Stoßdämpfer für eine Hochspannungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer und eine Stoßdämp feranordnung für eine Hochspannungsvorrichtung.

Hochspannungsvorrichtungen sind aufgrund ihrer jeweiligen Form, Masse und/oder Materialien häufig besonders gefährdet, durch seismische Anregungen beschädigt oder zerstört zu wer den und müssen daher insbesondere in erdbebengefährdeten Ge bieten vor derartigen Beschädigungen oder Zerstörungen ge schützt werden.

DE 31 39 956 Al offenbart einen Dämpfer zur Aufnahme von Schwingungen zwischen Fundament und Fußteil eines Gerätes, insbesondere eines in erdbebengefährdeten Gebieten aufzustel lenden Hochspannungsschaltgerätes. Der Fußteil des Gerätes weist eine Platte auf, die von im Fundament verankerten Schraubbolzen durchdrungen ist und die auf an den Schraubbol zen angebrachten unteren Widerlagern aufliegt. Der Dämpfer weist zur Begrenzung des Biegemomentes bei Schwingungen und zur Schwingungsdämpfung Federelemente auf, die zwischen der Oberseite der Platte und an den Schraubbolzen angebrachten oberen Widerlagern, die Schraubbolzen konzentrisch umgebend angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stoßdämpfer und eine verbesserte Stoßdämpferanordnung für ei ne Hochspannungsvorrichtung anzugeben, durch die die Hoch spannungsvorrichtung vor Beschädigungen und einer Zerstörung durch seismische Anregungen geschützt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Stoßdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Stoßdämpferanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und deren Verwendung gemäß An spruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein erfindungsgemäßer Stoßdämpfer für eine Hochspannungsvor richtung umfasst ein Stabelement mit einem um eine Längsachse des Stabelements verlaufenden Außengewinde, zwei Halterungen, die das Stabelement stützen, ein Rotationselement, das ring artig um das Stabelement verläuft und ein in das Außengewinde eingreifendes Innengewinde aufweist, so dass Translationen des Stabelements entlang der Längsachse Rotationen des Rota tionselements um die Längsachse bewirken, und ein Trägerele ment, das an dem Rotationselement derart gelagert ist, dass Rotationen des Rotationselements um die Längsachse von dem Trägerelement entkoppeln.

Ein erfindungsgemäßer Stoßdämpfer dämpft die Auswirkungen seismischer Anregungen, die beispielsweise von Erdbeben ver ursacht werden, auf das Trägerelement. Dabei bewirken von den seismischen Anregungen verursachte Translationen des Stabele ments entlang dessen Längsachse Rotationen des Rotationsele ments um die Längsachse, die Reibung zwischen dem Stabelement und dem Rotationselement des Stoßdämpfers bewirken. Diese Reibung und die Rotation des Rotationselements absorbieren Energie der Translationen und dämpfen die Auswirkung der seismischen Anregungen auf das Trägerelement. Das Trägerele ment kann daher verwendet werden, um unmittelbar oder mittel bar eine Hochspannungsvorrichtung zu stützen und vor Auswir kungen seismischer Anregungen zu schützen.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers sieht vor, dass das Trägerelement durch wenigstens ein um die

Längsachse verlaufendes Wälzlager an dem Rotationselement ge lagert ist. Das wenigstens eine Wälzlager entkoppelt Rotatio nen des Rotationselements um die Längsachse von dem Trä gerelement .

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers sieht vor, dass das Außengewinde in einem Mittelbereich des Stabelements angeordnet ist oder über die gesamte Ausdehnung des Stabelements zwischen den Halterungen verläuft. Dies er möglicht relative Bewegungen des Stabelements und des Rotati onselements entlang der Längsachse des Stabelements in beide Richtungen .

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers sieht wenigstens ein Rückstellelement vor, das bei einer Aus lenkung des Rotationselements aus einer Gleichgewichtslage relativ zu dem Stabelement entlang der Längsachse eine der Auslenkung entgegenwirkende Rückstellkraft auf das Rotations element ausübt. Insbesondere kann der Stoßdämpfer ein erstes Rückstellelement, das zwischen einer ersten Halterung und dem Rotationselement angeordnet ist, und ein zweites Rückstel lelement, das zwischen der zweiten Halterung und dem Rotati onselement angeordnet ist, aufweisen. Beispielsweise ist je des Rückstellelement als eine um einen Abschnitt des Stabele ments verlaufende Schraubenfeder ausgebildet, deren Schraube nachse parallel zur Längsachse des Stabelements verläuft. Diese Ausgestaltungen des Stoßdämpfers ermöglichen, das Rota tionselement nach einer Bewegung relativ zu dem Stabelement entlang dessen Längsachse zurück in die Ausgangsposition zu bewegen .

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers sieht vor, dass jede Halterung ein Stabelementende des Sta belements stützt. Dadurch wird das Stabelement stabil an sei nen beiden Stabelementenden gestützt.

