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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung bei einem rohrartigen Antennenmast od. dgl. mit Hilfe einer Dämpfungsmasse, die auf einer im Inneren des Antennenmastes od. dgl. angeordneten und mit diesem fest verbundenen Führung verschiebbar gelagert ist.
Rohrartige Antennenmasten od. dgl. neigen bei bestimmten Windgeschwindigkeiten dazu, quer zur Windrichtung zu schwingen, wobei als Ursache dieser Schwingungen das Auftreten von Wirbeln beim Ablösen der
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Eigenfrequenz des Antennenmastes od. dgl. entsprechenden Frequenzbereich auf, so kann es zufolge von
Resonanzerscheinungen zu einem für den Antennenmast od. dgl. gefährlichen Aufschaukeln der Schwingungen kommen.
Um nun die durch rhythmische Wirbelablösungen bedingten Mastschwingungen zu vermeiden bzw. in ihrem
Ausmass zu dämpfen, sind Vorrichtungen bekanntgeworden, die aus senkrechten, spiralförmigen oder ringförmigen Störleisten od. dgl. bestehen, die am Aussenmantel des Mastes angebracht werden, um die
Angriffsrichtungen der Windkräfte zu verteilen, eine Turbulenz zu bewirken und so dem Auftreten rhythmischer
Schwingungen entgegenzuwirken. Alle diese Massnahmen haben eine Vergrösserung der dem Wind ausgesetzten
Fläche des Mastes zur Folge, was auf Grund der grösseren Windbelastungen zu einer wesentlichen Verstärkung der Mastkonstruktion und damit zu grösseren Herstellungskosten führen muss.
Es ist daher vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift 1303088), die auftretenden Mastschwingungen mit Hilfe einer diesen Schwingungen entgegenwirkenden Dämpfungsmasse zu vermindern. Diese auf einer im
Inneren des Mastes angeordneten, quer zur Mastlängsachse verlaufenden Führung verschiebbar gelagerte Dämpfungsmasse schwingt entgegen den Mastschwingungen und überträgt dabei ihre Bewegungsenergie durch Reibung oder über Federn auf den Mast, wobei zumindest ein Teil der Bewegungsenergie aufgezehrt wird, so dass die Schwingungen des Mastes rückwirkend gedämpft werden. Diese bekannten Vorrichtungen benötigen jedoch vergleichsweise grosse, beweglich gelagerte Dämpfungsmassen, die die konstruktive Ausführung solcher Vorrichtungen aufwendig und teuer machen.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung bei einem rohrartigen Antennenmast od. dgl. zu schaffen, mit deren Hilfe mit einfachen konstruktiven Mitteln eine wirksame Schwingungsdämpfung des Antennenmastes od. dgl. erreicht wird.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Führung in Längsrichtung des Antennenmastes od. dgl. verläuft und dass die Dämpfungsmasse mittels eines Antriebes in ihrer Höhenlage verstellbar ist. Durch das Verstellen der Dämpfungsmasse in ihrer Höhenlage entlang einer eine Querbewegung zur Längsachse des Mastes verhindernden Führung wird die Schwerpunktslage des Antennenmastes od. dgl. und damit dessen Eigenfrequenz verändert. Wird der Mast durch die abgelösten Wirbel zu vergleichsweise hohen Schwingungszahlen angeregt, so kann die Eigenfrequenz des Mastes durch das Verstellen der Dämpfungsmasse in die Nähe der Mastspitze vergleichsweise niedrig gehalten werden, so dass gefährliche Resonanzerscheingungen mit Sicherheit vermieden werden.
Wird der Mast zu Schwingungen mit vergleichsweise niedriger Frequenz angeregt, so kann durch das Verstellen der Dämpfungsmasse in den Bereich des Mastfusses die Eigenfrequenz des Mastes entsprechend erhöht werden, was wieder zu einer von der durch das Ablösen der Luftwirbel bedingten Anregefrequenz sehr unterschiedlichen Eigenfrequenz des Mastes führt.
