DE2256075C2 - Schwingungsdämpfer für elektrische Leitungen - Google Patents

Description

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der Magnet oder de Magnete den Massekörper oder einen zum Magnetsystem gehörigen und möglichst mit der zu dumpfenden Leitung zu vebid zwischen dem fc.assekörper und der Leitung angeordnet werden, weil in beiden Fällen ein Schwingen des

Däf

einen zu g gg nd möglichst net werden, weil in beiden Fällen ein Schwingen de

starr mit der zu dumpfenden Leitung zu verbinden- Matsekörpers zu einer Betätigung der Dämpfungs-

den Zwtschcnkdrper ganz oder teilweise bilden. Bei einrichtung führt. Selbstverständlich ist es auch mög-

Verwendung mehrerer Magnete können diese daher 5 lieh, die Führung des Massekörpers selbst als Dämp-

teils dem Massekörper und teils dem Zwischen fungseinricht asubilden Zusätzlich oder an

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fungseinrichtung auszubilden. Zusätzlich oder an _Ste„_{e ejner Mlcl)en mechan}j_schen Dämpfung kann auch eine Dämpfung durch Wirbelströme im Magnetsystem vorgesehen werden.

Alle diese Vorteile kommen natürlich auch dann zur Geltung, wenn der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer in Verbindung mit anderen Körpern als elektrischen Leitungen eingesetzt wird, die mit verschiedenen Frequenzen zu schwingen vermögen.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt

teils dem Massekörper und teils dem Zwischenkörper zugeordnet werden.

In der Regel wird es aus Gründen der Einfachheit vorteilhaft sein, einen oder mehrere Dauermagneten zu verwenden. Es ist aber auch möglich, Elektro- »q magneten einzusetzen. Allerdings fehlt dann die Dämpfungswirkung, wenn diese Elektromagneten aus der zu dämpfenden elektrischen Leitung gespeist werden und diese stromlos ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zwischenkörper einen Magneten auf, dessen Pole auf

die gleichnamigen Pole des Massekörpers ausgerichtet ^

sind. Ferner ist hierbei eine eine Relativbewegung F i g. 1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht

zwischen dem Massekörper und dem Zwischenkörper eines ersten Ausführungsbeispiels im montierten Zu gestattende Führung vorgesehen, welche den Masse- 20 stand,

körper stets in einer Position hält, in der zumindest F i 2. 2 ein; schematisch dargestellte Seitenansicht

eines zweiten Ausführungsbeispiels im montierten Zustand,

F ig. 3 eine schematisch dargestellte Seitenansicht

gerichtet ist. Der Massekorper wird hier also stets 25 eines dritten Ausführungsbeispiels im montierten Zuvon der magnetischen Kraft von unten her abgestützt. stand.

Fi i!.4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.

Fig. 5 eine schematisch dargestellte Seitenansicht ein..·s uerien Ausführungsbeispicls im montierten Zu-4;ind.

F" ig. (1 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5.

Fig. 7 eine schematisch dargestellte Seitenansicht

spielswcise einen mit der Leitung \e^rbindbarcn Ver- 35 eines fünften Ausführungsbeispiels im montierten bindungsstab vorsehen, auf dem der Magnet des Zustand.

Zwischenkörpers fest und der Massekörper axial ver- Hin Schwingungsdämpfer für ein Leiterseil 7 einer

schiebbar sitzt. elektrischen Freileitung weist einen geradlinigen Ver-

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform bindungsstab 1 aus einem unmagnetischen Material, beerenz' der eine der das Magnetsystem bildenden 40 beispielsweise einem Kunststoff, auf. der an seinem Körper einen Kanal, in dessen Längsachse die Kör- oberen Fnde mit einem zweiteiligen Klemmring 2

