DE19955553A1 - Dämpgungsanordnung und Schwingungsdämpfer - Google Patents
Dämpgungsanordnung und SchwingungsdämpferInfo
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Abstract
Es wird eine Anordnung zur Dämpfung von Bewegungen zweier relativ zueinander bewegbarer Komponenten 3b, 5b bzw. ein Schwingungsdämpfer mit einer derartigen Dämpfungsanordnung vorgeschlagen, welche insbesondere zur Dämpfung von Schwingungen an Bauwerken vorgesehen ist. Die Anordnung umfaßt ein Fluidbad 13, in welchem wenigstens ein Paar Platten 17b, 19b angeordnet ist, deren Oberflächen aufeinander zuweisen und welche relativ zueinander in ihrer Erstreckungsrichtung 7b verschiebbar sind, wobei das Paar Platten 17b, 19b an die beiden Komponenten 3b, 5b koppelnde Koppelanordnung 21b vorgesehen ist, die eine Bewegung der Komponenten 3b, 5b relativ zueinander in eine Relativbewegung der Platten 17b, 19b überträgt, wobei Viskosereibung zwischen den Platten 17b, 19b eine der Bewegung entgegenwirkende Dämpfungskraft bereitstellt. Die Anordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Koppelanordnung 21b einen Getriebemechanismus 23 mit vier miteinander getriebeverbundenen Getriebeelementen umfaßt, welche durch die beiden Komponenten 3b, 5b und das Paar Platten 17b, 19b gebildet sind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dämpfung von Bewegun
gen zweier relativ zueinander bewegbarer Komponenten bzw. einen Schwin
gungsdämpfer zur Dämpfung eines Tragwerks, der eine derartige Anordnung
verwendet, insbesondere zur Dämpfung von Schwingungen an Bauwerken, wie
etwa Brückenkonstruktionen.
Derartige Brückenkonstruktionen umfassen sogenannte Viskosedämpfer, in wel
chen Schwingungsenergie über Viskosereibung dissipiert wird.
Aus DE 40 93 930 A1 ist eine Anordnung zur Dämpfung von Bewegungen be
kannt, welche in Fig. 7 schematisch im Schnitt erläutert ist. Die Anordnung
dient zum Dämpfen von Schwingungsbewegungen zwischen zwei Komponenten
101 und 103, wobei die Richtung der Schwingungsbewegung durch einen Pfeil
105 angegeben ist. Hierbei ist mit der ersten, 101, der beiden Komponenten ein
Stapel aus Einzelplatten 107 festgekoppelt, und mit der zweiten, 103, der beiden
Komponenten ist ein weiterer Stapel aus Einzelplatten 109 fest gekoppelt, wobei
die Einzelplatten 107, 109 der beiden Stapel abwechselnd ineinander greifen und
sich mit ihren Oberflächen paarweise gegenüberliegen. Die Einzelplatten 107,
109 tauchen in ein Fluidbad 111 ein, so daß Bewegungen zwischen den beiden
Komponenten 101 und 103 in Bewegungen zwischen den Einzelplatten 107 und
109 übertragen werden, welche wiederum aufgrund der viskosen Reibung zwi
schen den Einzelplatten 107, 109 in dem Fluidbad 111 gedämpft werden.
Die bekannte Dämpfungsanordnung weist Nachteile dahingehend auf, daß zur
Erhöhung der Dämpfungswirkung bei gleicher Abmessung der Anordnung die
Viskosität des Fluids erhöht werden muß und sich dann Probleme mit der Haf
tung des Fluids an den Platten ergeben. Ferner nehmen die Einzelplatten 107 bei
zu schneller Bewegung aus dem Fluidbad heraus an den Platten haftendes Fluid
mit nach oben, so daß im längeren Betrieb Fluid an den Platten nach oben klet
tert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Dämpfung von
Bewegungen zweier relativ zueinander bewegbarer Komponenten vorzuschlagen,
welche verbesserte Dämpfungseigenschaften aufweist. Außerdem ist es Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, einen entsprechend verbesserten Schwingungs
dämpfer vorzusehen.
