DE1280161B - Vorrichtung zum Vermeiden von oszillierenden Schwingungen an punktweise aufgelagerten Baukoerpern - Google Patents
Vorrichtung zum Vermeiden von oszillierenden Schwingungen an punktweise aufgelagerten BaukoerpernInfo
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/44—Foundations for machines, engines or ordnance
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Description
- Vorrichtung zum Vermeiden von oszillierenden Schwingungen an punktweise aufgelagerten Baukörpern In der Praxis besteht oft die Notwendigkeit, Schwingungen an Maschinenfundamenten oder Stützkonstruktionen von Bauwerken und Betriebseinrichtungen zu verhindern. Wegen der sehr komplizierten Zusammenhänge der Schwingungsprobleme ist es je- doch nicht immer möglich, die Stützkonstruktion gleich von Anfang an schwingungsfrei zu bauen. Auch ergeben sich an bereits vorhandenen Bauwerken durch Erregung infolge später eingebauter oder in der Nähe aufgestellter Maschinen Schwingungen, die unzuträglich oder schädlich sind und die es zu verhindern gilt.
- Eine Vorrichtung zum Vermeiden von Schwingungen muß so beschaffen sein, daß durch sie nicht sehr große Stütz- und Fundamentkonstruktionen benötigt werden. Sie soll auch nachträglich und nach Möglichkeit während des Betriebes eingebaut werden können, ohne daß die bestehende statisch wirksame Stätzkonstruktion umgebaut oder geändert werden muß, gleichgültig, ob diese statisch bestimmt oder unbestimmt ist.
- Von besonderer Bedeutung ist hierbei, daß die Vorrichtung zum Vermeiden von Schwingungen durch ihren nachträglichen Einbau ganz anderen Verhältnissen auf dem Baugrund unterworfen ist als die bereits vorhandenen Bauteile, die z. B. auf dem Baugrund bereits durch ihre Belastung Setzungen erzeugt haben, während die neue Vorrichtung erst unter diesen Einfluß kommt.
- Die Vorrichtung zum Vermeiden von Schwingungen muß also auch gegenüber Bewegungen des Baugrundes oder der Verformung der Unterkonstruktion und der Fundamente neutral sein. Diese Forderung macht sie jedoch zugleich besonders geeignet für Fundamente und Stützkonstruktionen auf setzungsempfindlichern Baugrund sowie im Einflußgebiet untertägigen Bergbaues (Bergschadengebiet).
- Bei diesen beiden Gebieten ist der Konstrukteur gezwungen, Stützkonstruktionen und Fundamente zu bauen, die bei richtiger Konstruktion alle Setzungs-und Baugrundverformungen ohne Schaden mitmachen können.
- Diese Stützkonstruktionen können jedoch nicht verhindern, daß oft äußerst schädliche Schwingungen auftreten, sei es durch die auf der Stätzkonstruktion stehende Maschine oder von außen durch Fremderregung.
- Nur eine Vorrichtung, welche die vorhandenen oder gewünschten statisch wirksamen Stützbedingungen erhält, jedoch zusätzliche, ausschließlich auf dynamische Schwingungen ansprechende dynamische Stützlager schafft, ermöglicht es, das Schwingungssystem der Stützkonstruktion oder der Fundamente so zu verändern, daß Schwingungen an diesen vermieden werden.
- Die bisherige Technik züm Vermeiden von Schwingungen besteht darin, die Abmessungen und die Steifigkeiten der Stätzkonstruktionen und Fundamente so auszulegen oder zu verändern, daß die Eigenschwingung der Rahmen, Stützen oder Fundamentplatten außerhalb der Grund- bzw. Oberschwingungen liegen.
- Da sich bei komplizierten statisch unbestimmten Rahmenkonstruktionen, z. B. bei Turbinentischen, das genaue Schwingungsverhalten der Stätzkonstruktion nicht immer errechnen läßt, werden heute Vorrichtungen angeordnet, um später das Schwingungsverhalten zu verändern (nachträgliches Verstimmen). Dies geschieht durch Verstärkung der Stützen, durch Einkerbung der Tischplatten und somit Veränderung der Stabsteifigkeit sowie durch Abstützungen der Baukonstruktion auf Federn.
- All diese Stützkonstruktionen haben jedoch als KonstruktionspÜnzip gemeinsam, daß die lastabtragende statische Stützkonstruktion zugleich auch die dynamisch wirkende Konstruktion darstellt.
- Dies gilt auch für alle Konstruktionen, die Bewegungen aufnehmen und ausgleichen sollen, sei es solche von Bergbauverformungen oder von Erdbeben.
