchlasses (Al) ab hängig von einer vorgegebenen Eigenschaft des Hochspannungs systems und/oder von der Umgebung des Hochspannungssystems und/oder von Bedingungen eines Transports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei eine Federkonstante der mindestens einen Feder (F) derart ausgebildet ist, abhängig von einer Eigenschaft der Komponen te des Hochspannungssystems und/oder einer Eigenschaft des Hochspannungssystems und/oder von der Umgebung des Hochspan nungssystems und/oder von Bedingungen eines Transports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems eine Schwingung und/oder eine Materialspannung der Komponente auszugleichen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei die mindestens eine Feder (F) als Schraubenfeder, Teller feder, Pufferfeder und/oder Ringfeder ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei die mindestens eine Feder (F) zumindest teilweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt ist.

14. Verfahren zum rechnergestützten Konstruieren einer Vor richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei

a) ein Simulationsmodell der Vorrichtung bereitgestellt wird, b) die Viskosität des viskosen Mediums (M) , mit dem das Hoch spannungssystem gefüllt ist, als ein erster Eingabeparameter für die Simulation eingelesen wird,

c) Eigenschaften des Hochspannungssystems und/oder der Kompo nente des Hochspannungssystems als Randbedingungen der Simu lation eingelesen werden,

d) eine rechnergestützte Simulation der Strömungsmechanik des viskosen Mediums (M) durchgeführt wird

und

e) ein Simulationsergebnis zur Konstruktion der Vorrichtung ausgegeben wird.

15. Computerprogrammprodukt, das direkt in einen programmier baren Computer ladbar ist, umfassend Programmcodeteile, die dazu geeignet sind, die Schritte des Verfahrens nach Anspruch 14 durchzuführen.

Description:
Beschreibung

Vorrichtung und Verfahren zum Ausgleichen einer Schwingung und/oder einer Materialspannung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausgleichen einer Schwingung und/oder einer Materialspannung einer Komponente eines mit einem viskosen Medium gefüllten Hochspannungssystems .

Komponenten von Hochspannungssystemen, wie z.B. Transformato ren, sind typischerweise aus hochisolierenden und vorzugswei se korrosionsbeständigen Materialien gefertigt. Beim Trans port, bei der Montage oder beim Betrieb kann es zu Schwingun gen und/oder Eigenspannungen des Systems und/oder der einzel nen Komponenten des Systems kommen. Um solche Belastungen auszugleichen, können die Komponenten der Systeme in der Re gel mittels einer Konstruktion aus elektrisch isolierendem Material, wie z.B. Holz oder Zellulose, im System befestigt und beispielsweise mittels Elementen, z.B. Klötzen aus elas tischen Kunststoff oder Gummi als Stoßdämpfer, abgefedert werden. Für zusätzliche Schwingbelastungen, beispielsweise im Betrieb, können allerdings zusätzliche Dämpfungskomponenten notwendig sein. Als Beispiel ist ein Transformator auf einer Bohrplattform zu nennen, welcher starken zusätzlichen Belas tungen aufgrund von Plattformschwingungen und/oder thermi scher Ausdehnung des Materials ausgesetzt sein kann.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die einen effizienteren und belastba reren Ausgleich von Schwingungen und/oder Materialspannungen und/oder Stoßbelastungen bei einem Transport für Komponenten eines Hochspannungssystems ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merk malen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren des Patent anspruchs 14 und einem Computerprogrammprodukt gemäß Patent anspruch 15. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildun- gen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angege ben .

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung um fassend einen Kolben und ein Gehäuse zum Ausgleichen einer Schwingung und/oder einer Materialspannung einer Komponente eines mit einem viskosen Medium gefüllten Hochspannungssys tems, wobei

a) ein erstes Endstück des Kolbens mit der Komponente gekop pelt ist,

b) ein zweites Endstück des Kolbens zumindest teilweise in nerhalb des Gehäuses angeordnet und von diesem eingefasst ist,

c) der Kolben und das Gehäuse entlang einer Achse gegenläufig bewegbar sind,

d) das zweite Endstück des Kolbens mit einer Innenwand des Gehäuses mittels einer Feder gekoppelt ist,

und

e) der Kolben und das Gehäuse im Hochspannungssystem angeord net und vom Medium, mit dem das Hochspannungssystem gefüllt ist, umgeben sind.