Eine erfindungsgemäße Stoßdämpferanordnung für eine Hochspan nungsvorrichtung umfasst wenigstens eine Stoßdämpfergruppe, die mehrere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausge bildete Stoßdämpfer aufweist, deren Stabelemente parallel zu einander angeordnet sind. Die zueinander parallele Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Stoßdämpfer ermöglicht, eine Hoch spannungsvorrichtung durch die Trägerelemente der Stoßdämpfer unmittelbar oder mittelbar über weitere, auf den Trägerele menten angeordnete weitere Stoßdämpfer stoßdämpfend zu stüt- zen. Dabei verhindert die Kopplung der Trägerelemente durch die Hochspannungsvorrichtung oder die weiteren Stoßdämpfer, dass das Trägerelement eines Stoßdämpfers der Stoßdämpfer gruppe um die Längsachse des Stoßdämpfers rotiert.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßdämpferanordnung sieht zwei Stoßdämpfergruppen vor, wobei die Stabelemente der Stoßdämpfer einer ersten Stoßdämpfergruppe nicht parallel, insbesondere senkrecht, zu den Stabelementen der Stoßdämpfer der zweiten Stoßdämpfergruppe angeordnet sind und die beiden Halterungen jedes Stoßdämpfers der ersten Stoßdämpfergruppe auf zwei voneinander verschiedenen Trägerelementen von Stoß dämpfern der zweiten Stoßdämpfergruppe angeordnet sind. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßdämpferanordnung er möglicht die Dämpfung der Auswirkungen seismischer Anregungen in zwei verschiedenen Richtungen und somit in einer von die sen beiden Richtungen aufgespannten Ebene.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßdämpfer anordnung sieht vor, dass das Trägerelement jedes Stoßdämp fers eine im Wesentlichen planare, von dem Rotationselement abgewandte Trägeroberfläche aufweist und die Trägeroberflä chen der Stoßdämpfer jeder Stoßdämpfergruppe in einer gemein samen Trägerebene angeordnet sind. Beispielsweise sind die Trägerebenen voneinander verschiedener Stoßdämpfergruppen zu einander parallel. Diese Ausgestaltungen der erfindungsgemä ßen Stoßdämpferanordnung vereinfachen die stabile Anordnung einer Hochspannungsvorrichtung auf der Stoßdämpferanordnung durch die Bereitstellung von in gemeinsamen Trägerebenen an geordneten Trägeroberflächen.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßdämpfer anordnung sieht vor, dass jede Stoßdämpfergruppe zwei Stoß dämpfer aufweist. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoßdämpferanordnung ermöglicht eine kostengünstige Realisie rung der Stoßdämpferanordnung durch eine Minimalanzahl von Stoßdämpfern in jeder Stoßdämpfergruppe. Den obigen Ausführungen entsprechend sieht die Erfindung ins besondere die Verwendung einer erfindungsgemäßen Stoßdämpfer anordnung zur Dämpfung der Auswirkungen seismischer Anregun gen auf eine Hochspannungsvorrichtung vor, wobei die Hoch spannungsvorrichtung auf Trägerelementen der Stoßdämpfer ei ner Stoßdämpfergruppe montiert wird.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 eine Seitenansicht eines Stoßdämpfers für eine Hoch- spannungs _V orrichtung,

FIG 2 eine Schnittdarstellung eines Stoßdämpfers für eine

Hochspannungs _V orrichtung,

FIG 3 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines Stoß dämpfers für eine Hochspannungsvorrichtung,

FIG 4 eine perspektivische Darstellung einer Stoßdämpferan ordnung für eine Hochspannungsvorrichtung.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit densel ben Bezugszeichen versehen.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines er findungsgemäßen Stoßdämpfers 1 für eine Hochspannungsvorrich tung. Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des Stoßdämpfers 1, Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Stoßdämpfers 1 und Figur 3 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung des Stoßdämpfers 1. Der Stoßdämpfer 1 weist ein Trägerelement 3, ein Stabele ment 5, zwei Halterungen 7, 8, ein Rotationselement 9, zwei Wälzlager 11, 12 und zwei Rückstellelemente 13, 14 auf.

Jede Halterung 7, 8 stützt ein Stabelementende 15, 16 des Stabelements 5.

Das Stabelement 5 weist ein um eine Längsachse 17 des Sta belements 5 zwischen den Halterungen 7, 8 verlaufendes Außen gewinde 19 auf.

Das Rotationselement 9 verläuft ringartig um das Stabele ment 5 und weist ein in das Außengewinde 19 eingreifendes In nengewinde 21 auf, so dass Translationen des Stabelements 5 entlang der Längsachse 17 Rotationen des Rotationselements 9 um die Längsachse 17 bewirken.

Das Trägerelement 3 weist eine Trägerplatte 23 und einen an der Trägerplatte 23 angeordneten Trägerring 25 auf. Der Trä gerring 25 verläuft ringartig um das Rotationselement 9 her um. Die Trägerplatte 23 weist eine planare, von dem Rotati onselement 9 abgewandte Trägeroberfläche 27 auf.

Die Wälzlager 11, 12 lagern das Trägerelement 3 an dem Rota tionselement 9, wobei sie Rotationen des Rotationselements 9 um die Längsachse 17 von dem Trägerelement 3 entkoppeln. Je des Wälzlager 11, 12 weist eine ringförmig um die Längsach se 17 verlaufende Ringausnehmung 29 auf, in der Wälzkörper 31 angeordnet sind.

