DE2837222A1

DE2837222A1 - Spring friction damper for suspended conductor - has two-piece conductor clamp for attaching helical spring and inertial weight to conductor

Info

Publication number: DE2837222A1
Application number: DE19782837222
Authority: DE
Inventors: Mark Alan Baker; Roland George Hawkins; Paul Douglas Tuttle
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1978-08-24
Filing date: 1978-08-24
Publication date: 1980-03-06

Abstract

The damper comprises at least on helical spring, at least a portion of the turn of which are close wound and a two piece conductor clamp for attaching the spring to a conductor in spaced relation to it. At least one inertial weight is mounted on or attached to the spring so that the weight can be resiliently suspended from the conductor by the spring and attaching. The inertial weight is effective to relatively translate and thereby provide sliding friction between the close wound turns of the spring in a direction perpendicular to the axis of the spring when an associated conductor undergoes vibration above a given magnitude. The weight bends the helical spring such that adjacent close wound turns of the spring separate from and impact against each other.

Description

Schwingungsdämpfer für durchhängende Vibration damper for sagging

Leitungen Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Dämpfungsvorrichtungen für Freileitungen und insbesondere eine Vorrichtung, die wirkungsvoll die Schwingungen auf einer Leitung auf einen sicheren Wert begrenzen kann, wobei diese Vorrichtung unter Ausnutzung der Gleitreibung zwischen nebeneinanderliegenden Windungen einer enggewickelten Feder als Dämpfungsmechanismus und der bei ausreichend hoher Schwingungsfrequenz aufeinanderschlagenden Windungen arbeitet. Conduits The present invention relates generally to dampening devices for overhead lines and in particular a device that effectively controls the vibrations on a line can limit this device to a safe value taking advantage of the sliding friction between adjacent turns of a tightly wound spring as a damping mechanism and that with a sufficiently high vibration frequency hitting turns works.

Wie in der Industrie bekannt, hat man den Stockbridge-Dämpfer weitgehend zur Dämpfung von Windschwingungen auf Einzelfreileitungen und Leitungsbündeln eingesetzt; ein jüngerer Vorschlag zum Stockbridge-Dämpfer ist in der Zeitschrift Electrical World vom 15. 3. 1976 auf den Seiten lo8, 1o9 enthalten.As is known in the industry, the Stockbridge damper is largely owned used for damping wind vibrations on individual overhead lines and cable bundles; a recent suggestion about the Stockbridge damper is in Electrical magazine World of March 15, 1976 on pages lo8, 1o9.

Wie in diesem Aufsatz dargelegt, weisen Stockbridge-Dämpfer im allgemeinen zwei träge Massen an den entgegengesetzten Enden eines Stahlseils auf. Mittel zum Befestigen des Seils an einer Frei leitung sind am Seil zwischen den Anbringorten der Massen vorgesehen. Obgleich diese Konstruktion sich im Verlauf der Jahre als Mittel zum Dämpfen von Windschwingungen an Einzel-Freileitungen bewährt hat, wird für Starkstromübertragungs-und -verteileranlagen immer noch nach Vorrichtungen mit Dämpfungseigenschaften gesucht, die die Zuverlässigkeit solcher Anlagen erhöhen.As pointed out in this paper, Stockbridge dampers generally have two inertial masses at the opposite ends of a steel cable. Means to Attach the rope to a Free lines are on the rope between the locations where the masses are to be attached. Although this construction changes in the course proven over the years as a means of damping wind vibrations on individual overhead lines is still looking for devices for power transmission and distribution systems sought with damping properties that increase the reliability of such systems.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Dämpfen von Schwingungen an einer einzelnen durchhängenden Leitung mit mindestens einer gewickelten Feder, in der mindestens ein Teil der Windungen enggewickelt sind, mit einer Einrichtung zum Befestigen der Feder an einer durchhängenden Leitung in einem Abstand zu diesem und mindestens einem Trägheitsgewicht, das mit der Feder verbunden ist und sich mit der Feder elastisch von einer Leitung abhängen läßt sowie einer Befestigungseinrichtung, so daß das träge Gewicht, wenn vom Leiter abgehängt, sich im rechten Winkel zur Längsachse der Feder translatorisch bewegt und dadurch eine Gleitreibung zwischen den enggewickelten Windungen der Feder erzeugt, wenn die Leitung Schwingungen mit einer größeren als einer vorgegebenen Amplitude erfährt, wobei die Gleitreibung der Federwindungen die Schwingungsenergie der Leitung zu Wärme umwandelt und zerstreut.The present invention provides an apparatus for attenuating Vibrations on a single slack line with at least one coiled Spring in which at least a part of the coils are tightly wound with a device for attaching the spring to a sagging line at a distance from it and at least one inertial weight connected to the spring and moving lets the spring hang elastically from a line and a fastening device, so that the inert weight, when suspended from the ladder, is at right angles to the Longitudinal axis of the spring moved translationally and thereby a sliding friction between the tightly wound coils of the spring generated when the line vibrates with it experiences a greater than a predetermined amplitude, the sliding friction of the spring coils converts the vibration energy of the line into heat and dissipates it.

