DE1963959C3 - Schwingungsdämpfer, insbesondere für elektrische Freileitungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Der Schwingungsdämpfer nach dem Hauptpatent, der es ermöglicht, bei gleichem konstruktivem Aufwand wie bei den bis dahin bekannten Schwingungsdämpfern, wie sie beispielsweise in der US-PS 19 92 538 beschrieben sind, eine stark verbesserte, eine größere Anzahl von Frequenzen erfassende Schwingungsdämpfung zu erzielen, hat sich in der Praxis durchaus bewährt, jedoch entstehen infolge der komplizierten Ansprechcharakteristik des Schwingungsdämpfers nach dem Hauptpatent bei der Massenherstellung infolge der unvermeidlichen Fertigungstoleranzen insofern gewisse Schwierigkeiten, als nicht in allen Fällen sichergestellt ist, daß der gesamte Frequenzbereicn gleichmäßig und zuverlässig erfaßt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Schwingungsdämpfer nach dem Hauptpatent dahingehend weiterzubilden, daß bei Massenherstellung des Schwingungsdämpfers ein besseres Erfassen der auch mit dem Schwingungsdämpfer nach dem Hauptpatenl bereits erfaßbaren Frequenzen gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruches.

Wie im Haüptpalent beschrieben ist, hängt die Wirkung eines Schwingungsdämpfers vor allem von der Masse, vom Trägheitsmoment und von der Anlenkstelle der Gewichte, darüber hinaus aber auch von den Dümpfungseigenschaften des federnden Teiles ab. Die Ausbildung des federnden Teiles als Metall-Spiralseil gibt dem Schwingungsdämpfer nach der Erfindung im Verhältnis zum Hauptpatent nun verbesserte Dämpfungseigenschaften und darüber hinaus in vielfältiger Hinsicht ein gleichmäßigeres Verhalten, wie es für die Großserienfertigung von grundsätzlicher Bedeutung ist. Spiralseile diejer Art sind an sich natürlich bereits bekannt (DIN-BIatt 655, Seite 1; DIN-BIatt 68dl), jedoch nicht in Verbindung mit Schwingungsdämpfern der erfindungsgemäßen ArL Verhältnismäßig komplizierte Schwingungsdämpfer, bei denen ein flexibles Seil Verwendung findet, sind in den US-Patentschriften 16 75 391 und — in weiterer Ausgestaltung — 19 92 538 beschrieben, jedoch zeigen diese bekannten Schwingungsdämpfer bereits nicht die Vorteile des Schwingungsdämpfers nach dem Hauptpatent, geschweige denn die Merkmale des den Gegenstand der Erfindung bildenden weiterentwickelten Schwingungsdämpfers mit dem angestrebten und erzielten verbesserten Erfassen der zu dämpfenden Frequenzen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Dabei zeigt bzw. zeigen

F i g. 1 ein Teilstück eines bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers verwendeten Metall-Spir tlseiis,

Fig.2 eine Seitenansicht eines Schwingungsdämpfers nach der Erfindung, teilweise geschnitten; und

F i g. 3, 4 und 5 graphische Darstellungen, welche das Verhalten einer bekannten einlagigen Rundlitze und von zwei Ausführungsbeispielen eines beim erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer verwendeten Metall-Spiralseiles wiedergegeben.

Wie F i g. 1 zeigt, besteht das bei der Erfindung verwendete zweilagige Metall-Spiralseil (nach DIN 6891) aus insgesamt 19 Stahldrähten, von denen ein erster Stahldraht den Kern des Spiralseiles, sechs weitere Seildrähte die beispielsweise linksgängig geschlagene Innenlage und schließlich die übrigen zwölf Seildrähte die in diesem Fall rechtsgängig geschlagene Außenlage des Spiralseiles bilden, mit anderen Worten also, die Schlagrichtung der äußeren, die zwölf Seildrähte aufweisenden Lage ist der Schlagrichtung der die sechs Seildrähte aufweisenden, direkt am Kern anliegenden Innenlage entgegengesetzt, wobei die Schlaglänge mit »P'<< bezeichnet ist. Jeder der zwölf Drähte der Außenlage liegt längs einer von der Schlaglänge P' und dem Durchmesser D' abhängigen Schraubenlinie auf den sechs Drähten der Innenlage auf, und zwar nicht kontinuierlich, sondern lediglich an den Punkten, an denen die Drähte der Innenlage gekreuzt werden.

Bei der Herstellung werden die achtzehn Seildrähte der beiden Lagen des insgesamt neunzehn Stahldrähte, nämlich neben den Seildrähten einen Stahldraht als Kern, aufweisenden Spiralseiles einer bleibenden Verformung unterworfen. Diese Vorverforrnung bewirkt, daß die einzelnen Drähte das Bestreben haben, sich fest zusammenzuschließen, so daß die sechs Seildrähte der Innenlage einen Druck auf den geraden Kern und die zwölf Seildrähte der Außenlage einen Druck auf die sechs Drähte der Innenlagc ausüben. Wenn das Spiralseil eines Schwingungsdämpfers nach der Erfindung alternierenden, von den Schwingungen der an seinen Enden befestigten trägern Körpern abhängigen Verformungen in einer Ebene ausgesetzt Wird, entstehen in den Drähten alternierend Zug- und

Druckspannungen. In allen Schnitten des Spiralseiles hängen diese Spannungen von der Art und der Groß'' der Seilverformung, von dem Abstand des jeweils betrachteten Schnitts, von dem Anlenkpunkt der trägen Körper und ferner von dem Abstand ab, den der einzelne Draht des betrachteten Schnittes von der normal zur Deformationsebene verlaufenden neutralen Ebene hat

Unter Berücksichtigung des nicht-homogenen Aufbaus des Spiralseiles entstehen an den Kontaktstellen zwischen den Drähten und insbesondere zwischen den Drähten einer Außenlage und den Drähten eintr Innenlage oder dem Kern während der Schwingung Kräfte, welche die Drähte gegeneinander zu verschieben suchen. Hieraus wiederum ergeben sich Reibungskräfte, die von dem zwischen den Drähten herrschenden Druck abhängig sind. Durch diese Verschiebung zwischen den Drähten wird Energie dissipiert, worauf die Dämpfungseigenschaften des Spiralseiles beruhen.