Die Erfindung geht hierbei aus von einer Anordnung zur Dämpfung von Bewe
gungen zweier relativ zueinander bewegbarer Komponenten, welche ein Fluidbad
umfaßt, in welchem wenigstens ein Paar Platten angeordnet ist, deren Oberflä
chen aufeinander zuweisen und welche relativ zueinander in ihrer Erstreckungs
richtung verschiebbar sind, wobei eine das Paar Platten an die beiden Kompo
nenten koppelnde Koppelanordnung vorgesehen ist, die eine Bewegung der
Komponenten relativ zueinander in eine Relativbewegung der Platten überträgt,
wobei viskose Reibung zwischen den Platten eine der Bewegung entgegenwir
kende Dämpfungskraft bereitstellt.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Koppelanordnung einen Ge
triebemechanismus mit vier miteinander getriebeverbundenen Getriebeelemen
ten umfaßt, welche durch die beiden Komponenten und das Paar Platten gebildet
sind.
Im Unterschied zum Stand der Technik, wo die Platten fest mit den beiden
Komponenten gekoppelt sind, so daß die Relativgeschwindigkeiten zwischen den
Platten immer gleich den Relativgeschwindigkeiten zwischen den beiden Kom
ponenten ist, deren Bewegung zu dämpfen ist, ermöglicht es der Getriebemecha
nismus gemäß der vorliegenden Erfindung, die Relativbewegung sowohl zwi
schen den Platten als auch zwischen Platte und Fluidbad besser an die Anforde
rungen angepaßt zu gestalten, wobei die Anpassung sowohl im Hinblick auf
Richtung als auch Geschwindigkeit der Plattenbewegung erfolgen kann.
Im Unterschied zu dem eingangs beschriebenen Stand der Technik, wo neben
der viskosen Kopplung zwischen den beiden Komponenten keine mechanische
Kopplung zwischen diesen vorgesehen ist, stellt das Getriebe, welches die beiden
Komponenten und die beiden Platten als Getriebeelemente umfaßt, eine mecha
nische Kopplung zwischen den beiden Komponenten bereit, so daß eine mechani
sche Bewegung der beiden Komponenten relativ zueinander in eine mechanische
Bewegung der beiden Platten relativ zueinander umgesetzt wird, wobei sich dann
wenigstens eine der Platten relativ zu beiden Komponenten bewegt.
Da ferner ein Getriebemechanismus wenigstens drei Getriebeelemente umfaßt,
ist es zur Reduzierung des Getriebemechanismus auf drei Getriebeelemente mög
lich, höchstens eine der beiden Platten starr mit einer der beiden Komponenten
zu verbinden. Eine starre Verbindung der beiden Platten miteinander oder der
beiden Komponenten miteinander ist ausgeschlossen, da dann die Funktion als
Bewegungsdämpfer nicht erfüllt sein kann.
Vorzugsweise umfaßt der Getriebemechanismus ein Übersetzungsgetriebe, wel
ches die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Komponenten in eine grö
ßere Relativgeschwindigkeit zwischen den Platten übersetzt. Somit bewegen sich
die Platten schneller als die beiden Komponenten relativ zueinander, so daß bei
gleicher Viskosität des Fluids und gleichem Plattenabstand eine Erhöhung der
Dämpfungskraft bereitgestellt werden kann. Umgekehrt kann bei einer ge
wünschten zu erreichenden Dämpfungskraft ein Fluid mit niedrigerer Viskosität
gewählt werden, welches somit auch bei höheren Bewegungsgeschwindigkeiten
bessere Fluideigenschaften aufweist und es somit nicht zu einem Abreißen der
Platten aus dem Fluidkontakt kommen kann.
Obwohl der Getriebemechanismus alle Arten von Getrieben, wie unter anderem
auch Zugmittelgetriebe, Reibradgetriebe, Zahnradgetriebe usw. umfassen kann,
so ist der Getriebemechanismus vorzugsweise als Gelenkgetriebe ausgebildet,
wobei hier auch Kurvengetriebe und Schubgelenke in Betracht kommen. Vor
zugsweise ist der Getriebemechanismus hierbei jedoch als Drehgelenkgetriebe
ausgebildet, da dies einen einfachen und stabilen Aufbau bei geringem Wartungs
aufwand ermöglicht.
Obwohl im allgemeinen eine jede der beiden Komponenten und eine jede Platte
des Paars ein Getriebeelement bilden können, so daß der Getriebemechanismus
vier Getriebeelemente umfaßt, ist vorzugsweise eine Vereinfachung des Getrie
bemechanismus dadurch gegeben, daß eine Getriebeverbindung zwischen zwei
Getriebeelementen starr ausgeführt ist, was vorzugsweise durch eine starre
Kopplung zwischen einer Platte des Paars Platten und einer der beiden Kompo
nenten erfolgt.
