DE2056164C - Schwingungsdampfer für elektrische Freileitungen und Sammelschienenrohrlei tungen fur Freiluft Schaltanlagen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer für elektrische Freileitungen und Sammelschienenrohrleitungen für Freiluft-Schaltanlagen, bestehend aus einem parallel zur Leitung mittels Klemmen befestigten Hebel, auf dem ein Gewicht verschiebbar und arretierbar angeordnet ist.

Es ist ein Schwingungsdämpfer für elektrische Freileitungen mit einem parallel zur Leitung mittels Klemmen befestigten Hebel bekannt (USA.-Patent schrift 2058 174), bei dem der Hebel als gleicharmiger doppelarmiger Hebel ausgebildet und an einem senkrechten Ansatz einer mit einer isolatorenkette verbundenen Seilklemme gelenkig gelagert ist, wobei an den beiden Enden des doppelarmigen Hebels zur Vergrößerung seiner Masse je ein Gewicht im gleichen Abstande von der Gelenkachse verschiebbar und arretierbar angeordnet ist und der eine Arm des doppelarmigen Hebels mittels einer Klemme zwischen dem entsprechenden Gewicht und der Gelenkachse in der Nähe des Gewichtes mit dem Seil gelenkig verbunden ist. Sobald das Seil in Schwingungen gerät, wird auch durch die Bewegungen des Seiles der doppelarmige Hebel um seine Gelenkachse geschwenkt. Durch die jeweilige Beschleunigung bzw. Verzögerung der Schwenkbewegung des doppelarmigen Hebels, wird die Schwingenergie des Seiles aufgezehrt, wodurch eine Dämpfung der Schwingungen des Seiles erfolgt.

Es ist ferner ein ähnlicher Schwingungsdämpfer bekannt (deutsche Patentschrift 647926), bei dem der Hebel ebenfalls als doppelarmiger Hebel ausgebildet und mittels einer Klemme parallel zum Seil und im Abstande von ihm mittels eines Gelenkes befestigt ist. Der Hebel weist einen langen Hebelarm auf, der mit seinem äußeren Ende in einen allseitig geschlossenen Schlitz einer am Seil befestigten zweiten Klemme eingreift. Am kurzen Ann des doppelarmigen Hebels ist ein Gewicht einstellbar und arretierbar befestigt. Das Gewicht ist se eingestellt, daß das äußere Ende des langen Hebelarmes entweder am unteren oder am oberen Ende des allseitig geschlossenen Schlitzes der zweiten Klemme anliegt. Der doppelarmige Hebel befindet sich hierbei etwa im Gleichgewicht. Treten Schwingungen des Freileitungsseiles auf, dann wird auch der doppelarmige Hebel so geschwenkt, daß er mit dem äußeren Ende seines langen Armes an dem gegenüberliegenden Ende des allseitig geschlossenen Schlitzes anschlägt. Dadurch wird dem schwingenden Seil Energie entzogen, wodurch eine Dämpfung dieser Schwingungen erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schwingungsdämpfer der oben bezeichneten Art so auszubilden, daß er sowohl für elektrische Freileitungen als auch für Sammelschienenrohrleitungen von Freiluftschaltanlagen verwendet und seine Eigenfrequenz leicht verändert und der Eigenfrequenz der Leitungen in einfacher Weise angepaßt werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Hebel an seinem einen Ende gelenkig mit der an der Leitung befestigten Klemme und an seinem anderen Ende mittels einer Zug- oder Druckfeder mit der an der Leitung befestigten Klemme verbunden ist.

Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer stellt ein mechanisches Schwingungssystem dar, das in dem verschiebbaren Gewicht eine bestimmte Masse und in der Zug- oder Druckfeder eine bestimmte Elastizität aufweist. Eine maximale Schwingungsdämpfung wird dann erreicht, wenn die Eigenfrequenz des Schwingungsdämpfers gleich oder etwa gleich der Eigenfrequenz der Leitung ist. Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer hat den großen Vorteil, daß seine Eigenfrequenz durch eine einfache Verstellung des Gewichtes auf dem Hebel verändert und genau eingestellt werden kann. Die Einstellbarkeit der Eigenfrequenz des Schwingungsdämpfers erlaubt es, für alle praktisch vorkommenden Freileitungen und Rohrleitungen nur eine einzige Dämpfertype zu verwenden, wodurch die Herstellung, die Lagerhaltung und die Montage wesentlich verein-