Die Z.ele und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.The Z.ele and advantages of the invention will now be based on the attached Drawings are described in detail.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung mit einem Minimum von Bauteilen; Fig. 2 bis 15 sind (größtenteils) Schnittansichten weiterer Ausführungsformen der grundsätzlichen Erfindung; und Fig. 16 ist eine Diagrammdarstellung, die die Dämpfungswirkung des Dämpfers der Fig. 8 (mit zwei trägen Massen) mit der eines Stockbridge-Dämpfers vergleicht.Fig. 1 is a section through an embodiment of the invention with a minimum of components; Figures 2 to 15 are (mostly) sectional views further embodiments of the basic invention; and Fig. 16 is a diagrammatic representation which the damping effect of the damper of Fig. 8 (with two inertial masses) with the of a Stockbridge damper.

Die Fig. l der Zeichnung zeigt eine vereinfachte Ausführungsform der Erfindung, in der ein einziges Gewicht 2 an einem Ende einer gewickelten Feder 4 mit einem (durch die Feder verlaufenden) Bolzen 6 sowie einer Scheibe 8 angebracht ist, die am Bolzen an dem Gewicht entgegengesetzten Ende der Feder auf geeignete Weise festgelegt ist. Die Scheibe und das Gewicht können an den Enden der Feder 4 bspw. befestigt werden, indem man die Bolzenenden zu Köpfen 9 staucht, wie in Fig. l gezeigt. Die Windungen der Feder bzw. mindestens ein größerer Teil derselben sind enggewickelt, d.h. die Feder ist so ausgebildet, daß nebeneinanderliegende Windungen unter einer vorbestimmten Anfangskraft miteinander in Berührung stehen, die von den Konstruktionsparametern der Feder bestimmt wird. Zusätzlich läßt die ompression der Feder und damit die Reibung zwischen den Windungen beim Wirksamwerden der Dämpfungsfunktion wie im folgenden beschrieben, sich weiter steuern, indem man die Feder 4 an den Enden (wie gezeigt) offen wickelt und ihre Länge etwas größer wählt als den Abstand zwischen dem Gewicht 2 und der Scheibe 8 bei zusammengesetztem Dämpfer. Auf diese Weise sind bei zusammengesetztem Dämpfer die offenen Windungen bereits geringfügig zusammengedrückt, um eine Kompression der Feder insgesamt zwischen dem Gewicht und der Scheibe zu gewährleisten. Die Endwindungen der Feder 4 verlaufen über Abstandselemente 7, die vom Gewicht 2 und der Scheibe 8 separate Teile g n~oder mit diesen einteilig ausgebildet sein können. Weiterhin brauchen die Windungen der Feder nicht rund bzw. kreisförmig gelegt sein; auch eine quadratisch oder rechteckig gewickelte Feder arbeitet auf die unten beschriebene Weise.Fig. 1 of the drawing shows a simplified embodiment of the Invention in which a single weight 2 is attached to one end of a coiled spring 4 with a (running through the spring) bolt 6 and a washer 8 attached the end of the spring on the bolt at the opposite end of the weight is appropriate Way is set. The washer and the weight can be attached to the ends of the spring 4, for example, can be fastened by upsetting the ends of the bolts to form heads 9, as in FIG Fig. L shown. The turns of the spring or at least a larger part of the same are tightly wound, i.e. the spring is designed so that adjacent Turns are in contact with one another under a predetermined initial force, which is determined by the design parameters of the spring. In addition, the ompression of the spring and thus the friction between the coils when it comes into effect the damping function, as described below, can be further controlled by the spring 4 winds open at the ends (as shown) and its length a little longer selects as the distance between the weight 2 and the disc 8 when assembled Mute. In this way, when the damper is assembled, the coils are open already slightly compressed to a compression of the spring overall to ensure between the weight and the washer. The end turns the spring 4 run over spacer elements 7 from the weight 2 and the washer 8 separate parts g n ~ or can be formed in one piece with these. Farther the coils of the spring do not need to be round or circular; also one square or rectangular coiled spring works on the one described below Way.