Bevorzugterweise ist der Getriebemechanismus bezüglich des Fluids als ein um
kehrsymmetrisches Getriebe ausgebildet, bei welchem sich die Summe der Bewe
gung der Platten in das Fluidbad hinein und der Bewegungen aus dem Fluidbad
hinaus möglichst aufhebt. Hierdurch wird eine bezüglich dem Fluidbad symme
trische Bewegung der Platten relativ zueinander erzielt, wodurch insbesondere
ein Herausklettern des Fluids entlang einer der Platten vermeidbar ist.
Eine besonders einfache Kopplung der Getriebeelemente miteinander wird vor
zugsweise erreicht durch ein ternäres Glied mit drei Drehgelenken, wobei ein
Drehgelenk zur Kopplung mit einer der beiden Komponenten vorgesehen ist und
wobei jede Platte des Paar von Platten mit einem eigenen Drehgelenk mit dem
ternären Glied verbunden ist. Durch Ausbildung des ternären Glieds beispiels
weise als Hebel wird somit eine einfache Getriebekopplung zwischen dem Paar
Platten und einer der beiden Komponenten erreicht.
Hierbei ist es vorteilhaft, das die eine der beiden Komponenten mit dem ternären
Glied koppelnde Drehgelenke zentral zwischen den beiden anderen Drehge
lenken anzuordnen. Hierdurch wird zum einen eine in Bezug auf die Krafteinlei
tung auf die Platten besonders symmetrische Anordnung bereitgestellt. Zum an
deren ist dann die Bewegungsgeschwindigkeit der einen Platte - gesehen im Be
zugssystem der mit dem ternären Glied verbundenen Komponente - entgegenge
setzt zu der Bewegung der anderen Platte in diesem Bezugssystem. Ist der Behäl
ter für das Fluidbad dann an dieser Komponente festgelegt, so wird die vorange
hend beschriebene vorteilhafte Aufhebung der Bewegungsgeschwindigkeit in das
Fluidbad hinein und aus dem Fluidbad heraus erreicht.
Ein leichtgängiger Lauf des Getriebemechanismus wird hierbei vorzugsweise da
durch erreicht, daß die Krafteinleitung von der anderen Komponente her auf
eine der Platten in eine Richtung ausgerichtet ist, welche im wesentlichen zu
dem ersten Träger hinweist.
Vorzugsweise ist weiter ein das Paar Platten miteinander koppelndes binäres
Glied vorgesehen, welches in Bewegungsrichtung der beiden Platten gesehen zu
dem ternären Glied versetzt umgeordnet ist. Dieses binäre Glied stabilisiert die
Lage der beiden Platten relativ zueinander, so daß der Aufwand für die Lagerung
der Platten relativ zueinander und in Bezug auf die beiden Komponenten verrin
gert ist.
Im Hinblick auf eine günstige Kräfteverteilung ist hierbei der Abstand der bei
den Drehgelenke des binären Glieds gleich dem Abstand zwischen dem zweiten
und dem dritten Drehgelenk des ternären Glieds.
Eine gute Kompensation der Getriebekräfte ist hierbei vorzugsweise dann gege
ben, wenn die Kopplung zwischen dem binären Glied und dem Paar Platten der
art erfolgt, daß sich das binäre Glied - gesehen in Bezug auf das System der mit
dem ternären Gliedgelenk verbundene Komponente - entgegengesetzt zu dem
ternären Glied verdreht.
Vorzugsweise umfaßt jede Platte des Paars Platten jeweils einen Stapel aus einer
Mehrzahl von Einzelplatten, welche mit Abstand voneinander angeordnet sind,
wobei die Einzelplatten der beiden Stapel aufwechselnd zwischeneinander ange
ordnet sind. Hierbei ist bei gegebenem Bauraum bzw. Volumen des Fluidbads
eine wirksame Erhöhung der effektiven Oberfläche der Platten im Fluidbad und
damit eine Erhöhung der Dämpfungskraft möglich.
Eine vorteilhafte Kopplung der Einzelplatten zum Stapel erfolgt durch wenig
stens einen senkrecht zu den Platten sich erstreckenden Bolzen, wobei ein sol
cher Bolzen vorteilhafterweise weiter als Gelenkachse eines der Drehgelenke ein
setzbar ist.
Hierbei sind weiterhin vorteilhafterweise an den Einzelplatten des einen Stapels
Ausnehmungen vorgesehen, in denen sich Bolzen zur Verbindung des anderen
Stapels bei der Bewegung der Platten relativ zueinander bewegen können.