facht und verbilligt werden. Der Schwingungsdämpfer g?mäß der Erfindung verursacht auf Stützer und Leilungsträger keine Reaktionskräfte. Er kann nachträglich in jede schon bestehende Anlage eingebaut werden, ohne daß an den sonstigen Armaturen Veränderungen erforderlich sind. Liegen von den mit erfindurgsgemäßen Schwingungsdämpfern zu versehenden Leitungen genaue Meßdaten über die Eigenfrequenz vor, dann können die Schwingungsdämpfer bereits beim Hersteller auf den richtigen Eigenfrequenzwert eingestellt werden. Die Eigenfrequenz des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers läßt sich in weiten Grenzen einstellen. Hat z. B. die verschiebbare Masse ein Gewicht von 6kp und einen Verschiebebereich von 45 cm und die Feder eine Federkonstante von 1-^-, so lassen sich durch Verschieden dor Masse alle Eigenfrequenzen zwischen 0,25 und 20 Hertz stufenlos einstellen. Durch Verlängerung des Hebels kann der Eigenfrequenzbereich noch ao erheblich erweitert werden.

Um den notwendigen Abstand des Hebels von der Leitung zu erreichen und den Gelenkpunkt des Hebels möglichst nahe an der Leitung anzuordnen, ist der Hebel winkelförmig ausgebildet, und sein kurzer Arm steht senkrecht zur Leitung. Zur Begrenzung der Schwingungsausschläge des Schwingungsdämpfers im Resonanzfall ist es vorteilhaft, außer der Werkstoffdämpfung in der Feder noch eine zusätzliche Dämpfung im Drehgelenk des Hebels vorzusehen. Zu diesem Zweck kann z. B. der Gelenkbolzen für den Hebel in einem aus elastischem Werkstoff hoher Eigendämpfung bestehenden Teil befestigt sein. Die Zuschaltung einer Dämpfung zum Schwingungsdämpfer mindert zwar etwas seine Wirkung, erweitert aber das Frequenzband, in dem der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer wirksam ist.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine ode^r beide Klemmen aus einem an der Leitung mit einer winkelförmigen Aussparung anliegenden Klemmstück und einer dieses Klemmstück an der Leitung festhaltenden Rohrschelle bestehen, dann ergibt sich der große Vorteil, daß ein und derselbe Schwingungsdämpfer an Leitungen verschiedenen Durchmessers befestigt werden kann.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer innerhalb der Rohrleitung angeordnet ist. Dadurch hat die Witterung auf den Schwingungsdämpfer keinen Einfluß. Um hierbei eine Schwingungsdämpfung nicht nur in der senkrechten Ebene, sondern auch in anderen Ebenen zu erreichen, ist der Hebel in der Mittelachse der Rohrleitung an seinem einen Ende mittels eines Kugelgelenkes in einem Querstück der Rohrleitung gelagert und an seinem anderen Ende mittels mindestens dreier im Winkel von 120° angeordneter Federn mit einem in der Rohrleitung befestigten Ring verbunden. Hierbei kann auch eine zusätzliche Dämpfung im Kugelgelenk vorgesehen sein. Zu diesem Zweck kann z. B. das Kugelgelenk in einem aus elastischem Werkstoff hoher Eigendämpfung bestequenzskala versehen sein.

Um die Einstellung des Gewichtes auf dem Hebel zu erleichtern, kann der Hebel mit einer Eigenfrequenzskale versehe;) sein.

Es ist bereits bekannt (USA.-Patentschrift 2028930), Schwingungsdämpfer innerhalb einer Rohrleitung anzuordnen. Hierbei kann der Schwingungdämpfer ein Stockbridge-Dämpfer sein, der aus einem in der Rohrleitung befestigten Träger und einem darin starr angeordneten Seilstück besteht, an dessen freien Enden je ein Gewicht befestigt ist, das nicht verstellt werden kann. Dieser Stockbridge-Dämpfer unterdrückt die Schwingungen der Rohrleitung nahezu völlig, wenn seine Eigenfrequenz mit der Schwingfrequenz der Rohrleitung übereinstimmt. Dieser Stockbridge-Dämpfer hat jedoch gegenüber dem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer außer der Nichtversteilbarkeit der Gewichte noch den Nachteil, daß die einzelnen Seiladern beim Schwingen der Gewichte so einander reiben, daß die Seiladern durch diese Reibung abgenutzt werden und dadurch die Eigendämpfung des Stockbridge-Dämpfers im Laufe des Betriebes verändert wird.