Es ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass eine Komponente eines mit einem viskosen Medium gefüllten Hochspannungssystems, z.B. ein Transformator, mittels mindes tens einer Feder und durch ein ein- und ausströmendes Medium gedämpft wird. Insbesondere kann die Komponente im Hochspan nungssystem angeordnet sein. Es kann erfindungsgemäß ein vis koses Medium, das vorzugsweise bereits im Hochspannungssystem vorhanden ist, für eine hydraulische Dämpfung genutzt werden. Beispielsweise kann ein Transformatorkessel bereits mit Öl gefüllt sein, so dass erfindungsgemäß insbesondere kein zu sätzliches Medium verwendet wird. Bei Belastungen, durch z.B. Schwingungen, auf die Komponente kann der Kolben in das Ge häuse hinein gedrückt werden und die Feder kann elastisch verformt werden, so dass sich ein Innenvolumen im Gehäuse verringert, und das Medium aus dem Gehäuse strömen kann. Die mindestens eine Feder kann das zweite Endstück des, bei- spielsweise zylindrischen, Kolbens mit einer Innenwand des Gehäuses in Bewegungsrichtung koppeln. Bei einer gegenläufi gen Bewegung des Kolbens und des Gehäuses kann das Medium in das Gehäuse hinein oder aus diesem hinaus strömen, d.h. das Volumen im Gehäuse kann verändert werden. Die Kombination aus der Fluiddynamik des Mediums und der Dämpfungseigenschaften der Feder kann bewirken, dass eine Komponente in einem Hoch spannungssystem sicher gelagert werden kann, da z.B. Stöße abgefedert werden können. Insbesondere können mittels der Vorrichtung Eigenspannung, z.B. aufgrund von thermischen Ma terialverformungen, ausgeglichen werden. Es kann die Vorrich tung derart im Hochspannungssystem und an einer Komponente des Hochspannungssystems implementiert sein, dass auftretende Schwingungen der Komponente abgeschwächt werden. Die Vorrich tung kann vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Material gefertigt sein. Die Vorrichtung kann beispielsweise auch eine Schwingung zweier Komponenten gegeneinander abschwächen, wenn der Kolben mit der einen und das Gehäuse mit der anderen Kom ponente gekoppelt ist.

Unter „gekoppelt" kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise miteinander verschweißt, vernietet, befestigt, fest verbun den, verklebt, zusammen gesteckt, verschraubt oder vernagelt verstanden werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung kann eine Außenwand des Gehäuses mit einer Stützstruktur des Hoch spannungssystems gekoppelt sein.

Vorzugsweise kann die Vorrichtung mit einer Stützstruktur, z.B. ein Gerüst oder eine Halterung, die eine Komponente stützt, oder eine Innenwand, des Hochspannungssystems gekop pelt, wie z.B. fest verbunden, sein. Damit können Eigen schwingungen einer Komponente effizient gedämpft werden.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform kann der Kolben und/oder das Gehäuse abhängig von einer Eigenschaft der Komponente des Hochspannungssystems und/oder einer Eigen- Schaft des Hochspannungssystems und/oder von der Umgebung des Hochspannungssystems und/oder von Bedingungen eines Trans ports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems ausgestal tet sein.

Eine Ausgestaltung, wie z.B. eine Form und/oder ein Material und/oder eine Größe, des Kolbens und/oder des Gehäuses kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass beispielsweise ho he Schwing- oder Stoßbelastungen auf die Komponente im Be trieb des Hochspannungssystems ausgeglichen werden können.

Des Weiteren können beispielsweise ein Design eines Kolbens und/oder Gehäuses an Eigenschaften einer zu dämpfenden Kompo nente oder einer Eigenschaft des Hochspannungssystems, z.B. erwarteter Belastungen aufgrund äußerer Einflüsse, angepasst werden. Insbesondere kann eine Eigenschaft als ein Datensatz vorliegen .

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform kann das viskose Medium als eine isolierende Flüssigkeit ausgebildet sein .

Komponenten eines Hochspannungssystems können beispielsweise von einer Isolationsflüssigkeit umgeben sein. Vorzugsweise kann für die Dämpfung einer Schwingung und/oder dem Ausgleich einer Materialspannung einer Komponente eines Hochspannungs systems mittels der Vorrichtung eine bereits vorhandene elektrisch isolierende Flüssigkeit des Hochspannungssystems, z.B. Öl, genutzt werden.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung kann das zweite Endstück des Kolbens einen Spalt mit ei nem vorgegebenen Mindestspaltabstand zu mindestens einer In nenwand des Gehäuses aufweisen.

