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Einrichtung zur aperiodischen Dämpfung der Bewegung von Körpern z. B. Seilen, vorzugsweise Hochspannungsleiterseilen
Einrichtungen zur Dämpfung von Bewegungen sind an sich in den verschiedensten Ausführungen be- kannt. Vielfach werden federnde Dämpfungselemente verwendet oder solche, die durch Reibung wirken, worunter auch hydraulische Dämpfungen fallen. Die genannten Mittel zur Erzielung einer Dämpfung sind jedoch nicht ohne weiteres oder überhaupt nicht geeignet, eine aperiodische Dämpfung zu erzielen. d. h. eine Dämpfung, welche das Zustandekommen einer Schwingung im eigentlichen Sinne (also eines hin und hergehenden Vorganges) verhindert. Eine aperiodisch gedämpfte Bewegung klingt also ohne Umkehr der Bewegungsrichtung ab, wie an sich allgemein bekannt ist.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, die in ihrer einfachsten Ausführung sehr billig und betriebssicher ist und eine aperiodische Dämpfung von Bewegungen von Körpern, z. B. von Seilen, vor- zugsweise Hochspannungsleiterseilen, ermöglicht, indem erfindungsgemäss ein sogenanntes, praktisch unelastisches Streckglied vorgesehen ist, welches etwa die Form einer Sinuslinie mit mindestens einer
Halbwelle aufweist und aus praktisch nicht federndem, bandförmigem Metall, vorzugsweise Weicheisen, besteht und an dessen Enden einander entgegengerichtete Kräfte angreifen, die im Falle des Wirksam- werdens der Einrichtung eine bleibende Verformung des Streckgliedes bewirken.
Die vorliegende Erfindung lässt sich überall dort mit Vorteil anwenden, wo mechanische Konstruk- tionsteile vor der Wirkung einer plötzlich auftretenden Belastung geschützt werden sollen, welche eine
Beanspruchung dieser Konstruktionsteile über das Normalmass hinaus bis zu einer Zerstörung zur Folge hätte. Solche Belastungen können als Folge des Reissens oder Brechens eines Teiles einer Anlage an andern Teilen derselben Anlage auftreten, welche infolgedessen nicht mehr nur-statischen, sondern nun auch grossen dynamischen Kräften (Trägheitskräften) ausgesetzt sind, die von in Bewegung geratenen Massen stammen. Als Trägheitskräfte kommen im vorliegenden Zusammenhang nur Zugkräfte in Betracht.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Aufhängung von Seilen, die unter Zugspan- nungen stehen, wie z. B. Hochspannungsleiterselle, selbsttragende Luftkabel (Wind-und Eislast, temperaturbedingte Kräfte, Eigengewicht). Mittels der erfindungsgemässen Einrichtung ist es möglich, ein vollkommenes Abreissen des Seiles zu verhindern, wenn eine Aufhängevorrichtung (Isolator) zu Bruch geht. Durch den Bruch des das Seil tragenden Isolators würde das Seil nach unten durchfallen, bis es nach einem Einschwingungsvorgang eine durch die sonstige noch intakte Aufhängung gegebene neue Ruhelage einnehmen würde.
Bei diesemDurchfallen würde das Seil plötzlich in seiner Endlage durch Teile der Aufhängung abgebremst werden und dabei selbst ebenso wie letztere, hohen Zugspannungen ausgesetzt werden, die zu weiteren Brüchen führen können. Um dies zu verhindern, wird ein erfindungigemässes Streckglied an der gefährdeten Stelle eingebaut, welches bewirkt, dass die gefürchteten, hohen Trägheitskräfte gar nicht entstehen können, indem es die Bewegung des durch den Bruch ins Fallen geratenen Teiles aperiodisch dämpft, d. h. abbremst, wobei das Streckglied selbst bleibend verformt wird.
Die besondere Art des Einbaues selbst lässt sich in verschiedener Weise gestalten, wobei lediglich die prinzipielle Anweisung zu befolgen ist, die am Ende des vorhergehenden Absatzes angegeben ist, d. h. also, dass das Streckglied so einzubauen ist, dass es die durch einen Bruch in Bewegung geratenen Massen verzögert (aperiodisch) abbremsen muss.
In vielen Fällen wird es vorteilhaft sein, das Streckglied zu diesem Zwecke parallel zu dem gefahrdeten Teil anzuordnen, wobei es auch denkbar ist, eine besondere Sollbruchstelle konstruktiv vorzusehen, zu welcher dann das Streckglied parallel liegt. Das erfindungsgemässe Streckglied besitzt infolge seiner
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etwa nach einer Sinuslinie gebogenen Form die Eigenschaft, bei seiner Streckung durch an den Enden angreifend. Kräfte diesen einen immer grösser werdenden Widerstand entgegenzusetzen, weil das Biegungsmoment mit der Streckung abnimmt. Der zu Anfang die Verbiegung einleitende Biegungsmomentüberschuss (gegenüber den inneren Kräften des Werkstoffes) schwindet bei d er Streckung dahin und die Streckungbewegung kommt daher gedämpft zum Stillstand.