Die Anordnung der Fig. 1 ist mit einer zweiteiligen Befestigerkonstruktion lo gezeigt, mit der die Anordnung an einer Freileitung 12 festgelegt werden kann. Dieser Befestiger weist einen Arm bzw. Ansatz 11 mit einer Öffnung 11A auf, durch die die Feder 4 verläuft. Der Arm ist als auf der Längsausdehnung der Feder 4 zentriert bzw. geeignet angeordnet gezeigt, wobei zwei offen gewickelte Schraubenfedern 14 über der Feder 4 zwischen dem Arm 11 und der Scheibe 8 auf einer Seite des Befestigers und dem Gewicht 2 auf dessen anderer Seite verlaufen.The arrangement of Figure 1 is of a two-part fastener construction lo, with which the arrangement on an overhead line 12 can be set. This fastener has an arm 11 with an opening 11A through which the spring 4 runs. The arm is centered on the longitudinal extension of the spring 4 or suitably arranged, with two openly wound coil springs 14 over the spring 4 between the arm 11 and the washer 8 on one side of the fastener and the weight 2 run on its other side.

Wenn die Leitung 12 schwingt, bringt die Vorrichtung der Fig. 1 diese Schwingung schnell unter Kontrolle und unterdrückt sie, und zwar durch die Gleitreibung zwischen aneinandergrenzenden Windungen der Feder 4 und die Stöße zwischen nebeneinanderliegenden Federwindungen, wenn die Schwingungsfrequenz ausreichend hoch ist. Die Relativbewegung der Federwindungen wird vom Arm 11 des Befestigers lo erzeugt, der die Federwindungen gegen die Trägheit des Gewichts 2 translatorisch bewegt, d.h. die Schwingungsbewegung der Leitung veranlaßt den Arm ll, die Windungen der Feder 4 translatorisch schwingend so zu bewegen, daß die nebeneinanderliegenden Windungen der Feder aufeinander reiben. Wenn weiterhin die Schwingungsenergie erhebliche Werte annimmt, biegt sich bei einer Abwärtsbewegung des Arms im Schwingungsverlauf die Feder durch, so daß die Federwindungen sich auf der Unterseite voneinander trennen. Wenn dann die Leitung und der Befestiger im Schwingungsverlauf wieder nach oben schwingen, schließt sich die Unterseite der Feder schnell, so daß die nebeneinanderliegenden Windungen aufeinanderschlagen, während die Federwindungen auf der Oberseite der Feder sich voneinander trennen. Ist die Aufwärtsbewegung des Befestigerarms beendet, sind die Federwindungen auf der Oberseite der Feder so weit geöffnet, daß sich wiederum aufeinanderschlagen, wenn der Arm wieder abwärts schwingt.When the line 12 vibrates, the device of FIG. 1 brings it Vibration quickly under control and suppressed, through the sliding friction between adjacent turns of the spring 4 and the impacts between adjacent turns Spring coils when the oscillation frequency is sufficiently high. The relative movement the spring coils is generated by the arm 11 of the fastener lo, which the spring coils moved translationally against the inertia of weight 2, i.e. the oscillatory movement of the wire causes the arm ll to make the turns the spring 4 translationally to move swinging so that the adjacent turns of the spring on each other rub. If the vibration energy continues to take on considerable values, it bends with a downward movement of the arm in the course of oscillation, the spring through, so that the spring coils separate from each other on the underside. If then the line and the fastener swing up again in the course of the oscillation, closes the underside of the spring quickly so that the adjacent coils hit each other, while the coils of the spring on top of the spring separate from each other. When the upward movement of the fastener arm is complete, the spring coils are open the top of the spring so wide that they hit each other again, when the arm swings down again.