starr verbunden ist. welcher an das l.eiterseil 7 angeklemmt werden kann. Auf dem unteren Ende des vom Leitersei! 7 aus vertikal n-ch unten sich erstreckenden Verbindungsstabes 1 sitzt ein axial maenetisierter Ring-Dauermagnet 3. Dieser fest mit dem Verbindungsstab 1 verbundene Dauermagnet, der zusammen mit dem Verbindungsstab 1 einen Zwischenkörper bildet, hat im Ausfiihrungsbcispiel meinen Südpol an der nach oben, also gegen den Klemmring 2. weisenden Stirnfläche und seinen Nordpol an der nach unten weisenden Stirnfläche, /wischen den Ring-Dauermagneten 3 und dem Klemmring 2 ist ein Massekorper 4 in Form eines

körper , zumindest

eine Komponente der den Massekörper vom Magncten des Zwischenkörpers abstoßenden Kraft der auf (Jen Massekörper wirkenden Schwerk-aft entgegeni D Mkö id h

n der g abgestützt.

Insbesondere bei Verwendung von Dauermagneten ergibt sich ein besonders einfacher Aufhau des Schwingungsdämpfers, wenn die beiden Magneten des Massekörpers bzw. Zwischcnkömers als axial rnagnetisierte Ringmagnete ausgebildet sind. Sov-nhl dieVerbindung des Zwischenkörpers iv.it der Lei! ung als auch die Führung des Massekörpers läßt sich dann in einfacher Weise ausbilden. Man kann bei-

per relativ zueinander bewegbar sind. Der Massekörper stützt sich hier also nicht über das Magnetfeld f d Zihkö b d hä üb d

auf dem Zwischenkörper ab. sondern hängt über das Magnetfeld am Zwischenkörper. Daher ist es bei dieser Ausführungsform auch möglich, den oder die Magneten nur dem Zwischenkörper zuzuordnen, was besonders dann vom Bedeutung ist, wenn Flektromagnete verwendet werden sollen.

Um bei einer solchen Ausführungsform mit einem

an den Zwischenkörper angehängten Massekorper eine Entkopplung zwischen diesen beiden Körpern zu verhindern, wird vorzugsweise ein die Amplitude ties

Massekörpers in der durch die Schwerkraft unter- _ -

stützten Beweguncsrichtung becrenzender Puffer vor- 55 axial magnetisierten Ring-Dauermagneten auf dem

«eschen. Fin solcher PufTerverma» i-i einfacher Weise ihn in seinem Zentrum durchdringenden Verbin-

zu verhindern, daß clic Amplitude des schwingenden dungsstab 1 axial verschiebbar geführt. Wie F ig. I

Massekörpers über einen Wert ansteigt, bei dem die zeigt, ist -lie Lage der Pole des Mass*:korpers 4 so

Schwerkraft die Magnetkraft übersteigt. gewählt, daß der Südpol dem Ring-Dauermagneten .<

Der Puffer kann'mechanisch wirkend ausgebildet 60 und der Nordpol dem Klemmring 2 zugekehrt isl.

sein Besonders vorteilhaft ist aber ein Puffer, der als Dadurch stoßen sich die beiden Ringmagneten ab. so

daß der Massekörper 4 sich st :ts in einem gewissen Abstand über dem Ring-Dauermagneten 3 befindet. Die SiätKC der beiden Dauermagnete 3 und 4 so-65 wie die Masse des letzteren sind so gewählt, daß alle Schwingungen, zu denen das Leiterseil 7 normalerweise angeregt wird, zu Resonanzschwingungen des Massekörpcrs 4 führen, wodurch der Schwmgungs-

Teil eines den Massekörper abstoßenden Magnetsystems auseebiklet ist. Selbstverständlich könnte zus'ätzlich zu einem solchen magnetischen Puffer auch noch ein mechanischer Puffer vorgesehen werden.