Ein Ausgleich von Schwingungen und/oder Materialspannungsbe lastungen kann insbesondere durch eine Dämpfung aufgrund ei ner Verdrängung der Flüssigkeit durch Bewegen des Kolbens er zielt werden. Vorzugsweise ist das zweite Endstück des Kol- bens derart ausgebildet, dass es vom Gehäuse eingefasst, z.B. umschlossen oder umfasst oder eingerahmt, ist und dabei zwi schen Kolbenaußenwand und mindestens einer Innenwand des Ge häuses ein Abstand besteht. Dies kann einen Fluss des Mediums bei entgegen gerichteter Bewegung des Kolbens und des Gehäu ses ermöglichen. Vorzugsweise kann durch einen angepassten Mindestabstand ein vorgegebenes, eintauchabhängiges Dämp fungsverhalten erzielt werden.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung kann

der Mindestspaltabstand abhängig von vorgegebenen Fertigungs toleranzen der Komponente des Hochspannungssystems und/oder des Hochspannungssystems ausgebildet sein.

Abhängig von einem vorgegebenen Mindestabstand kann eine er wünschte Dämpfung erzielt werden. Für Komponenten mit vorge gebenen Fertigungstoleranzen, d.h. beispielsweise Unsicher heiten in der Größe einer Komponente, kann der Mindestabstand so gewählt werden, dass beispielsweise eine thermische Aus dehnung ausgeglichen werden kann.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung kann

mindestens eine Wand des Gehäuses mindestens einen Durchlass für eine Strömung des Mediums in das Gehäuse hinein oder aus dem Gehäuse hinaus aufweisen.

Durch eine Änderung des Strömungsquerschnitts des Mediums kann der Kolben ausgebremst werden. Um die Strömungsdynamik des Mediums vorzugsweise so zu verändern, dass die Dämpfungs eigenschaften der Vorrichtung verbessert werden, können bei spielsweise Löcher oder Spalten in einer Gehäusewand einge bracht werden.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung kann das zweite Endstück des Kolbens mindestens eine Aussparung aufweisen. Vorzugsweise kann das zweite Endstück des Kolbens, welches zumindest teilweise vom Gehäuse eingefasst ist, an mindestens einer Außenseite eine Aussparung umfassen, welche die Fluid dynamik des Mediums bei gegenläufiger Bewegung des Kolbens und des Gehäuses verändern. Insbesondere können die Ausspa rungen für eine Strömung des Mediums in Achsrichtung in das Gehäuse hinein oder aus dem Gehäuse hinaus angeordnet sein. Beispielsweise kann eine Aussparung eine Vertiefung, eine Rille, eine Aushöhlung, ein Hohlraum, eine Bohrung oder eine Lücke sein. Der Kolben kann beispielsweise auch innen hohl oder teilweise hohl ausgebildet sein.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung kann mindestens eine Innenwand des Gehäuses mindestens eine Aussparung aufweisen.

Vorzugsweise kann das Gehäuse an einer Innenseite Aussparun gen umfassen, die eine Strömung des Mediums in das Gehäuse hinein oder aus diesem hinaus bei einer gegenläufiger Bewe gung des Kolbens und des Gehäuses derart verändert, dass ein optimaler oder vorgegebener Ausgleich einer Schwingung und/oder Materialspannung erreicht werden kann.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung können eine Anzahl und/oder Ausgestaltung und/oder Posi tion einer Aussparung oder eines Durchlasses abhängig von ei ner vorgegebenen Eigenschaft des Hochspannungssystems

und/oder von der Umgebung des Hochspannungssystems und/oder von Bedingungen eines Transports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems gewählt sein.

Vorzugsweise kann eine Aussparung oder ein Durchlass derart ausgebildet sein, dass ein optimaler oder verbesserter Aus gleich einer Schwingung und/oder einer Materialspannung er reicht werden kann. Es kann beispielsweise durch eine Varia tion der Anzahl und/oder Ausgestaltung und/oder Position ei- ner Aussparung oder eines Durchlasses ein eintauchabhängiges Dämpfungsverhalten erzielt werden.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung kann eine Federkonstante der mindestens einen Feder der art ausgebildet sein, abhängig von einer Eigenschaft der Kom ponente des Hochspannungssystems und/oder einer Eigenschaft des Hochspannungssystems und/oder von der Umgebung des Hoch spannungssystems und/oder von Bedingungen eines Transports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems eine Schwingung und/oder eine Materialspannung der Komponente auszugleichen.