Da weiterhin das Gewicht 2 sich auf einer Site des Arms 11 befindet, neigt der Federteil zwischen dem Arm und dem Gewicht zu einer Drehung um den Drehpunkt, den der Arm 11 bei einer vertikalen Schwingung der Leitung 12 bildet. Dieser Umstand fördert die Gleitreibung und die Aufschläge zwischen den Federwindungen auf der Armseite mit dem Gewicht 2 beim Wirksamwerden der Dämpfungsfunktion.Furthermore, since the weight 2 is on one side of the arm 11, the spring part between the arm and the weight tends to rotate around the pivot point, which the arm 11 forms when the line 12 oscillates vertically. This condition promotes sliding friction and the impact between the spring coils on the Arm side with weight 2 when the damping function becomes effective.

Die oben beschriebene Dämpfungsfunktion und -wirkung erlauben eine schnelle Vernichtung der Schwingungsenergie und lassen sich unter geringem Erstellungsaufwand für die Anordnung erreichen. Die Anzahl der Bauteile für die Ausführungsform der Fig. l ist gering: Man braucht nur drei Federn, einen Bolzen, eine Scheibe, ein Gewicht sowie einen Befestiger für die Leitung0 Zusätzlich dazu ist der Befestiger verhältnismäßig klein, denn die Kräfte, die er betrieblich auszuhalten hat, sind nicht groß Die Scheibe 8 hat eine kleine Masse und kann ihrerseits durch ein träges Gewicht mit einer geringeren Masse als der des Gewichts 2 ersetzt werden; desglO kann man zwei Gewichte gleicher Masse anwenden, wie in den Ausführungsformen der Fig 6, 7, 9, 13, 14 und 15 Die Fig 2 und 3 zeigen einen Dämpfer, bei dem ein einziges Gewicht 16 vorliegt, das zu einem Joch gestaltet ist mit einer Basis 17 und mit dieser einteiligen Armen 18, die mit den beiden Enden einer enggewickelten Feder 20 verbunden sind Auch hier verläuft die Feder in Längsrichtung durch eine Öffnung 21 in einem Armansatz 22 des Befestigers 24, während eine Stelleinrichtung wie bspw. eine offengewickelte Feder 25 den Befe-Zeiger in der Sollage zwischen den Federenden hältO In der Fig 2 ist das Joch 16 aufwärts (und in Richtung des Befestigers 24) geöffnet derart,daß der Befestigerarm 22 in den Raum zwischen den Jocharmen 18 hineinsteht In Fig 3 ist das Joch abwärts geöffnet und weist eine Öffnung 26 in der Basis 17 auf, durch die der Arm des Befestigers vorsteht In beiden Ausführungsformen kann der Befestigungsbolzen - bspw der Bolzen 6 der Fig. l - entfallen, wie in Fig. 3 gezeigt, doho die Arme 18 des Jochs 16 lassen sich mit Ausnehmungen 27 versehen, die so bemessen sind, daß sie die Enden der Feder 20 aufnehmen können Die Feder 20 ist im Joch 16 (Figo 3) befestigt, indem sie stumpf auf der Bodenfläche der Vertiefung~27~an einem Ende des Jochs aufliegt, während sie am anderen Ende mit einem Stift 27A festgelegt ist, der durch den Arm 18 des Jochs im rechten Winkel zur Federachse verläuft. Die Grenzen der Bewegung des Jochs 16 werden durch einen Wulst 22A auf dem Ansatz 22 und das Joch 16 festgelegt, wobei die Öffnung 26 im Joch16 ein verhältnismäßig schmaler Schlitz ist, der in Jochlängsrichtung verläuft.The damping function and effect described above allow one rapid destruction of the vibration energy and can be easily created reach for the arrangement. The number of components for the embodiment of the Fig. 1 is small: you only need three springs, one bolt, one Washer, a weight and a fastener for the