- Es wurden auch hydraulische Puffer in Form von Zylindertöpfen entwickelt, welche dieAufgabe haben, z. B. an Blindstäben von Fachwerken Schläge und Knicke in Biegelinien bei einseitigen Verkehrslasten zu vermeiden. Ebenso wurden hydraulische Puffer entwickelt, die als statisch wirksame Lager bereits
entstandene Schwingunkenabfedem und die Schwin- gungsenergie vernichten sollen. Grundsätzlich kann eine Änderung des dynami- schen Stätzsystems auch dadurch erreicht werden, daß man an den sch güngsgefährdeteii ä&r zur Vera g maßgebenden Punkten starre Bauteile unterstellt. Nun ist bekannt, daß- eine Siahlbetorlläii#ti-uktion unter Kriecheir;eug-'steh't-; d- h.'- sie verformt'keh. auch nachträglich, da ihr Baustoffverhalten nicht rein elastisch ist. Diese starren Bauteile bekommen also im Laufe der Zeit auch statisch wirksame Lasten, das -können-sowohl Verkehrslasten- als -auch Eigen- gewichtslasten sein. Damit ergeben sich unkontrol- lierbare Lastumlagerungen, die ihrerseits wieder zu eineni--veränderten Schwingungsverhalten und7 zu Schäden an der Maschine oder an der Stützkonstruk- tion führeii ko'#nne-'n-. Auch m'fisseh" di ese starren Stüt- zen wesentlich stärker ausgeführt *erden, da sie auch statisch wirksame Lasten aufnehmen. Im verstärkten Maße wirken sich Baugrundsetzun- gen und Bodenveri#rin-ungen durch den untertägigen Abbau auf starre Baukonstruktionen aus.- In diesem Falle können über die starren Lager Reaktionen vom Boden aus in die Stützkoii#fiÜk96ii eingeleitet -wer- den, welche die' statis#W-Wiiksamen Stfiizleöii-struk- tionen -teilweise oder--völlig. unwirksam- machen und somit Schaden durch Lastunlagerung am statisch wirksamen System als auch#'a--n' deii starren dynami- sehen Hilfsstatie'n"syste-m'dfi be . wi rken. duh-öft scYä#dlich#wirkenden Ein- bau dieser starren Bauteile sollen durch die Erfm- dung die dynamische Stütikonstruktion und Lager so beschaften ##eiit,1.daßgie! gegen-über-den-e.orgenannten EigtDüved,5rmungefl---des Stiit#s#st#ms,(Knechen -des Betons) und den Bodenversetzungen, Bergbauverför- niüflge#d -u-. ä.: v.blhg-ne'üttal; siüd. -Die#der-Ei-findiing .zu . gru näe #'-iiegencle-ViorhEhtuit darf-also keine-Last- ühilager-niiü-#"de'r Tuh-cad#ii Lasten -be,#xirkleh und ver- äffderi sdinitl#Wuch-nicht die Lustabtraguni#-der-,sta# tigch: w'irk#äffieW--Lagteii.-'Sie--veräiidert somit auch nic4T1d16---Schnittkräfte-'imeihalli ddr K-diisti#aktion. Für oszillierende Schwingungen ist die,-Vorrich- tulig.- jddöüh# starr, deß - durch -sie einb -vbll wi&- sümle,#dyüaÜ#lgcfie Lagerung vorli6gfi welche geglen-' übei#dtm*fafisch wirks;#men:Stützgysteih-lein--anders geärieto-s--geöm&rigches Systeiwerhält, das-die#Viei- stimnigfigilnd damit'das Entstehen von Resonanz- schwingungen -verhindert-.-- Da die d#hamischen'Stützkonstruktionen, keine sta- fikh wirksämen L aften aufn#hiÜeü,- köhnen sie -selft klein- >gehalteii werd6h. Sie benötigen teilweise -keine besonderen Fundamente.-- -An 'einem ausgeführten vällg&si#h8rten Mäschinenftrndament"von 30'000 Mp (lesäiütgäwis-'#ht g#nügten-#wei-dynamischeHiffslagei, die nurifü# 9,0 Mp dynamische Kraft-beniessen-war- den, das siff(1-- iho üov der, statigchen Lasten, um Re- sonanzschwiiigunge,ü zu-vermeiddh. .. Eine Vbffiühtiihg# - mit den vorgenannten - Eigen- schbIten,wird zweckmäßig dadurch erreicht (Ab b. 1), daß in einem geschlossenen Zylinder 1, der mit einer Flüssigkeit öddi# Stütze 2 ,-.f gefüllt -gr-- diä ist, `dynamische -ein Kolben Stützkonstrukhori 3 als - Autläger hient, Der' lölbeii3 kann:sich in -seiiiet5Höhenläge bei langsamen Lagerbew egungen b« der Beweguingen der Stützkohstruktion verändern,-da die Flüssigkeit äus- dem oberen Zylinderraum 4, über eine Leitung 5 und eine Drossel 6 in den unteren Zyliiiderraum. fließen kann und umgekehrt.