Beispielsweise kann eine Eigenschaft eine physikalische Größe sein. Beispielsweise kann abhängig vom Gewicht einer Kompo nente und/oder einer Umgebungstemperatur des Hochspannungs systems und eines vorgegebenen Dämpfungsgrads eine optimale Federkonstante ermittelt und diese implementiert werden.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung kann die mindestens eine Feder als Schraubenfeder, Tel lerfeder, Pufferfeder und/oder Ringfeder ausgebildet sein.

Abhängig von der Form und des Gewichts einer Komponente des Hochspannungssystems kann ein Design einer Feder für die Dämpfung der Komponente genutzt werden.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung kann die mindestens eine Feder zumindest teilweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt sein.

Insbesondere für Hochspannungskomponente werden vorteilhaft, elektrisch isolierende und korrosionsbeständige Materialen verwendet. Vorzugsweise kann in der Vorrichtung Federn aus glasfaserverstärktem Kunststoff genutzt werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten Konstruieren einer erfindungsgemäßen Vor richtung, wobei a) ein Simulationsmodell der Vorrichtung bereitgestellt wird, b) die Viskosität des viskosen Mediums, mit dem das Hochspan nungssystem gefüllt ist, als ein erster Eingabeparameter für die Simulation eingelesen wird,

c) Eigenschaften des Hochspannungssystems und/oder der Kompo nente des Hochspannungssystems als Randbedingungen der Simu lation eingelesen werden,

d) eine rechnergestützte Simulation der Strömungsmechanik des viskosen Mediums durchgeführt wird

und

e) ein Simulationsergebnis zur Konstruktion der Vorrichtung ausgegeben wird.

Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Computerprogrammpro dukt, das direkt in einen programmierbaren Computer ladbar ist, umfassend Programmcodeteile, die dazu geeignet sind, die Schritte des Simulationsverfahrens durchzuführen.

Beispielsweise kann eine Ausgestaltung, wie z.B. Form, und/oder eine Position der Vorrichtung mittels einer Simula tion der Strömungsdynamik des Mediums in der Vorrichtung und in deren Umgebung im Hochspannungssystem ermittelt werden.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A und 1B eine schematische Darstellung einer er findungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2A und 2B weitere schematische Darstellungen zweier

Ausführungsbeispiele einer erfindungsge mäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung ei ne erfindungsgemäßen Vorrichtung. Einander entsprechende Gegenstände sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1A zeigt die Außenansicht und Figur 1B zeigt einen Querschnitt und Innenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, umfassend ein Gehäuse 11 und einen Kolben 10, jeweils in schematischer Darstellung. Das Gehäuse 11 fasst insbesondere ein Endstück des Kolbens 10 ein, d.h. umrahmt, umfasst oder ummantelt den Kolben 10. Die Vorrichtung ist als Teil eines Hochspannungssystems zu ver stehen, wobei der Kolben 10 insbesondere mit einer zu dämp fenden Komponente des Hochspannungssystems und das Gehäuse 11 mit einer Stützstruktur des Hochspannungssystems verbunden ist, wie z.B. fest verschweißt. Das Hochspannungssystem ist mit einem viskosen Medium M gefüllt, welches insbesondere den Kolben 10 und das Gehäuse 11 umgibt. Der Kolben 10 und das Gehäuse 11 können insbesondere gegeneinander bewegt werden, wobei sich mindestens ein Endstück des Kolbens 10 im Gehäuse 11 befindet. Das Gehäuse 11 ist insbesondere hohl und derart ausgebildet, dass es das zweite Endstück des Kolbens 10 um schließen kann. Der Durchmesser senkrecht zur Achsrichtung des Kolbens 10 ist höchstens gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses. Insbesondere ist dieser Durchmesser geringer, so dass ein Spalt 12 mit einem Mindestspaltabstand zwischen dem Kolben 10 und mindestens einer Innenwand des Gehäuses 11 vor liegt. Das Gehäuse 11 und/oder der Kolben 10 können insbeson dere einen rechteckigen, eckigen, runden oder ovalen Quer schnitt aufweisen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise in einem Transformator angeordnet sein, wobei die Vorrichtung dazu dient, Schwingungs- und/oder Spannungsbelastungen, z.B. wäh rend eines Transports, auf eine Komponente des Transformators zu reduzieren. Die einzelnen Komponenten eines Hochspannungs systems, wie z.B. ein Transformator, sind von einem isolie renden Medium M, insbesondere einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit, umgeben. Erfindungsgemäß wird das im Hochspan nungssystem befindliche Medium M in der Vorrichtung zur Dämp- fung von Schwingungen und/oder Ausgleichen von Materialspan nungen genutzt.