line0 in addition to this the fastener is relatively small because of the forces it can withstand operationally are not large The disk 8 has a small mass and can in turn through replacing an inertial weight with a mass less than that of the weight 2; It is also possible to use two weights of equal mass, as in the embodiments 6, 7, 9, 13, 14 and 15 FIGS. 2 and 3 show a damper in which a the only weight 16 is present, which is designed as a yoke with a base 17 and with this one-piece arms 18, which with the two ends of a tightly wound Spring 20 are connected. Here, too, the spring runs in the longitudinal direction through a Opening 21 in an arm extension 22 of the fastener 24, while an actuator such as, for example, an open-wound spring 25 between the Befe pointer in the desired position holds the spring endsO In Fig. 2, the yoke 16 is upward (and in the direction of the Fastener 24) opened so that the fastener arm 22 in the space between the Yoke arms 18 protrudes into it. In Fig. 3, the yoke is open downwards and has an opening 26 in the base 17 through which the arm of the fastener protrudes In both embodiments the fastening bolt - for example the bolt 6 in FIG. 1 - can be omitted, as in FIG. 3 shown, doho the arms 18 of the yoke 16 can be provided with recesses 27, which are sized to accommodate the ends of the spring 20. The spring 20 is fixed in the yoke 16 (Figo 3) by being butt on the bottom surface of the recess ~ 27 ~ one end of the Yoke rests on while she is at the other end with a pin 27A is fixed by the arm 18 of the yoke at right angles runs to the spring axis. The limits of movement of the yoke 16 are through a Bead 22A set on the lug 22 and the yoke 16, the opening 26 in the Yoke16 is a relatively narrow slot that runs in the longitudinal direction of the yoke.

Die Anordnungen der Fig. 2 und 3 arbeiten im wesentlichen so, wie oben zur Anordnung nach Fig. 1 beschrieben, dies insbesondere, wenn der Arm 22 nicht auf der enggewickelten Feder 20 (wie gezeigt) zentriert ist, so daß die Drehung der Feder 20 um den Drehpunkt von 22 durch die Schwingungen einer zugehörigen Frei leitung verursacht wird.The arrangements of Figures 2 and 3 operate essentially as described above for the arrangement according to FIG. 1, this in particular when the arm 22 is not is centered on the tightly coiled spring 20 (as shown) so that the rotation the spring 20 around the pivot point of 22 by the vibrations of an associated free conduction is caused.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, in der eine zweiteilige Leitungsschelle die Form eines Jochs (aus den Fig. 2 und 3) annimmt und an den Enden der Dämpfungsfeder 20 angreift, während das Trägheitsgewicht ein einteiliger Körper 28 sein kann, der auf der Feder zwischen den Armen des Schellenjochs angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist das Gewicht mit einer Öffnung 29 versehen, durch die die Feder in Längsrichtung verläuft.Fig. 4 shows an embodiment of the invention in which a two-part Cable clamp takes the form of a yoke (from Figs. 2 and 3) and at the ends the damping spring 20 engages, while the inertia weight is a one-piece body 28 can be arranged on the spring between the arms of the clamp yoke is. In this embodiment the weight is provided with an opening 29 through which the spring runs in the longitudinal direction.