Sofern eine zusätzliche Dämpfungsvorrichtung vorgesehen werden soll, kann diese zwischen dem Massekörner und dem Zwischenkörper und oder

dämpfer in der Art eines Schwingungstilgers die 1 in ;ιιιί dem Trägstem 212 angeordneter I'iilFer 214 Schwingungen des Lciterseilcs 7 dämpft, unabhängig aus uneni ela^i^ch-Mi Material, beispielsweise (iiinidavon. welche Frequenz diese Schwingungen haben. mi. \erhindert eine Vergrößerung tier Amplitude des Das in Fig. 2 dargestellte Alisführungsbeispiel Masseköipers 204 auf einen Wert, bei dem die unterscheidet sich von demjenigen gemäß F-" i g. 1 nur 5 Schwerkraft und Trägheitskraft zusammen größer sind dadurch, daß. wie schematise!) angedeutet, /wischen als die in entgegengesetzter Richtung wirkende Madcm am unteren linde des Verbindungsstabcs 101 gnetkraft der beiden Dauermagnete 208 und 209. befestigten Ring-Dauermagneten 103 und dem eben- Infolge des Inperbolisclien Zusammenhangs ?\s\- falls als Ring-Dauermagnet ausgebildeten Massekör- sehen der Magnetkrall und der Auslenkung des per 104 zusätzlich ein Dämpfungsglied 105 angcord- io Massekörpers 204 aus seiner Normallagc spricht der net ist, bei dem es sich beispielsweise um einen Massekörper auf alle auftretenden Schwhigungshydraulischcn Dämpfer oder einen Reibungsdämpfer frequenzen der Leitung 207 an, so daß alle auftretenhandelt, der koxial zum Verbindiingsstab 101 an- den Schwingungen wirkungsvoll gedämpft werden, geordnet ist. Das Ausfiilmmgsheispicl gemäß den Fig. 5 und f> Zusätzlich oder an Stelle der Dämpfungseinrieh is unterscheidet sieh zwar von demjenigen gemäß den tung 105 kann zwischen dem Mdssckörper" 104 und Fig. 3 und 4 auch dadurch, daß sein Massekörper dem Leitcrscil 107. dessen Schwingungen gedämpft 304 von einem einzigen Magneten 308 gehalten wird, werden sollen, ein Dämpfungsclcmcnt 106 angcord- Der wesentliche Unterschied gegenüber dem Ausnet sein. Auch dieses Dämpfungselcment wird man fülirungsbeispiel gemäß den F i g. 3 und 4 besteht zweckmäßigerweise koaxial zum Verbindungsstab ao aber darin, daß an Stelle eines mechanischen Puffers 101 anordnen. '-'in magnetischer Puffer für die Begrenzung der Wenn an Stelle der Dauermagnete F.lektromagnete Schwingungen des Massekörpers 304 vorhanden ist. verwendet werden wurden, könnte man den Erreger- Zu diesem Zwecke ist an der Unterseite des aus strom induktiv vom Leitcrscil 7 bzw. 107 abnehmen einem magnetisch leitenden, aber nicht magnetisicr- und dem fest mit dem Verbindungsstab verbundenen as ten Materal bestehenden Zylinders ein Topfmagnet Magneten über feste Verbindungen, dem Massekör- 315 befestigt. Fin zweiter, am unteren Ende der Verper hingegen über flexible Verbindungen, den Erre- bindungsstangc 301 befestigter Topfmagnet 314 weist gerstrom zuführen. ^m'¹ seinen Polen gegen die Pole des Topfmagneten Wie die Fi g. 3 und 4 zeigen, kann auch ein Masse- 315. Dabei sind die gleichnamigen Pole aufeinander körper 204 vorgesehen werden der aus einem magne- 3» ausgerichtet, wodurch eine abstoßende Wirkung ertisch leitenden, jedoch nicht bleibend magnetisierten zeugt wird, welche den Massekörper 304, der aus Material besteht. Der Massekörper 204 ist im Aus- dem unmagnelisierten Zylinder und dem Topfmagneführunusbeispicl wie bei den Ausführungsformen ge- ten 315 besteht, daran hindert, sich nach unten über maß den Fig. 1 und 2 als ein Zylinder ausgebildet. den Bereich hinaus zu bewegen, in dem die rückstelder mit cincrzcnlralen Durchgangsbohrung versehen 35 lende Magnetkraft größer ist als die auf den Masseist. Diese Durchgangsbohrung nimmt einen gleich- körper in entgegengesetzter Richtung wirkenden zeitig als Führung dienenden Verbindungsstab 201 Kräfte.