-.Die Flüssigkeit ist so- mit nur um einen ganz geringen Betrag unter Span- nung, der notwendig ist, um den Leitungswiderstand una'#len #Widlei79tääd-*in der'Drö§sel 6 `zu übelthriden. Bei -,aiiftrtienddn Sdhwinjungen7 wird auf &n. `KM- ben 3 eine schnelle Wechselbeanspruchung ausgeübt. Schnelle Kölbenhewegungen müssen jedoch die Flüs- sigkeit 2 beschleunigen. Durch entsprechende Länge oder Wahl des Querschnitts des Leitungsweges oder durch die Einstellung der Drossel 6 wird erreicht, daß die Sog- und Druckimpulse für die einzustellende Frequenz in der Leitung oder der Drossel 6 vernich- tet werden und somit das System für Schwingungen (Wechselbeanspruchungen) starr ist. Diese Vorrich- tung kann man auch mit zwei oder mehr Zylindern, die- miteinandär gekoppelt sind-, -ausführen -- (A b-b. 3 und 4)'. In--gewissen Fälleif -können die--Leitung5 und die-Dressel 6 in den Kolben eingebaut -werden. - - Im-- - Bergbaugbbiet werden vielfach - dreipunkt- gelagerte Maschiqen- oder- Betriebsfundämente- -an- gestrebt, die - äußerlich statisch -bestimmt gelageft sind. Solche#Tundamente ermöglichen jedoch, z.- B. bei Türbinentischen, sehr - komplizierte Torsiong- schwingungen# die- - wie- A b, b. 2- zeigt =#, - M, s die gezeichneten--dynamischen'Hilfslager nicht angeord- net werden, besbridee deshalb --unangenehm sind, -da sie immer Wellenverbiegungen bewirken,-also wesent- lich-ungünstiger #ihd-alä-ein-vertikales,bdef horizon- tales SdhWingen,der gesamten Maschine, -die in sich starr bleibt#-Diese-T-orsionsschwingungeri können bei einer 'Dreip.unktlagerung- z.- U. -dadurch##vermieden werden, daß- # wie A- hb. -2 3 und- -4- zeikeh' am stafisch- -wirksamen - Einzell4g"er A --zwei dynamische HilislagerB,-angesetzt- werderr,-!.die-statisäh--,uiiwirk- sanr-sind, da: sich z. D. bei, Berggchäden- däs LagefL fundament schräg stellen kann, ohne- da&- damit die äüßerlibh stätisch bestimmt6-K-onstruktion:-#eändert wird- und--Ion den- Hilfslagem -statische--Lasten,bbi Bergschadenverformüngen auf das Fundament und die Maschine einwitken. #m-- --; -`, ! , - - ' -, - - .. --Die - beiden mit -Flüssigkeit : gefüllten - Zylindir- 10 sind,so-gekoppelt däß-»bei-la-ngsainer Schräglage#de# Fundamedtes, di6se- Flüssigkeit- ÜBeie -die Leitung 1,1 von einem Zylinder zum anderen-fließer-kähn,-bei Wechselbeänspruchungen,Jedoch die,-Zilind#r -starr sind;'dddicDrossel-12 in der-Rohrleitung einerFlüs- siäkeitsaustausch für. Schwingungsbeanspruchungen verhinderf . .... * - Sind-die beiderrZylinder vom- stätischen Lager mit verschiedenen Hebelarräch - angeordnet, - so muß die Zylinderfläche-umgekehrt proportionatdein Abstand xioiä»-stat#ischen#--Läger- ausgeführt- werden.-, Die§es Systdm -kann -auf mehrere Zylinder sinngemäß er- weitert werderi . -Die Anwendung-eines dyna#iüscheii Stützsystems beschränkt- sich -nicht nur auf Maschinenlager oder auf das Bergschadengebiet, sondern kami auf -alle Bauwerke #,aiigewandt werden, -die durch Fremd- erregung-vddM-aschintnoderz.-:B.dech-V % db -öen iw Schwingungm versetzt werden. So -kann -z. B. bei Rohrleitungen die- Stützweite-- erheblich- vergrößert werden, trotz der normalerweise dadurch auftreten- den7 Anfälligkeit gegen Schwing'tingserregung dütch Windböen, -- ujid somit werden - die Kosten für Tief- gründunge n- * herabgesetzt, wenn -, wie A b b. 5 zeigt - zwischen- derr statisch wirksamen StÜtz- lagern A dynamische StüWager B angeordnet wet-# den, die nur sehr leicht ausgeführt zu werden brau- - Die Vorrichtung ermöglicht es somit, bei allen Stützkonstruktionen durch das Anbringen dynamischer Stützlager das vorhandene Schwingungssystem zu unterteilen und zusätzliche Schwingungsknoten zu erhalten, welche die Grund- und Oberschwingungen des statischen Systems so völlig verändern, daß keine Resonanzerscheinungen mehr auftreten.