Die Fig. 5 der Zeichnung zeigt einen Dämpfer, in der die zweiteilige Leitungsschelle der vorgehenden Ausführungsformen durch wendelförmig verlaufende Verlängerungen 30 an den Enden der Dämpfungsfeder 20 ersetzt sind, die um eine hängende Freileitung (12) auf bekannte Weise herumgewickelt werden Können. Auch hier befindet sich auf der Feder (in der Art der Fig. 4) ein einzelnes Gewicht 28 zwischen den Verlängerungen 30 und kann auf der Feder mechanisch befestigt oder sonstwie festgelegt sein durch geeignete Abstandshalter (in Fig. 5 nicht gezeigt).Fig. 5 of the drawing shows a damper in which the two-part Cable clamp of the previous embodiments by helically extending Extensions 30 at the ends of the damping spring 20 are replaced by a hanging Overhead line (12) can be wrapped around in a known manner. Even here is on the spring (in the manner of Fig. 4) a single weight 28 between the extensions 30 and can be mechanically attached to the spring or otherwise be determined by suitable spacers (not shown in Fig. 5).

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Hauptbefestigungsbolzen - bspw. der Bolzen 6 der Fig. 1 - entfallen kann. In der Fig. 6 ist die Dämpfungsfeder 20 mit mit ihr einteiligen C-förmigen Verlängerungen 31 versehen, die durch geeignete bemessene Öffnungen 32 in den gegenüberliegenden Gewichten 33 vorstehen, um die Gewichte und die Feder aneinander zu befestigen. Zusätzlich weist eine Leiterschelle 34 einen langgestreckten seitlichen Ansatz 35 auf, der die Dämpfungsfeder in einer durch den Ansatz verlaufenden Öffnung 36 aufnimmt. Die Öffnung kann mit einem in Richtung der Längsmitte von 33 abnehmenden Durchmesser bzw. Querschnitt ausgeführt sein. Auf diese Weise schafft man im Teil 35 einen Mittenabschnitt 37, der sehr nahe an den dem Teil 37 gegenüberliegenden Federwindungen verläuft oder st sogar berührt. Die Querschnittsänderung kann dabei gradlinig, becherförmig gekrümmt oder beides sein, wie in Fig 6 gezeigt.Fig. 6 shows a further embodiment of the invention in which a main fastening bolt - for example the bolt 6 of FIG. 1 - can be omitted. In 6 is the damping spring 20 with C-shaped extensions integral therewith 31 provided, through suitable sized openings 32 in the opposite Weights 33 protrude to secure the weights and the spring together. In addition, a conductor clamp 34 has an elongated lateral extension 35 on, which receives the damping spring in an opening 36 extending through the extension. The opening can have a diameter that decreases by 33 in the direction of the longitudinal center or cross-section. In this way, a central section is created in part 35 37, which runs very close to the spring coils opposite the part 37 or even touched. The change in cross-section can be straight, cup-shaped be curved or both as shown in FIG.