Bei einem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer ist eine der beiden Kom
ponenten der Dämpfungsanordnung zur Kopplung mit einem Gegenstand, des
sen Schwingungen zu dämpfen sind, insbesondere einem Bauwerk, fest verbind
bar, und die Anordnung umfaßt neben der oben beschriebenen Dämpfungsan
ordnung ferner eine mit der anderen Komponente der Dämpfungsainordnung fest
verbundene Trägheitsmasse sowie eine Federanordnung, die die beiden Kompo
nenten elastisch miteinander koppelt. Hierdurch wird Schwingungsenergie von
dem Gegenstand auf die Trägheitsmasse übertragen und in Schwingungen zwi
schen den beiden Komponenten umgewandelt, wobei diese Schwingungen in dem
Fluidbad gedämpft werden, so daß den Schwingungen des Gegenstands Energie
entzogen und in dem Fluidbad dissipiert wird.
Vorzugsweise kann der Schwingungsdämpfer weitere viskose und/oder nicht
viskose Dämpfungselemente umfassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in den Figu
ren erläutert, wobei
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung schematisch erläutert;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung schematisch erläutert;
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung schematisch erläutert;
Fig. 4 zwei gekoppelte Einzelplattenstapel der in Fig. 3 gezeigten Ausfüh
rungsform in einer Ansicht von vorne zeigt;
Fig. 5 den in Fig. 4 dargestellten Plattenstapel in einer Ansicht von der Seite
zeigt;
Fig. 6 eine vierte Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Darstel
lung zeigt und
Fig. 7 eine Dämpfungsanordnung gemäß dem Stand der Technik schematisch
darstellt.
Fig. 1 stellt eine Anordnung 1 zur Dämpfung von Bewegungen schematisch dar.
Hierbei sollen Bewegungen zwischen zwei Komponenten 3 und 5 relativ zuein
ander gedämpft werden, wobei die Bewegungsrichtung der beiden Komponenten
3 und 5 relativ zueinander durch einen Pfeil 7 angegeben ist.
Die Dämpfungsanordnung 1 umfaßt ein Fluidbad 13 mit einer Fluidoberfläche
15, wobei die Bewegungsrichtung 7 im wesentlichen senkrecht zur Fluidoberflä
che ausgerichtet ist. Ferner sind zwei Platten 17 und 19 vorgesehen, welche mit
Abstand voneinander und im wesentlichen parallel zueinander so angeordnet
sind, daß deren Oberflächen aufeinander zuweisen und daß sie teilweise in das
Fluidbad eintauchen. Die beiden Platten 17, 19 sind über eine Koppelanordnung
2 1 mit den beiden Komponenten 3 und 5 derart gekoppelt, daß sich bei Bewe
gung der beiden Komponenten 3 und 5 relativ zueinander auch die beiden Plat
ten 17, 19 relativ zueinander in dem Fluidbad 13 bewegen und diese Bewegung
der Platten 17, 19 durch Fluidreibung gebremst wird, was zu einer Dämpfung
der Bewegung der beiden Komponenten 3, 5 relativ zueinander führt.
Die Koppelanordnung 21 umfaßt einen Getriebemechanismus 23. Dieser Getrie
bemechanismus 23 koppelt die Platte 17 über eine starre Kopplung 25 fest mit
der Komponente 5. Ferner umfaßt der Getriebemechanismus 23 ein ternäres
Glied in Form eines Kippbalkens 27 mit drei Drehgelenken, wobei ein Drehge
lenk 29 im mittleren Bereich des Kippbalkens 27 angeordnet ist und die beiden
anderen Drehgelenke 31 und 33 an den Enden des Kippbalkens 27 angeordnet
sind. Das mittlere Drehgelenk 29 verbindet den Kippbalken 27 mit der Kompo
nente 5, das Drehgelenk 31 verbindet den Kippbalken 27 mit der Platte 19, und
das Drehgelenk 33 verbindet den Kippbalken 27 mit der Komponente 3. Hierbei
ist ein Abstand a zwischen den Drehgelenken 29 und 31 größer als ein Abstand
b zwischen den Drehgelenken 29 und 33. Eine Bewegung dar Komponente 3 rela
tiv zu der Komponente 5 wird über den Getriebemechanismus 23, d. h. hier ins
besondere über den Kippbalken 27 in eine Bewegung der Platte 19 relativ zur
Platte 17 übertragen, wobei aufgrund des Größenverhältnisses zwischen den Ab
ständen a und b die Bewegungsgeschwindigkeit der Platten 17 und 19 relativ zu
einander um einen Faktor a : b größer ist als die Relativgeschwindigkeit zwi
schen den Komponenten 3 und 5.