Der bekannte, innerhalb der Rohrleitung angeordnete Schwingungsdämpfer kann ferner aus einem dieselbe Länge wie die Rohrleitung aufweisenden Seil bestehen, dessen Mittelachse mit der Mittelachse der Rohrleitung zusammenfällt und das in gleichen Abständen von in der Rohrleitung befestigten Trägern unterstützt wird. Auf dem Seil ist jeweils in der Mitte zwischen zwei Trägern ein Gewicht befestigt, das nicht verstellt werden kann. Dieser bekannte Schwingungsdämpfer arbeitet wie ein Stockbridge-Dämpfer und hat auch dieselben Nachteile.

Der bekannte, innerhalb der Rohrleitung angeordnete Schwingungsdämpfer kann weiterhin aus einem konzentrisch zur Rohrleitung liegenden elastischen Stab bestehen, der an seinem einen Ende ein Gewicht trägt und mit dem anderen Ende in einem mit der Rohrleitung starr verbundenen Träger befestigt ist. Im Bereich des Gewichtes ist in die Rohrleitung ein Anschlagring für das Gewicht formschlüssig eingesetzt. Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer ist bei diesem bekannten Schwingungsdämpfer das Gewicht nicht verstellbar.

Schließlich kann der bekannte Schwingungsdämpfer aus einem konzentrisch zur Rohrleitung angeordneten Stab bestehen, der an seinen beiden Enden je ein Gewicht trägt und der konzentrisch von einer Schraubenfeder umgeben ist, deren äußere Windungen in der Nähe der Gewichte einen wesentlich kleineren Durchmesser aufweisen und unmittelbar auf den Stab aufgewickelt sind, während die mittleren Windungen einen solchen Durchmesser besitzen, daß nach Einsetzen des bekannten Schwingungsdämpfers in die Rohrleitung die Schraubenfeder eine Vorspannung erhält, die eine den bekannten Schwingungsdämpfer in konzentrischer Lage in der Rohrleitung festhaltende Reibung bewirkt. Im Bereich der beiden Gewichte ist in die Rohrleitung je ein Anschlagring formschlüssig eingesetzt. Auch be> diesem bekannten Schwingungsdämpfer sind im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer die Gewichte unverstellbar auf dem Stabe befestigt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Ersatzbild für eine Leitung und einen an ihre befestigten Schwingungsdämpfer gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen an einer Rohrleitung befestigten Schwingungsdämpfer gemäß der Erfindung,

Fig.3 die mit einer zusätzlichen Dämpfung versehene gelenkige Lagerung des Hebels nach Fig.2,

Fig.4 die Befestigung eines Klemmstückes mittels einer Rohrschelle an einer Rohrleitung,

F i g. 5 einen in einer Rohrleitung angeordneten Schwingungsdämpfer gemäß der Erfindung und

Fig.6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der F i g. 5.

In Fig. 1 symbolisieren die Zugfeder 1 und die daran hängende Masse 2 die Elastizität und die Masse einer Leitung, deren Schwingungen durch den erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer gedämpft werden sollen. Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer ist gemäß F i g. 1 durch eine mit der Masse 2 verbundene Zugfeder 3 und eine daran hängende Masse 4 symbolisiert. Die Elastizität sowie die Masse der Leitung bzw, des Schwingungsdämpfers bestimmen ihre Eigenfrequenz. Stimmen die Eigenfrequenzen des Schwingungsdämpfers und der Leitung übcrcin, dann werden die Leitungsschwingungen getilgt, d. h. daß die Schwingungsamplituden der Leitung Null werden. Die Wirksamkeit des als Rcaklionsschwingcr arbeitenden Schwingungsdämpfers ist deshalb im entscheidenden Maße abhängig von der genauen Übereinstimmung der Eigenfrequenz des Schwtngungsdämpfers mit der Eigenfrequenz der Leitung.