Eine Ausgestaltung, insbesondere eine Form und/oder ein Mate rial und/oder eine Größe, des Kolbens 10 und/oder des Gehäu ses 11 kann abhängig von einer vorgegebenen Eigenschaft des Hochspannungssystems, die z.B. als Datensatz vorliegen kann, und/oder von der Umgebung des Hochspannungssystems und/oder von Bedingungen eines Transports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems gewählt werden. Beispielsweise kann die Ausgestaltung der Vorrichtung mittels einer Simulation der Fluiddynamik des Mediums M in der Vorrichtung ermittelt wer den. Eine vorgegebene Eigenschaft kann beispielsweise ein Systemtyp sein. Eine Umgebung des Hochspannungssystems kann beispielsweise hohe Temperaturschwankungen aufweisen, so dass die Ausgestaltung der Vorrichtung entsprechend gewählt werden kann, um eine thermische Ausdehnung einer Komponente auszu gleichen. Ein Transport kann beispielsweise über unebenes Ge lände erfolgen. Eine Lagerung kann beispielsweise auf einer Bohrplattform sein.

Der Kolben 10 und das Gehäuse 11 können gegeneinander, bei spielsweise in Richtung ihrer Längsachse, bewegt werden. Das erste Endstück des Kolbens 10 kann mit einer Komponente des Hochspannungssystems gekoppelt sein. Das zweite Endstück des Kolbens 10 kann vom Gehäuse 11 umschlossen und mit diesem über mindestens eine Feder F gekoppelt sein.

Eine Feder F kann beispielsweise als Schraubenfeder, Teller feder, Pufferfeder und/oder Ringfeder ausgebildet sein. Ins besondere kann eine Feder aus isolierendem, glasfaserver stärktem Kunststoff gefertigt sein.

Zwischen dem zweiten Endstück des Kolbens 10 und mindestens einer Innenwand des Gehäuses 11 kann ein Spalt 12 mit Min- destspaltabstand eingerichtet sein, so dass das Medium M, z.B. Öl, in das Gehäuse 11 hinein und/oder aus dem Gehäuse 11 hinaus fließen kann. Ein Mindestspaltabstand kann so gewählt werden, dass mit der Vorrichtung beispielsweise eine thermi sche Ausdehnung einer Komponente ausgeglichen werden kann. Insbesondere kann ein Mindestspaltabstand abhängig von vorge gebenen Fertigungstoleranzen der Komponente sein.

Beispielsweise kann das Gehäuse 11 zur Veränderung der Fluid dynamik mindestens einen Durchlass Al, wie z.B. ein Bohrloch, umfassen, durch den das Medium M aus dem Gehäuse 11 heraus und in das Gehäuse 11 hinein strömen kann. Eine Anzahl und/oder eine Ausgestaltung und/oder eine Position des Durch lasses Al kann insbesondere abhängig von einer vorgegebenen Eigenschaft des Hochspannungssystems und/oder von der Umge bung des Hochspannungssystems und/oder von Bedingungen eines Transports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems ein gerichtet werden. Insbesondere kann die Anzahl und/oder Aus gestaltung und/oder Position so gewählt werden, dass eine Strömung des Mediums in das Gehäuse 11 hinein und aus diesem hinaus bei Bewegung des Kolbens 10 eine hohe, dämpfende Wir kung erzielt.

Die Figuren 2A und 2B zeigen ein erstes und ein zweites Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Kolben 10 Aussparungen A2a, A2b aufweist. Die Aussparun gen A2a können, wie in Figur 2A gezeigt, entlang einer Außen seite des Kolbens 10 angeordnet und gegeneinander versetzt angeordnet sein. Figur 2B zeigt Aussparungen A2b an einer Au ßenseite des Kolbens 10, welche übereinanderliegend entlang der Längsachse der Kolbens 10 angeordnet sind. Es können auch Aussparungen derart ausgestaltet sein, dass der Kolben teil weise oder ganz hohl ausgebildet ist (nicht dargestellt) .