Der sich ändernde Durchmesser der Öffnung 36 erteilt dem Dämpfer der Fig. 6 eine variable Dämpfungscharakteristik derart, daß bei einer nur schwachen Bewegung einer zugehörigen Freileitung nur der Mittelteil der Schelle den in unmittelbarer Nähe von 37 liegenden Teil der Feder 20 berührt, so daß die Feder auslenkt und d:åmpft. Bei zunehmender~Schwingunqsampli--j tude und -energie legen die geschrägten Teile des Ansatzes am Mittelteil sich an zusätzliche Federwindungen an, so daß die wirksame Länge der Feder geringer und die Feder nur härter wird und der Bewegung der Schelle 34 stärker widersteht.The changing diameter of the opening 36 gives the damper the Fig. 6 shows a variable damping characteristic such that only weak Movement of an associated overhead line only the middle part of the clamp in the immediate Near 37 lying part of the spring 20 touches, so that the spring deflects and d: åmpft. With increasing ~ oscillation sample - j dexterity and energy lay the inclined parts of the approach on the middle part to additional spring coils on, so that the effective length of the spring is less and the spring is only harder and the movement of the clamp 34 is more resistant.

Eine ähnlich variable Dämpf- und Steifewirkung läßt sich mit der in Fig. 7 gezeigten Konstruktion erreichen. In dieser Konstruktion sind die gegenüberliegenden Gewichte 33 mit einwärts gewandten Schultern 38 versehen, deren Durchmesser oder Querschnitt in Richtung zur gegenüberliegenden Schulter hin abnimmt.A similarly variable damping and stiffening effect can be achieved with the in Fig. 7 achieve construction shown. In this construction are the opposite Weights 33 provided with inwardly facing shoulders 38, the diameter or Cross-section decreases in the direction of the opposite shoulder.

Auf diese Weise erhält man (gradlinig, gekrümmt oder gradlinig und gekrümmt) verjüngte Flächen zur Auflage der Dämpfungsfeder 20, die auf den Schultern gelagert ist, so daß die Anzahl der Federwindungen, die bei einer Schwingung der zugehörigen Leitung in Dämpfungsbewegung versetzt werden, von der Amplitude und der Energie.der Schwingungen abhängt. Die Gewichte 33 und die Feder 20 in Fig. 7 lassen sich mit einem Bolzen 9 aneinander befestigen, der durch die Gewichte und die Feder hindurch verläuft, wie in Fig. l gezeigt.In this way you get (straight, curved or straight and curved) tapered surfaces to support the damping spring 20 on the shoulders is mounted, so that the number of spring coils that occur when the associated line are set in damping movement, by the amplitude and the energy of the vibrations. The weights 33 and the spring 20 in FIG. 7 can be attached to each other with a bolt 9, which is supported by the weights and the spring passes through as shown in FIG.