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind für die Dämpfungsmasse zwei abwechselnd einnehmbare Ruhelagen am oberen und unteren Führungsende vorgesehen, wobei der Antrieb mittels eines bei einer bestimmten Mindestamplitude der Mastschwingungen ansprechenden Schalters einschaltbar und über einen von der Dämpfungsmasse beim Erreichen der jeweils andern Ruhelage betätigbaren Endschalter ausschaltbar ist. Da es genügt, die Eigenfrequenz des Mastes mit möglichst grosser Differenz zur Anregefrequenz der Mastschwingungen einzustellen, sind für die Dämpfungsmasse nur zwei Ruhelagen am oberen und unteren Ende der sich über einen Grossteil der Masthöhe erstreckenden Führung notwendig.
Tritt, während sich die Dämpfungsmasse in einer diesen beiden Ruhelagen befindet, eine bestimmte Mindestamplitude der Mastschwingungen auf, so wird der Antrieb für die Dämpfungsmasse eingeschaltet, die beim Erreichen der andern Ruhelage den Antrieb wieder ausschaltet. Durch das Verstellen der Dämpfungsmasse von einer Ruhelage in die. andere wird das
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werden, sobald die Dämpfungsmasse in der neuen Ruhelage ist. Der Schalter für den Antrieb kann dabei auf eine gewisse Neigung des Mastes oder auf durch die Schwingungen hervorgerufene Beschleunigungskräfte ansprechen.
Es hat sich gezeigt, dass besonders günstige Verhältnisse erreicht werden, wenn die Dämpfungsmasse wenigstens ein Zehntel der schwingungsfähigen Masse des Mastes od. dgl. beträgt, da in einem solchen Fall die Eigenfrequenz beim Verschieben der Dämpfungsmasse von einer Ruhelage in die andere um mindestens 20% geändert wird.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Sie zeigt einen rohrartigen Antennenmast mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch im Längsschnitt.
Innerhalb eines aus Rohrschüssen zusammengesetzten Antennenmastes --1-- ist eine mit dem Mast über Stützen --2-- fest verbundene Führung --3- vorgesehen, die sich über einen Grossteil der Masthöhe erstreckt. Entlang dieser Führung --3-- ist eine Dämpfungsmasse --4-- verschiebbar gelagert, wobei die
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Führung --3-- lediglich eine Verstellung der Dampfungsmasse-4-m Langsrichtung des Mastes, nicht aber eine Querbewegung erlaubt. über ein Zugseil --5-- od. dgl. und einen Motor --6-- kann die
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gezeichnete oder die obere nicht dargestellte Ruhelage erreicht hat, da im Bereich dieser beiden Ruhelagen entsprechende Endschalter vorgesehen sind.
Erreichen die Mastschwingungen in der gezeichneten Lage der Dampfungsmasse--4-ein bestimmtes Ausmass, so spricht der Schalter für den Antrieb an und die Dämpfungsmasse --4-- wird mittels des Zugseiles --5-- und des Motors-6-in die andere Ruhelage am oberen Führungsende gebracht.
Beim Verschieben der Dämpfungsmasse entlang der Führung --3-- hat sich der Schwerpunkt der schwingungsfähigen Massen und damit das Eigenfrequenzverhalten des Mastes verändert, so dass beim Erreichen der oberen Ruhelage der Abstand zwischen der Eigenfrequenz des Mastes und der Anregefrequenz der von der Mastoberfläche abgelösten Luftwirbel so gross ist, dass keine gefährlichen Resonanzerscheingungen auftreten können. Ändert sich mit der Windgeschwindigkeit die Anregefrequenz in einem solchen Masse, dass wieder der Schalter für den Antrieb anspricht, so wird die Dämpfungsmasse --4-- in die untere Ruhelage zurückgestellt, die Eigenfrequenz des Mastes steigt sprunghaft an und ein gefährliches Aufschaukeln der Mastschwingungen auf Grund von Resonanzerscheinungen wird verhindert.
PATENTANSPRÜCHE :
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