Diese Übersetzung der Bewegungsgeschwindigkeit nach oben führt zu einer er
höhten viskosen Reibung zwischen den beiden Platten 17 und 19 und damit zu
einer erhöhten Dämpfungskraft der Dämpfungsanordnung 1.
Die Dämpfungskraft kann in ihrer Größe ferner dadurch eingestellt werden, daß
die Menge des Fluids in dem Fluidbad 13 verändert wird, so daß sich ebenfalls
der Fluidspiegel 15 in seiner Höhe ändert und damit auch sich die Größe der Flä
che der Platten 17 und 19 ändert, welche wirksam in das Fluidbad 13 eintaucht
und somit die Größe der viskosen Reibung zwischen den Platten 17, 19 be
stimmt.
Im folgenden werden Varianten der in Fig. 1 gezeigten Dämpfungsanordnung
erläutert. Hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion einander entsprechende
Komponenten sind mit den Bezugszeichen aus der Fig. 1 bezeichnet, jedoch zur
Unterscheidung mit einem Buchstaben versehen. Zur weiteren Erläuterung wird
auf die vorangehende Beschreibung Bezug genommen.
Im Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist bei der in Fig. 2
gezeigten Dämpfungsanordnung 1a eine Platte 17a nicht fest mit einer Kompo
nente 5a verbunden, sondern sie ist über ein Drehgelenk 41 an einen Kippbalken
27a gekoppelt. Das Drehgelenk 41 ist hierbei an dem einen Ende des Kippbalkens
27a vorgesehen, wobei an dem anderen Ende des Kippbalkens 27a ein weiteres
Drehgelenk 43 vorgesehen ist, welches mit einer anderen Platte 19a verbunden
ist. In der Mitte zwischen den beiden Drehgelenken 41 und 43 ist ein
Drehgelenkt 45 vorgesehen, über welches der Kippbalken 27 mit der Kompo
nente 5a verbunden ist. Zwischen den Drehgelenken 43 und 45 ist an dem Kipp
balken 27a ein Drehgelenk 47 vorgesehen, welches mit der Komponente 3a ver
bunden ist.
Da das Drehgelenk 45 in der Mitte des Kippbalkens 27 angeordnet ist, sind so
wohl der Abstand zwischen den Drehgelenken 41 und 45 als auch der Abstand
zwischen den Drehgelenken 45 und 43 gleich a, und der Abstand b zwischen dem
Drehgelenk 45 und dem Drehgelenk 47 ist kleiner als a.
Bei feststehender Komponente 5a führt eine Bewegung der Komponente 3a in
Richtung des Pfeiles 7a nach unten zu einer Bewegung der Platte 17a nach oben,
wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der Platte 17a nach oben um den Faktor a
b größer ist als die Bewegungsgeschwindigkeit der Komponente 3a nach unten.
Ferner bewegt sich die Platte 19a mit einer Geschwindigkeit nach unten, die
ebenfalls um den Faktor a : b größer ist als die Bewegung der Komponente 3a
nach unten. Insgesamt bewegen sich die beiden Platten 17a und 19a dann mit
einer Geschwindigkeit von 2 × a : b relativ zueinander, wodurch eine entspre
chend hohe Dämpfungskraft erzeugbar ist.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Dämpfungsanordnung 1b ähnelt
weitgehend der in Fig. 2 dargestellten Dämpfungsanordnung, wobei im Unter
schied hierzu ein von einer Komponente 3b auf die Dämpfungsanordnung 1b
ausgeübte Kraft nicht über ein Drehgelenk (Position 47 in Fig. 2) auf einen
Kippbalken 27b eingeleitet wird, sondern unmittelbar auf eine Platte 17b, welche
über ein Drehgelenk 41b mit dem Kippbalken 27b verbunden ist. An dem dem
Drehgelenk 41b entgegengesetzten Ende des Kippbalkens 27b ist ein Drehgelenk
43b vorgesehen, mit welchem die andere Platte 19b verbunden ist. Zentral zwi
schen den beiden Drehgelenken 41b und 43b ist der Kippbalken 27b über ein
Drehgelenk 45b mit der Komponente 5b verbunden. Die von der Komponente 3b
auf den Getriebemechanismus 23b ausgeübte Kraft wird über einen Stab 53 auf
die Platte 17b übertragen, wobei der Stab 53 starr mit der Platte 17b verbunden
ist und hierbei derart angeordnet ist, daß die durch einen Pfeil 51 gekennzeich
nete Kraft in Richtung zu dem zentralen Drehgelenk 45b des Kipphebels 27b
ausgerichtet ist. Dies führt zu einer zentralen Einleitung der Kraft 51 auf den
Getriebemechanismus 23b.