Claims (4)
- Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Vermeiden von oszillierenden Schwingungen an punktweise aufgelagerten Baukörpem, z. B. Grundplatten von Maschinen oder Bauwerken, dadurch gekennzeich -net, daß zusätzlich zu den statisch wirksamen Lagern an schwingungsgefährdetenStellenweitere Lager angeordnet sind, die aus je einem Kolben (3) bestehen, der in einem mit Druckflüssigkeit gefüllten Zylinder (1) geführt ist, und bei denen die beiden nach außen abgeschlossenen Druckmittelräume (2) des Zylinders (1) untereinander durch eine Leitung (5) mit einem solchen Strömungswiderstand verbunden sind, daß das Lager bei statischer Belastung nachgiebig, bei Schwingungsbeanspruchung jedoch starr ist.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (5) zur Verbindung der Druckmittelräume (2) außerhalb des Zylinders (1) verläuft. 3. Vorrichtung zurn Vermeiden von oszillierenden Schwingungen an auf drei Punkten aufgelagerten Baukörpern, z. B.
- Grundplatten von Maschinen oder Baukörpern, wobei mindestens das eine Lager für sich gegründet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den statisch wirksamen Lagern beiderseits des für sich gegründeten Einzellagers auf dessen gemeinsamem Fundament je ein weitefes Lager angeordnet ist, das aus einem Kolben (3) besteht, der von einer Druckflüssigkeit in einem Zylinder (10) getragen wird, und daß die Druckmittelräume (2) der Zylinder miteinander durch eine Leitung (11) mit einem solchen Strömungswiderstand verbunden sind, daß die Lager bei statischer Belastung nachgiebig, bei Schwingungsbeanspruchung jedoch starr wirksam sind.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet, durch eine Drossel (6, 12) zur Veränderung des Strömungswiderstandes. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 222 646, 335 259, 395 082, 444 216; französische Patentschrift Nr. 1172 996.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEH38061A DE1280161B (de) | 1959-12-14 | 1959-12-14 | Vorrichtung zum Vermeiden von oszillierenden Schwingungen an punktweise aufgelagerten Baukoerpern |
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DEH38061A DE1280161B (de) | 1959-12-14 | 1959-12-14 | Vorrichtung zum Vermeiden von oszillierenden Schwingungen an punktweise aufgelagerten Baukoerpern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1280161B true DE1280161B (de) | 1968-10-10 |
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ID=7153521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEH38061A Pending DE1280161B (de) | 1959-12-14 | 1959-12-14 | Vorrichtung zum Vermeiden von oszillierenden Schwingungen an punktweise aufgelagerten Baukoerpern |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE1280161B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014009381A1 (de) | 2014-06-24 | 2015-12-24 | Günther W. Asseln | Gegen Schwingungen gesicherter Baukörper |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE222646C (de) * | ||||
DE335259C (de) * | 1920-04-21 | 1921-03-29 | August Wolfsholz | Fundament fuer Grosskraftmaschinen |
DE395082C (de) * | 1922-06-22 | 1924-05-09 | Georg Mueller Dr Ing | Hydraulischer Puffer an Blindstaeben von Bruecken und aehnlichen Bauwerken |
DE444216C (de) * | 1924-07-18 | 1927-05-17 | Gerhard Schmuecking | Verfahren zum selbsttaetigen Sichern von Bauwerken gegen Bodensenkungen |
FR1172996A (fr) * | 1956-03-16 | 1959-02-18 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Fondations pour machines et bâtiments |
-
1959
- 1959-12-14 DE DEH38061A patent/DE1280161B/de active Pending
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