Hieraus folgt offensichtlich, daß die Energiedissipation und damit die wesentlichen Dämpfungseigenschaften des Seiles bei gleichen Verformungen vor: der Größe der sich berührenden Drahtoberflächen, von dem Wert des Reibungskoeffizienten und von dem zwischen den Drähten auftretenden Druck abhängt. Alle diese Einflußgrößen, deren Wirkung nicht notwendigerweise linear sein muß, sind bei der Herstellung von als federnde Teile für Schwingungsdämpfer geeigneten Spiralseilen nicht leicht zu beherrschen. Bei dem erfindungsgemäBen Spiralseil hat man überraschenderweise gefunden, wie sich aus Versuchen ergab, daß zweilagige Spiralseile mit insgesamt neunzehn Drähten genauere und gleichmäßigere Dämpfungseigenschaften haben. Dies kann wenigstens teilweise der Tatsache zugeschrieben werden, daß bei einer Rundlitze mit nur insgesamt sieben Drähten (Kern und sechs Seildrähte) die Veränderung des Reibungskoeffizienten oder des Druckes von einem oder von zwei Drähten einen wesentlich größeren Einfluß auf die Dämpfungseigenschaften hat als bei einem Metall-Spirahei! der erfindungsgemäß verwendeten Art mit neunzehn Einzeldrähten.

Die Ergebnisse von Versuchen, welche mit fünfzig Schwingungsdämpfern mit Rundlitzen von sieben Drähten und mit fünfzig Schwingungsdämpfern mit Spiralseilen der erfindungsgemäß verwendeten Art von neunzehn Drähten durchgeführt wurden, können anhand der F i g. 3 und 4 nachgewiesen werden. Jede mit einem »x« bezeichnete Stelle gibt einen bei den vier Resonanzfrequenzen des Dämpfers gemessenen Wert an. Jede mit einem Punkt bezeichnete Stelle kennzeichnet den kleinsten Wert, der in dem Intervall zwischen diesen Resonanzfrequenzen gemessen wurde. Die gezogene Kurve stellt einen Mittelwert dar. Hieraus folgt offensichtlich, daß bei Verwendung einer Rundlitze mit sieben Drähten (F i g. 3) die Streuung der erhaltenen Werte größer ist als bei Verwendung eines Spiralseiles mit neunzehn Drähten (F i g. 5).

Die Gleichmäßigkeit der Wirkung d<"-· Spiralseiles wird bei dem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer noch dadurch verbessert, daß das Seil mit einer oder mehreren Preßhülsen versehen ist, weiche die Drähte des Seiles an bestimmten Stellen umgreifen. F i g. 2 zeigt einen Dämpfer nach dem Hauptpatent, bei dessen federndem Ί eil in der Mitte des Seiles eine Preßhülse A und an den Enden zwei Preßhülsen B vorgesehen sind. Die Preßhülsen A und B bestehen aus Metall und v/erden in einfacher Weise durch Zusammendrücken und Verformen nach bekannten Verfahren auf dem Seil angeordnet. Fig.5 zeigt in einer den Fig.3 und 4 vergleichbaren Weise eine Kurve für eine Gruppe von fünfzig Schwingungsdämpfern, die Spiralseile mit jeweils neunzehn Drähten aufweisen und erfindungsgemaß durch Preßhülsen zusammengehalten werden. Bei einem Vergleich mit den graphischen Darstellungen der F i g. 3 und 4 erkennt man sehr leicht, daß die Preßhülsen auf die Verringerung des Streubereichs der Versuchswerte einen positiven Einfluß haben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schwingungsdämpfer mit zwei an einander gegenüberliegenden Enden eines federnden Teils befestigten trägen Körpern und einem den Schwin· gungsdämpfer an einem länglichen, Windschwingungen ausgesetzten Teil festklemmenden Klemmstück, wobei die beiden tragen Körper in Bezug auf ihre Masse unterschiedlich sind und so auf dem federnden Teil angeordnet sind, daß die von der Klemmstelle bis zum Befestigungspunkt des einen tragen Körpers gemessene Länge des federnden Teils von der zwischen der Klemmstelle und dem Befestigungspunkt des anderen tragen Körpers gemessenen Länge abweicht, und wobei jeder der in an sich bekannter Weise rohr- oder glockenförmig ausgebildeten tragen Körper mit einem für das Anpassen an die gewünschte Frequenzeinstellung erforderlichen Abstand zwischen seiner Einspannstelle und seinen Schwerpunkt auf dem federnden Teil befestigt ist und dieser Abstand des einen trägen Körpers von dem des anderen tragen Körpers verschieden ist, nach Patent 13 03 538, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Teil aus einem zweilagigen Metall-Spiralseil (nach DIN 6891) besteht, bei dem die am Kern anliegende Innenlage 6 und die Außenlage 12 der wenigstens 18 Seildrähte enthält und auf dem mindestens eine Preßhülse (A, B) angeordnet isL

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Seil in der Mitte und nahe den Anlenkpunkten der Gewichte insgesamt drei Preßhülsen (A, Zy befestigt sin^.