Bei feststehender Komponente 5b bewegt sich die Platte 17b mit der gleichen
Geschwindigkeit nach unten, wie sich die Komponente 3b in Richtung zur Kom
ponente 5b bewegt, wobei sich die Platte 19b mit ebenfalls der gleichen Ge
schwindigkeit nach oben bewegt. Insgesamt bewegen sich somit die Platten 17b
und 19b mit einer Geschwindigkeit relativ zueinander, die doppelt so groß ist wie
die Geschwindigkeit, mit der sich die Komponente 3b in Richtung auf die Kom
ponente 5b bewegt.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Platten 17b und 19b sind in den Fig. 4 und
5 im Detail von vorne wie von der Seite dargestellt.
Hieraus ist ersichtlich, daß die Platten 17b und 19b jeweils als Plattenstapel aus
gebildet sind, wobei die Platte 17b einen Stapel aus Einzelplatten 55 aufweist,
und die Platte 19b einen Stapel aus Einzelplatten 57 aufweist.
Die Einzelplatten 57 sind durch senkrecht zu den Einzelplatten 57 sich
erstreckende Bolzen 59 und 61 miteinander verbunden, wobei in der Darstellung
der Fig. 4 der Bolzen 59 links oben an den Einzelplatten 55 angeordnet ist und
der Bolzen 61 rechts unten an den Einzelplatten 55 angeordnet ist. Der Bolzen
61 bildet hierbei gleichzeitig die Drehachse für das Drehgelenk 43b mit dem
Kipphebel 27b, welcher paarweise ausgebildet ist und die beiden Plattenstapel
beidseits umgreift.
Die Einzelplatten 57 der Platte 19b sind mit Bolzen 63 und 65 miteinander zum
Stapel verbunden, wobei in der Darstellung der Fig. 4 der Bolzen 63 rechts oben
und der Bolzen 65 links unten angeordnet sind. Der Bolzen 65 dient weiterhin
als Drehachse für das Drehgelenk 41b mit dem Kippbalken 27b.
Auf den Bolzen 59, 61, 63 und 65 sind ferner Distanzstücke 67 vorgesehen, wel
che die einzelnen Platten auf Abstand voneinander halten.
Die in Fig. 4 oberen Bolzen 59 und 63 dienen, neben der Kopplung der Einzel
platten 55 und 57 jeweils zum Stapeln miteinander, als Drehachsen für Drehge
lenke 69 und 71, welche an den beiden Enden eines ebenfalls als Kipphebel aus
geführten binären Glied 73 vorgesehen sind.
Die beschriebene Kopplung der Plattenstapel aus Einzelplatten 55 und 57 über
die Kipphebel 27b und 73 führt dazu, daß bei einer Bewegung des Stapels mit
den Einzelplatten 55 nach unten und einer entsprechenden Bewegung des Sta
pels mit den Einzelplatten 57 nach oben sich der untere Kipphebel 27b in Rich
tung des Pfeils 75 in Uhrzeigerrichtung dreht und sich der obere Kipphebel 73 in
Richtung eines Pfeils 77 entgegen den Uhrzeigersinn dreht.
Die im wesentlichen rechteckige Gestalt der Einzelplatten 57 und 55 weicht von
der Gestalt des Rechtecks allerdings ab, indem Ausnehmungen vorgesehen sind,
welche Platz für die Bewegung der Bolzen 61, 65, 59, 63 schaffen. Die Ausneh
mungen sind als rechteckige Abschnitte im Umriß der Platten vorgesehen, wobei
ein Ausschnitt 79 Platz schafft für die Bewegung des Bolzens 65, ein Ausschnitt
81 Platz schafft für die Bewegung des Bolzens 61, ein Ausschnitt 83 Platz schafft
für die Bewegung des Bolzens 63 und ein Ausschnitt 85 Platz schafft für die Be
wegung des Bolzens 59. An den unteren Kanten der Einzelplatten 55, 57 sind
ferner Ausschnitte 87 vorgesehen, um eine Kollision der Platten 55 und 57 mit
der durchgehenden Drehachse des Drehgelenks 45b zu vermeiden.
Alternativ zu den vorangehenden Ausführungsformen kann der Getriebemecha
nismus auch andere als Drehgelenke umfassen, nämlich z. B. Kurvengetriebe,
Schubgelenke, Riemen- und Zahnradgetriebe.