Bei dem Schwingungsdämpfer gemäß F i g. 2 ist die Masse 4 auf einem Hebel 5 verschiebbar gelagert. Eine Feststellschraube 6 dient zur Arretierung der Masse 4 auf dem Hebel S. Der als Winkelhcbel ausgebildete HebclS weist einen kurzen Arm 7 und einen langen Arm 8 auf. Mit dem kurzem Arm 7 ist der H?bc1S mittels eines Gelenkbolzens 9 in einer Klemme 10 schwenkbar gelagert, die an einer Rohrsammclschicne 11 befestigt ist. Die Zugfeder 3 ver bindet den parallel zur Rohrsammclschiene 11 verlaufenden laugen Arm 8 des Hebels 5 mit einer an der Rohrsammeischiene 11 befestigten Klemme 12. Gemäß F i g. 3 ist der Gelenkbolzcn 9 in einem aus elastischem Werkstoff hoher Eigendämpfung bestehenden Ttil 9' befestigt.

Die Klemmen 10 und 12 können durch ein Klemmstück 13 gemäß Fig.4 ersetzt werden, das mit einer winkelförmigen Aussparung 14 an die

ίο Rohrsammclschiene Il angelegt und mittels einer Rohrschelle 15 an dieser Rohrsammclschiene 11 befestigt wird. Die Rohrschelle 15 kann eine Spannvorrichtung aufweisen. Zur Lagerung des Armes 7 des Hebels 5 mit Hilfe des Gelenkbolzens 9 ist das Klemmstück 13 mit einem Einschnitt 16 verschen. An Stelle des Armes 7 kann in dem Einschnitt 16 die Zugfeder 3 befestigt werden.

Gemäß F i g. 5 ist in der Rohrsammelschienc 11 ein Querstück 17 befestigt, in dem mittels eines Ku gclgelenkes 18 ein Hebel 5' gelagert ist. Der Hebel 5' trägt die mit der Feststellschraube 6 versehene Masse 4. Der Hebel 5' ist in der Mittelachse der Rohrsammelschicne U angeordnet. Sein rechtes Ende gemäß F i g. 5 ist mittels dreier im Abstände

a₅ von 120° angeordneter Zugfedern 3 mit einem in der Rrhrsammelschiene 11 befestigten Ring 19 verbunden.

Wird der Schwingungsdämpfer an elektrischen Leitern hoher Spannung befestigt, so kann zur Lösung des Koronaproblems im Bereich des Gelenkbolzens 9 und des entgegengesetzten Endes des Hebeis 5 je eir bekannter Koronaring angebracht sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schwingungsdämpfer für elektrische Freileitungen und Sammelschienenrohi leitungen für Freiluft-Schaltaniagen, bestehend aus einem parallel zur Leitung mittels Klemmen befestigten Hebel, auf dem ein Gewicht verschiebbar und arretierbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (5) an seinem einen Ende gelenkig (Gelenkbolzen 9) mit der an der Leitung (11) befestigten Klemme (10) und an seinem anderen Ende mittels einer Zug- (3) oder Druckfeder mit der an der Leitung (11) befestigten Klemme (12) verbunden ist.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (5) winkelförmig ausgebildet ist und sein kurzer Arm (7) senkrecht zu-· Leitung (11) steht.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkbolzen (9) für den Hebel (S) in einem aus elastischem Werkstoff hoher Eigendämpfung bestehenden Teil (90 befestigt ist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Klemmen (10, 12) aus einem an der Leitung (11) mit einer winkelförmigen Aussparung (14) anliegenden Klemmstück (13) und einer dieses Klemmstück (13) a· der Leitung (11) festhaltenden Rohrschelle (15) bestehen.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pt innerhalb der Rohrleitung (11) angeordnet ist.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (S') in der Mittelachse der Rohrleitung (11) an seinem einen Ende mittels eines Kugelgelenkes (18) in einem Querstück (17) der Rohrleitung (11) gelagert und an seinem anderen Ende mittels mindestens dreier im Winkel von 120° angeordneter Federn (3) mit einem in der Rohrleitung (11) befestigten Ring (19) verbunden ist.

7. Schwingungsdämpfer na.-.h Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dab Kugelgelenk (18) in einem aus elastischem Werkstoff hoher Eigendämpfung bestehenden Teil angeordnet ist.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (5, 5') mit einer Eigenfrequenzskala versehen ist.