auf, der wie der Verbindungsstab 1 ausgebildet unü Der als Ring mit zwei ausgeprägten Polen ausan der zu dämpfenden Leitung befestigbar ist. gebildete Magnet 308 wird wie die Magnete 208 und Die elastische Ankopplung des Massekörpers 204 40 209 des Ausführungsbeispicls gemäß den Fig. 3 an den Verbindungsstab 201 erfolgt mit Hilfe von und 4 durch eine Büchse 310 aus unmagnetischem zwei Dauermagneten 208 bzw. 209, deren Pole an Material mechanisch fest, und zwar über die Topfeiner zylindrischen, konzentrisch zum Verbindungs- magneten 314. mit dem Verbindungsstab 301 vcrstab 201 angeordneten Büchse 210 aus einem un- bunden. Auch sonst ist mit Ausnahme der oben ermagnetischen Material, beispielsweise einem Kunst- 45 wähnten Abweichungen dieses Ausführungsbeispiel stoff, anliegen, wobei im Ausführungsbeispiel die An- in gleicher Weise ausgebildet, wie dasjenige gemäß Ordnung der in einer gemeinsamen Radialebene der den F i g. 3 und 4.

Büchse 210 liegenden Pole so gewählt ist, daß die in Eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Umfangsrichtung der Büchse einander benachbarten den Fig. 5 und 6 zeigt Fig. 7. Hier finden an Stelle Pole ungleichnamig sind. Die Büchse 210, welche mit 5° der beiden Ringmagnete 308 und 314 Magnetkörper einem als Auflage für die Dauermagneten 208. 209 416 und 417 Verwendung, die sowohl das den Massedienenden Ringbund 211 versehen ist, dient nicht nur körper 404 tragende Magnetfeld als auch das Magnetdcr Trennung des Massekörpers 204 von den Dauer- feld des Puffers 414 erzeugen. Zu diesem Zwecke hat magneten 208, 209, sondern gleichzeitig auch der der Magnetkörper 416 einen ersten, parallel zur Vermechanischen Verbindung der beiden Dauermagnc- 55 bindungsstange 401 angeordneten Schenkel, dessen ten mit dem Verbindungsstab 201, wozu letzterer an freies Ende im Ausführungsbeispiel einen Nordpol seinem unteren Ende einen Tragstern 212 od. dgl. bildet und etwa in Höhe der Ruhelage des Masseträgt, mit dem der untere Rand der Büchse 210 fest körpers 404 endet. Ein anschließender zweiter verbunden ist. Schenkel erstreckt sich bis zum Verbindungsstab 401 Infolge des den Massekörper 204 durchdringenden 60 und weist an seinem freien Ende einen gleichachsig Magnetfeldes der beiden Dauermagnete 208 und 209. zum Verbindungsstab 401 sich erstreckenden, kurzen wie dies in Fig.4 durch Feldlinien 213 angedeutet Fortsatz auf, der den zweiten Pol bildet. Getrennt ist, wird der Massekörper 204 in einer von der Ma- durch einen Isolierring 418 umgibt diesen Pol der gnelkraft und dem Gewicht des Massekörpers 204 eine, ringförmige Pol des Magnetkörpers 417. Wie abhängigen Lage etwas unterhalb der Ebene der 65 F i g. 7 zeigt, bilden diese beiden Pole zusammen den Dauermagnete gehalten, wenn die zu dämpfende dem Topfmagneten 314 entsprechenden Puffermagne-Lcitung 207 nicht schwingt. Schwingt hingegen diese ten 414.
Leitung, dann schwingt auch der Massekörper 204. An den ringförmigen Teil des Magnetkörpers