Ferner können die Platten von der in den vorangehenden Ausführungsformen
dargestellten ebenen Gestalt abweichen und beliebige gekrümmte Gestalten auf
weisen, wobei insbesondere auch Platten in Form von ineinander gesteckten Zy
lindermänteln denkbar sind.
Der in Fig. 6 dargestellte Schwingungsdämpfer 1c umfaßt zwei als massive Plat
ten ausgeführte Komponenten 3c und 5c, wobei die letztere Komponente 5c zur
festen Verbindung mit einem Bauwerk ausgebildet ist, dessen Schwingungen zu
dämpfen sind. Ferner ist aus Fig. 6 ein Behälter 11c ersichtlich, in welchem die
in der Fig. 6 nicht dargestellten Platten sowie der Getriebemechanismus, also
eine Dämpfungsanordnung der oben beschriebenen Art, angeordnet sind. Die
beiden Platten 3c und 5c sind durch eine vier Federn 91 umfassende Federan
ordnung elastisch miteinander gekoppelt, wobei an der Platte 3c eine Trägheits
masse 93 fest angebracht ist. Bei einem schwingenden Bauwerk schwingt dann
die Platte 5c gemeinsam mit dem Bauwerk, wobei Schwingungen des Bauwerks
durch die Kopplung über die Federn 91 auch zu Schwingungen der Trägheits
masse 93 relativ zu dem Bauwerk führen. Die Schwingungen zwischen der Träg
heitsmasse 93 und dem Bauwerk, d. h. die Schwingungen zwischen den Platten
3c und 5c, werden allerdings in dem in dem Behälter 11c vorgesehenen Fluidbad
gedämpft, so daß der Schwingung des Bauwerks somit Energie entzogen wird
und dessen Schwingungen gedämpft werden.
Claims (17)
1. Anordnung zur Dämpfung von Bewegungen zweier relativ zueinander be
wegbarer Komponenten (3, 5), insbesondere zur Dämpfung von Schwingun
gen an Bauwerken, umfassend:
ein Fluidbad (13), in welchem wenigstens ein Paar Platten (17, 19) ange ordnet ist, deren Oberflächen aufeinander zu weisen und welche relativ zu einander in ihrer Erstreckungsrichtung (7) verschiebbar sind, wobei eine das Paar Platten (17, 19) an die beiden Komponenten (3, 5) koppelnde Kop pelanordnung 21 vorgesehen ist, die eine Bewegung der Komponenten (3, 5) relativ zueinander in eine Relativbewegung der Platten (17, 19) überträgt, wobei viskose Reibung zwischen den Platten (17, 19) eine der Bewegung entgegenwirkende Dämpfungskraft bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelanordnung (21) einen Getrie bemechanismus (23) mit vier miteinander getriebeverbundenen Getriebeele menten umfaßt, welche durch die beiden Komponenten (3, 5) und das Paar Platten (17, 19) gebildet sind.
ein Fluidbad (13), in welchem wenigstens ein Paar Platten (17, 19) ange ordnet ist, deren Oberflächen aufeinander zu weisen und welche relativ zu einander in ihrer Erstreckungsrichtung (7) verschiebbar sind, wobei eine das Paar Platten (17, 19) an die beiden Komponenten (3, 5) koppelnde Kop pelanordnung 21 vorgesehen ist, die eine Bewegung der Komponenten (3, 5) relativ zueinander in eine Relativbewegung der Platten (17, 19) überträgt, wobei viskose Reibung zwischen den Platten (17, 19) eine der Bewegung entgegenwirkende Dämpfungskraft bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelanordnung (21) einen Getrie bemechanismus (23) mit vier miteinander getriebeverbundenen Getriebeele menten umfaßt, welche durch die beiden Komponenten (3, 5) und das Paar Platten (17, 19) gebildet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Getrie
bemechanismus ein Übersetzungsgetriebe (23) umfaßt, welches eine erste
Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Komponenten (3, 5) in eine
zweite Relativgeschwindigkeit zwischen den Platten (17, 19) übersetzt, wo
bei die zweite Relativgeschwindigkeit größer ist als die erste Relativge
schwindigkeit.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Getriebemechanismus (23) ein Gelenkgetriebe und insbesondere ein Dreh
gelenkgetriebe ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß eine der beiden Komponenten (3b) und eine Platte (17b) des Paars
Platten starr miteinander verbunden sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch
einen Behälter (11a; 11b) für das Fluidbad (13a; 13b), wobei der Getriebe
mechanismus (23a, 23b) bezüglich des Behälters (11a; 11b) ein umkehr
symmetrisches Getriebe derart ist, daß die Summe der Bewegungsge
schwindigkeiten der beiden Platten (17a, 19a; 17b, 19b) relativ zu dem Be
hälter (11a; 11b) im wesentlichen Null ergibt.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Getriebemechanismus ein ternäres Glied (27b) umfaßt, welches ein
erstes Drehgelenk (45b), das mit einer (5b) der beiden Komponenten ver