Die Anordnung einzelner Aussparungen A2a, A2b beeinflusst die Strömungsdynamik im Gehäuse. Vorzugsweise kann die Anordnung und Ausgestaltung derart gewählt werden, dass eine Strömung bei gegenläufiger Bewegung des Kolbens 10 und des Gehäuses 11 eine optimale Dämpfung ermöglicht. Die Anzahl und/oder Ausge staltung und/oder Position einer Aussparung A2a, A2b kann beispielsweise abhängig von der Umgebung des Hochspannungs- Systems, wie z.B. der Lage oder der Umgebungstemperatur ge wählt werden. Des Weiteren kann ein Design der Aussparungen A2a, A2b abhängig von einer vorgegebenen Eigenschaft des Hochspannungssystems und/oder von Bedingungen eines Trans ports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems gewählt werden .

Es kann eine Federkonstante der mindestens einen Feder F, die den Kolben 10 mit dem Gehäuse 11 in Bewegungsrichtung kop pelt, derart abhängig von einer Eigenschaft der Komponente des Hochspannungssystems, wie z.B. Gewicht, und/oder einer Eigenschaft des Hochspannungssystems und/oder von der Umge bung des Hochspannungssystems und/oder von Bedingungen eines Transports oder einer Lagerung des Hochspannungssystems ge wählt werden, dass eine optimale Dämpfung erzielt werden kann .

Die Strömungsdynamik und die Federkonstante können den Grad einer Schwingungsdämpfung und/oder des Ausgleichs der Materi alspannung bestimmen. In anderen Worten, die Kombination aus einer isolierenden Flüssigkeit des Hochspannungssystems und mindestens einer Feder aus isolierendem und korrosionsbestän digen Material, wie z.B. glasfaserverstärkter Kunststoff, kann einen Ausgleich einer Schwingung und/oder Materialspan nung einer Komponente in einem Hochspannungssystem ermögli chen. Vorzugsweise kann für eine optimale Ausgestaltung und Anordnung der Vorrichtung im Hochspannungssystem eine rech nergestützte Simulation durchgeführt werden.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung, wobei mindestens eine Innenwand des Gehäuses mindestens eine Aussparung A3 aufweist. Das Medium M, wie z.B. eine isolierende Flüssigkeit, kann bei einer ge genläufigen Bewegung des Gehäuses 11 und des Kolbens 10 durch den Spalt 12 mit Mindestspaltabstand strömen, wobei die Aus sparung A3 die Strömung vorzugsweise derart beeinflusst, dass die Kopplung der Vorrichtung mit einer Komponente des Hoch spannungssystems dämpfend wirkt. Die Vorrichtung kann insbesondere an mindestens einer Außen wand des Gehäuses 11 mit dem Hochspannungssystem gekoppelt sein. Beispielsweise kann die Unterseite des Gehäuses 11 mit einer Stützstruktur des Hochspannungssystems verbunden sein. Bei Belastungen aufgrund von Schwingungen kann die Vorrich tung damit eine Dämpfung einer Schwingung der Komponente ge genüber der Schwingung des Hochspannungssystems ermöglichen.

Die Ausgestaltung, insbesondere die Ausgestaltung eines

Durchlasses Al und/oder einer Aussparung A2a, A2b, A3, und/oder Position der Vorrichtung im Hochspannungssystem kann anhand einer rechnergestützten Simulation der Strömungsmecha nik des Mediums im Hochspannungssystem ermittelt werden. Dazu kann ein Simulationsmodell der Vorrichtung bereitgestellt werden. Beispielsweise umfasst das Simulationsmodell mindes tens einen Teil des Hochspannungssystems. Insbesondere werden Randbedingungen des Hochspannungssystems, wie z.B. Eigen schaften der zu dämpfende Komponente oder Umgebungsdaten, als Daten eingelesen. Die Viskosität des isolierenden Mediums kann als Eingabeparameter für die Simulation eingelesen wer den. Es kann eine Simulation der Strömungsdynamik des Mediums in der Vorrichtung und in deren Umgebung ermittelt werden und daraus einen Dämpfungsgrad der Vorrichtung abgeleitet werden. Die Simulation kann beispielsweise mittels verschiedener Aus führungsformen der Vorrichtung als Simulationsmodell ausge führt werden, um eine optimale Ausgestaltung der Vorrichtung für ein vorgegebenes Hochspannungssystem zu ermitteln.

Alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale können im Rahmen der Erfindung vorteilhaft miteinander kombiniert wer den. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausfüh rungsbeispiele beschränkt.