schließt sich ein diametral zu dem den Nordpol bildenden Schenkel des Magnetkörpers 416 angeordneter und parallel zu diesem verlaufender Schenkel an, der sich im Ausführungsbeispicl bis in die Höhe dieses Nordpols erstreckt und einen Südpol bildet. Eine Büchse 410 aus einem unmagnetischen Material sorgt für den erforderlichen Abstand zwischen

den Magnetkörpern 416 und 417 einerseits sowie dem Massekörper 404, der wie beim Ausführungsbeispicl aus einem Zylinder aus magnetisch leitendem Material sowie einem an dessen Unterseite befcstigten Topfmagneten 415 besteht, dessen Pole auf die gleichnamigen Pole des PurTermagneten 414 ausgerichtet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 632'215

Claims (8)

1. I 2

   einem elastisch an die Leitung ankoppelbaren Masse-Patentansprüche: körper.

   Bei den bekannten Schwingungsdämpfern dieser

   L Schwingungsdämpfer für elektrische Lei- Art dient zur elastischen Ankopplung des Massetungen, insbesondere für Leiterseile von Frei- 5 körpes an die Leitung eine Feder mit linearer Kennleitungen und Rohrsammeischienen, mit einem linie, mit der man den Massekörper an die Leitung elastisch an die Leitung ankoppelbaren Masse- anhängt. Da die Frequenzen, mit denen die Leitungen körper, gekennzeichnet durch ein Ma- schwingen können, in einem sehr weiten Bereich gnetsystem mit mindestens einem die elastische liegen und die aus einem Feder-Masse-System be-Ankopplung mittels seines Magnetfeldes be- ία stehenden Schwingungsdämpfer, welche auch als wirkenden Magneten (3; 103; 208,209; 308; Schwingungstilger bezeichnet werden, nur dann wtrk-416,417). sam werden, wenn die Bestimmungsstücke der Lei-
2. 2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, da- tung und des gekoppelten Schwingers die Gleichung durch gekennzeichnet, daß der Magnet zumindest

   einen Teil des Massekörpers (4; 104; 304; 404) 15 1 / c r

   und/oder eines mit der zu dämpfenden Leitung <·> == I < ^l *

   zu verbindenden Zwischenstückes (1; 101; 301; \ "'* 401) bildet.
3. 3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 erfüllen, wobei C₁ die Federhärte des Se:!s. c» die- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwi- 20 jenige der Feder des Schwingers und w., seine Masse ichenkörper einen Magneten (3; 103; 314; 414) bedeuten, ist bei einem nur schwach gedämpften aufweist, dessen Pole auf die gleichnamigen Pole Schwingungstilger die Wirksamkeit auf einen sehr eines Magneten (4; 104; 315; 415) des Masse- schmalen Frequenzbereich beschränkt. Um einen körpers ausgerichtet sind, und daß eine eine breiteren Wirkungsbereich zu erhalten, sind deshalb Relativbewegung zwischen dem Massekörper und 25 die bekannten Schwingungsdämpfer der in Rede stedem Zwischenkörper gestattende Führung (1; henden Art mit einer starken Dämpfung versehen. 101; 301; 401) vorgesehen ist, welche den Masse- Abgesehen davon, daß es in der Regel hierdurch körper stets in einer Position hält, in der zu- nicht möglich ist, den Resonanzbereich so stark zu mindest eine Komponente der den Massekörper erweitern, daß in ihm die Frequenzen aller auftrevom Magneten des Z.wischenkörpers abstoßen- 30 tenden Schwingungen der Leitung liegen, ist eine Abden Magnetkraft der auf den Massekörper wir- hängigkeit der Dämpfung von der Frequenz vorhankenden Schwerkraft en'gegenferichtet ist. den und außerdem wird durch starke Dämpfung die
4. 4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, da- Wirksamkeit des Schwingungsdämpfers als Schwindurch gekennzeichnet, daß di.¹ beiden Magnete gungstilger stark herabgesetzt. Die zur Erzeugung (3, 4; 103, 104; 314, 315; 414, 415) als axial 35 einer starken Dämpfung vorzusehende Dämpfungsmagnetisierte Ringmagnete ausgebildet sind. einrichtung macht auch eine ständige Wartung un-
5. 5. Schwingungsdämpfer nach einem der An- erläßlich.

   Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

   Zwischenkörper einen mit der zu dämpfenden Schwingungsdämpfer zu schaben, der zumindest

   Leitung (7; 107; 207; 307; 407) verbindbaren 40 weitgehend wartungsfrei ist. dennoch aber im ge-

   Verbindungsstab (1; 101; 201; 301; 401) auf- samten Frequenzbereich eine gute Schwingungs-

   weist. auf dem der eine Teil des den Masse- dämpfung ergibt. Bei einem Schwingungsdämpfer

   körper ankoppelnden Magnetsystems fest und der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfin-

   der andere Teil axial verschiebbar angeordnet ist. dungsgemäß gelöst durch ein Magnetsystem mit min-
6. 6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2. da- 45 destens einem die elastische Ankopplung mittels durch gekennzeichnet, daß der eine (208. 209; seines Magnetfeldes bewirkenden Magneten.

   308; 416. 417) der das Magnetsystem bildenden Die Ankopplung des Massekörpers mittels eines Körper (204 und 208, 209; 304 und 308; 404 Magnetfeldes an den Zwischenkörper führt zu einem und 416.417) einen Kanal begrenzt, in dessen schwingungsfähigen System, das infolge der hyperLängsachse die Körper relativ zueinander bc- 50 bolischen Abhängigkeit der vom Magnetfeld erzeugwegbar sind. ten Kraft zwischen den relativ zueinander beweg-
7. 7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, ge- baren Körpern des Magnetsystems von deren Abkennzeichnet durch einen die Amplitude des stand, also einer nichtlinearen Charakteristik der Massekörpers (204; 304; 404) in der durch die Kopplung, keine auf eine bestimmte Frequenz fest-Schwerkraft unterstützten Bewegungsrichtung bc- 55 gelegte Resonanzfrequenz hat, sondern in einem weigrenzenden Puffer (214; 314, 315; 414. 415). ten Frequenzbereich zu Schwingungen angeregt wer-
8. 8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7. da- den kann. Es ist daher möglich, mit einem einzigen durch gekennzeichnet, dnß der Puffer als Teil Schwingungsdämpfer alle üblicherweise bei einer eines den Massekörper (304; 404) abstoßenden Leitung auftretenden Schwingungen wirkungsvoll zu Magnetsystems (314, 315; 414, 415) ausgebil- 60 dämpfen. Von Vorteil ist ferner, daß der Aufbau det ist. des Schwingungsdämpfers einfach und praktisch wartungsfrei ist. da die dämpfende Wirkung in der bei

   Schwingungstilger!! üblichen Weise auf der Schwingung des Massekörpers beruht, wartungsbedürftige 65 Dämpfungscinrichtungen also nicht erforderlich sind.

   Die Erfindung betiilTt einen Schwingungsdämpfer Das Magnetsystem kann zweipolig oder mit meh-

   .ir elektrische Leitungen, insbesondere für Leiter- reren Polpaarcn ausgebildet sein. Ferner ist es ohne

   eile von Freileitungen und Rohrsammclschienen. mit Einfluß auf die prinzipielle Funktionsfähigkeit, ob