Jedes Rückstellelement 13, 14 ist als eine Schraubenfeder ausgebildet, die zwischen einer Halterung 7, 8 und dem Rota tionselement 9 um das Stabelement 5 herum verläuft und deren Schraubenachse parallel zur Längsachse 17 des Stabelements 5 verläuft. Die Rückstellelemente 13, 14 üben bei einer Auslen kung des Rotationselements 9 aus einer Gleichgewichtslage re lativ zu dem Stabelement 5 entlang der Längsachse 17 jeweils eine der Auslenkung entgegenwirkende Rückstellkraft auf das Rotationselement 9 aus.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stoßdämpferanordnung 33 für eine Hochspannungsvorrichtung.

Die Stoßdämpferanordnung 33 weist zwei Stoßdämpfergruppen 35, 36 auf, die jeweils zwei in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Stoßdämpfer 1 aufweisen. Die beiden Stoßdämpfer 1 jeder Stoß dämpfergruppe 35, 36 sind zueinander parallel angeordnet. Die Stoßdämpfer 1 einer ersten Stoßdämpfergruppe 35 sind senk recht zu den Stoßdämpfern 1 der zweiten Stoßdämpfergruppe 36 angeordnet. Unter einer zueinander parallelen Anordnung zwei er Stoßdämpfer 1 wird eine Anordnung der beiden Stoßdämpfer 1 verstanden, bei der die Längsachsen 17 der Stabelemente 5 der beiden Stoßdämpfer 1 parallel zueinander verlaufen. Entspre chend wird unter einer zueinander senkrechten Anordnung zwei er Stoßdämpfer 1 eine Anordnung der beiden Stoßdämpfer 1 ver standen, bei der die Längsachsen 17 der Stabelemente 5 der beiden Stoßdämpfer 1 senkrecht zueinander verlaufen.

Erste Halterungen 7 der beiden Stoßdämpfer 1 der ersten Stoß dämpfergruppe 35 sind auf der Trägeroberfläche 27 eines Stoß dämpfers 1 der zweiten Stoßdämpfergruppe 36 angeordnet, die zweiten Halterungen 8 der beiden Stoßdämpfer 1 der ersten Stoßdämpfergruppe 35 sind auf der Trägeroberfläche 27 des an deren Stoßdämpfers 1 der zweiten Stoßdämpfergruppe 36 ange ordnet. Die Trägeroberflächen 27 der Stoßdämpfer 1 jeder Stoßdämpfergruppe 35, 36 sind in einer gemeinsamen Trägerebe ne 37, 38 angeordnet, wobei die beiden Trägerebenen 37, 38 zueinander parallel sind.

Die Hochspannungsvorrichtung wird auf den Trägeroberflä chen 27 der Stoßdämpfer 1 der ersten Stoßdämpfergruppe 35 montiert .

Die Stoßdämpferanordnung 33 dämpft die Auswirkungen seismi scher Anregungen, die beispielsweise von Erdbeben verursacht werden, auf die Hochspannungsvorrichtung. Dabei bewirken von den seismischen Anregungen verursachte Translationen eines Stoßdämpfers 1 entlang der Längsachse 17 des Stoßdämpfers 1 Rotationen des Rotationselements 9 des Stoßdämpfers 1 um die Längsachse 17, die Reibung zwischen dem Stabelement 5 und dem Rotationselement 9 des Stoßdämpfers 1 bewirken. Diese Reibung und die Rotation des Rotationselements 9 absorbieren Energie der Translationen und dämpfen die Auswirkung der seismischen Anregungen auf die Hochspannungsvorrichtung. Die zueinander parallele Anordnung der beiden Stoßdämpfer 1 der zweiten Stoßdämpfergruppe 36 und die Kopplung der Trägerelemente 3 dieser beiden Stoßdämpfer 1 durch die beiden auf ihnen mon tierten Stoßdämpfer 1 der ersten Stoßdämpfergruppe 35 verhin dert, dass das Trägerelement 3 eines Stoßdämpfers 1 der zwei ten Stoßdämpfergruppe 36 um die Längsachse 17 des Stoßdämp fers 1 rotiert. Entsprechend verhindert die zueinander paral lele Anordnung der beiden Stoßdämpfer 1 der ersten Stoß dämpfergruppe 35 und die Kopplung der Trägerelemente 3 dieser beiden Stoßdämpfer 1 durch die auf ihnen montierte die Hoch spannungsvorrichtung, dass das Trägerelement 3 eines Stoß dämpfers 1 der ersten Stoßdämpfergruppe 35 um die Längsach se 17 des Stoßdämpfers 1 rotiert. Die zueinander senkrechte Anordnung der Stoßdämpfer 1 der beiden Stoßdämpfergruppen 35, 36 ermöglicht die Dämpfung der Auswirkungen seismischer Anre gungen in zueinander senkrechten Richtungen und somit in ei ner von diesen beiden Richtungen aufgespannten Ebene.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.