Am Ende eines solcherart ausgebildeten und aus nicht federndem Werkstoff bestehenden Streckgliedes, das vorzugsweise aus Bandmaterial besteht, sind irgendwelche bekannte Vorrichtungen zur Befestigung, wie Klemmen, Schrauben, Laschen usw. vorgesehen. Mit Hilfe dieser Befestigungsvorrichtungen kann das Streckglied an beliebiger Stelle eingebaut werden.
Im Sinne der Erfindung ist es möglich, mehrere Einzelstreckglieder zu einem einzigen Dämpfungsglied zusammenzufassen, wobei gegebenenfalls durch verschiedene Formgebung der Einzelstreckglieder eine bestimmte Dämpfungskennlinie erzielbar ist.
Bei dieser Zusammenfassung können erfindungsgemäss die Einzelglieder sowohl parallel als auch hintereinanderwirkend angeordnet sein. Ferner können z. B. je zwei mit den Bogeninnenseiten einander zugekehrte Einzelglieder zu einem Dämpfungsglied verbunden sein, indem ihre Schenkelenden miteinander fest verbunden werden.
In der Zeichnung sind zum besseren Verständnis der Erfindung einige beispielsweise Ausführungen in den Fig. 1-3 schematisch dargestellt.
Die Fig. l - 3 zeigen schematisch die Ausbildung des erfindungsgemässen Streckgliedes als Beispiel in verschiedenen Variationen. Fig. 4 zeigt eine beispielsweise besondere konstruktive Verbindung eines erfindungsgemässen Streckgliedes mit einer Sollbruchstelle.
In Fig. l ist das mit S bezeichnete Streckglied im Längsschnitt dargestellt und hat in dieser Darstellung die Form einer vollenSinusperiode. An den Enden sind durch kleine Kreise Befestigungsvorrichtungen angedeutet, an denen die Zugkräfte K, und K, angreifen.
In Fig. 2 sind zwei je eine halbe Periode einer Sinuslinie darstellende Streckglieder SI und S2 zou einem einzigen verbunden. K, und K2 stellen die angreifenden Zugkräfte dar.
Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, nämlich die Verbindung mehrerer Einzelglieder, nämlich hier dreier Glieder S,. S 2 und S, zu einem einzigen Streckglied, wobei die Zugkräfte Kl und K an der Mitte der Verbindungen der Streckgliedenden angreifen.
In Fig. 4 bezeichnet l eine Sollbruchstelle, die parallel zu zweistreckgliedern 2 liegt und mit diesen über Muffen 4 und Verschraubungen 3 fest verbunden ist. In dieser Fig. 4 ist links eine beispielsweise Befestigungseinrichtung für ein nicht dargestelltes Seil in Form eines Bolzens 6, der über Laschen direkt mit der Verschraubung 3 verbunden ist, dargestellt. Rechts ist eine etwas modifizierte Ausführung gezeigt, wobei die den Bolzen 5 tragenden Laschen nicht direkt mit dem Streckglied zusammengeschraubt sind. sondern mit einer weiteren Schraube 3 an der Muffe 4 befestigt sind. Dies hat den Vorteil, dass das Streckglied nicht demontiert werden muss, wenn aus irgendeinem Grund die Laschen abgenommen werden sollen.
Diese Einrichtung nach Fig. 4 wirkt wie folgt : Wenn der an der Sollbruchstelle geschwächte Teil l reisst, so strecken sich die Streckglieder 2 und die eingeleitete Bewegung kommt gedämpft zum Stillstand (aperiodische Dämpfung). Es wird aber ausserdem erreicht, dass die Spannweite des Seiles entsprechend verlängert wird, wodurch zusätzlich die Seilspannung herabgesetzt wird. Überlastungen von Seilen treten vielfach durch Eisbildung auf.
Durch den Riss wird gegebenenfalls das Eis abgeworfen und auch dadurch die endgültige Belastung verringert.
Diese erfindungsgemässe Einrichtung wird zwischen dem Mast bzw. dem starren Verankerungspunkt des Seiles und der Seilklemme eingebaut.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zur aperiodischen Dämpfung der Bewegung von Körpern z. B. Seilen, vorzugsweise Hochspannungsleiterseilen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mindestens einem praktisch unelastischen sogenannten Streckglied (S) besteht, welches etwa die Form einer Sinuslinie mit mindestens einer Halbwelle aufweist und aus praktisch nicht federndem Metall, vorzugsweise bandförmigem Weicheisen, besteht und an dessen Enden einander entgegengerichtete Kräfte angreifen, die Im Falle des Wirksamwerdens der Einrichtung eine bleibende Verformung des Streckgliedes bewirken.