bunden ist, ein zweites Drehgelenk (41b), das mit der einen Platte (17b) des
Paars Platten verbunden ist, und drittes Drehgelenk (43b), das mit der
anderen Platte (19b) des Paars Platten verbunden ist, aufweist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
Drehgelenk (45b) zentral zwischen dem zweiten und dem dritten Drehge
lenk (41b, 43b) angeordnet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der mit
der anderen Komponente (3b) des Paars Komponenten gekoppelten Platte
(17b) die Richtung (51) der Krafteinleitung von der anderen Komponente
(3b) her im wesentlichen auf das erste Drehgelenk (45b) ausgerichtet ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein in Bewegungsrichtung der beiden Platten (17b, 19b) zu dem ternä
ren Glied (27b) versetzt angeordnetes binäres Glied (73) mit zwei Drehge
lenken (69, 71) angeordnet ist, welches das Paar Platten (17b, 19b) mitein
ander koppelt.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab
stand zwischen den beiden Drehgelenken (69, 71) des binären Glieds (73)
gleich dem Abstand zwischen dem zweiten und dritten Drehgelenk (41b,
43b) des ternären Glieds (27b) ist.
11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
binäre Glied (73) derart mit dem Paar Platten (17b, 19b) gekoppelt ist, daß
sich das binäre Glied - gesehen im Bezugssystem der mit dem ternären
Glied gelenkverbundenen einen Komponente - entgegengesetzt zu dem ter
nären Glied (27b) verdreht.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich
net, daß jede Platte (17b, 19b) des Paars Platten jeweils einen Stapel aus
einer Mehrzahl Einzelplatten (55, 57) umfaßt, welche mit Abstand vonein
ander und im wesentlichen deckungsgleich zueinander angeordnet sind,
wobei die Einzelplatten (55, 57) der beiden Stapel abwechselnd zwischen
einander angeordnet sind.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein
zelplatten (55, 57) des Stapels durch einen senkrecht zu den Platten verlau
fenden Bolzen miteinander zum Stapel verbunden sind.
14. Anordnung nach Anspruch 13 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bolzen eine Verlängerung einer Gelenkachse
des Drehgelenks ist.
15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einzelplatten des nicht durch den Bolzen verbundenen Stapels Aus
nehmungen (81, 83, 85, 87) aufweisen, in denen der Bolzen bei Bewegung
der Einzelplatten (55, 57) relativ zueinander verlagerbar ist.
16. Schwingungsdämpfer mit einer Dämpfungsanordnung nach einem der An
sprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine (5c) der beiden
Komponenten zur Kopplung mit einem Gegenstand, dessen Schwingungen
zu Dämpfen sind, insbesondere einem Bauwerk, fest verbindbar ist und daß
ferner eine mit der anderen (3c) der beiden Komponenten fest verbunden
Trägheitsmasse (93) und eine die beiden Komponenten elastisch koppelnde
Federanordnung (91) vorgesehen ist.
17. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß wei
tere viskose und/oder nichtviskose Dämpfungselemente vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999155553 DE19955553A1 (de) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | Dämpgungsanordnung und Schwingungsdämpfer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999155553 DE19955553A1 (de) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | Dämpgungsanordnung und Schwingungsdämpfer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19955553A1 true DE19955553A1 (de) | 2001-06-07 |
Family
ID=7929521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999155553 Withdrawn DE19955553A1 (de) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | Dämpgungsanordnung und Schwingungsdämpfer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19955553A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101260646B (zh) * | 2008-04-14 | 2010-10-13 | 李有为 | 大跨桥梁抗风水下阻尼系统 |
WO2017145140A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | K&S Advanced Systems Ltd | Variable damper for microvibration isolation |
CN109162360A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-08 | 佛山科学技术学院 | 一种悬挂式隔震支座 |
CN111827095A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-27 | 中国国家铁路集团有限公司 | 带内置肋板的预制拼装空心桥墩及施工方法 |
CN115288317A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-11-04 | 中建工程产业技术研究院有限公司 | 一种金属与转动摩擦复合阻尼器 |
-
1999
- 1999-11-18 DE DE1999155553 patent/DE19955553A1/de not_active Withdrawn
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
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