Eine Doppelfeder-Anordnung nach der vorliegenden Erfindung ist als Seitenriß in Fig. 8 der Zeichnung gezeigt. In der Fig. 8 ist nur ein langgestrecktes Gewicht gezeigt, so daß ein Armansatz 42 der Leitungsschelle 44 sichtbar ist. In der Darstellung der Fig. 8 sind die Enden von zwei nebeneinanderliegenden Dämpfungsfedern 46 (im Aufriß) sichtbar und verlaufen durch zwei Öffnungen im Schellenansatz, die den Öffnungen 11A und 21 entsprechen, die mit den Fig. l und 3 beschrieben und erläutert, wurden, Das Gewicht bzw die Gewichte 40 (ein zusätzliches Gewicht Icann am in Fig 8 sichtbaren Ende derfedern 46 und allgemein wie in Fig 6, 7 und 9 gezeigt angeordnet werden) sind an einem oder beiden Enden der Feder mit Bolzen 48 (geschnitten gezeigt) befestigt dargestellt, die längs durch die Mitte der Federn 46 verlaufen Wie weiterhin gestrichelt in Fig 8 gezeigt, kann man, um die Schaukelbewegung des Gewichts bzw der Gewichte o bezüglich der Schelle 44 zu verstärken und damit die Dämpfwirkung zu verbessern, ein Ende des Gewichts bzw der Gewichte länger ausgeführt sein als das andre, so daß bei zusätzlicher Masse das Gewicht in Richtung der größeren Länge und Masse eine Unwucht erhält und der Massenschwerpunkt sich in Richtung der größeren Länge und Masse verschiebt Die Federn 46 in der Ausführungsform nach Fig0 8 brauchen nicht die gleiche Größe zu haben, wenn der Dämpfer in der Lage sein soll, zwei unterschiedliche Schwingungsfrequenzen zu dämpfen Für ein gegebenes Gewicht wirkt eine weichere bzw schwächere Feder bei niederfrequenten und energiearmen Schwingungen einer zugehörigen Leitung, während eine stärkere bzw härtere Feder von solchen Schwingungen unbeeinflußt bleibt Die Windungen der größeren oder härteren Feder werden erst beim Auftreten einer verhältnismäßig hochfrequenten und energiereichen Schwingung der Leitung ausgelenkt Die Fig 9 bis 12 zeigen Konstruktionen mit dieser Fähigkeit Die Fig 9 zeigt eine Doppelfederanadnung, bei der zwei konentrische Federn 50, 52 auf zwei gegenüberliegenden Schultern oder Absätzen 54 bzw. 56 sitzen, die den beiden gegenüberliegenden Dämpfungsgewichten 58, 60 zu geordnet sind. Betrieblich ist die Außenfeder 50, die länger ist und einen größeren Durchmesser als die Feder 52 hat, weicher als die kürzere Innenfeder (unter Annahme des gleichen Drahtwerlcstoffs für beide Federn), so daß bei niederfrequenten Schwingungen einer zugenörigen Leitung die Windungen der Außenfeder ausgelenkt werden und sich eine Dämpfung ergibt. Bei Schwingungen ausreichend hoher Frequenz bewegt der Klemmarm der Vorrichtung (und die Außenfeder) sich an die Innenfeder heran, so daß die Windungen der Innenfeder ebenfalls auslenken und die beiden Federn gemeinsam die höhere Schwingungsenergie dämpfen können.A double spring arrangement according to the present invention is as Side elevation shown in Figure 8 of the drawing. In Fig. 8 there is only an elongated one Weight shown so that an arm attachment 42 of the cable clamp 44 is visible. In 8 are the ends of two adjacent damping springs 46 (in elevation) visible and run through two openings in the base of the clamp, the correspond to the openings 11A and 21, which are described and explained with FIGS. 1 and 3, became, The weight or weights 40 (an additional weight can be seen in FIG Ends of springs 46 and generally arranged as shown in Figures 6, 7 and 9) are attached to one or both ends of the spring with bolts 48 (shown in section) shown, which extend longitudinally through the center of the springs 46 As further in dashed lines shown in Fig. 8, you can to the rocking motion of the weight or weights o to strengthen the clamp 44 and thus improve the damping effect, one end of the weight or weights must be made longer than the other, like this that with additional mass the weight in the direction of the greater length and mass receives an imbalance and the center of mass moves in the direction of the greater length and mass displaces The springs 46 in the embodiment according to Fig0 8 do not need to have the same size if the damper is to be able to handle two different ones To dampen vibration frequencies For a given weight, a softer or weaker spring in the case of low-frequency and low-energy vibrations of an associated Line, while a stronger or harder spring is unaffected by such vibrations remains The coils of the larger or harder spring are only when it occurs deflected a relatively high-frequency and high-energy vibration of the line Figures 9 through 12 show constructions having this capability. Figure 9 shows one Doppelfederanadnung, in which two conentric springs 50, 52 on two opposite one another Shoulders or paragraphs 54 and 56, respectively, which sit opposite the two Damping weights 58, 60 are assigned to. Operational is the outer spring 50 that is longer and larger in diameter than the spring 52, softer than that shorter inner spring (assuming the same wire material for both springs), so that in the case of low-frequency vibrations of an associated line, the windings the outer spring are deflected and there is a damping. With vibrations sufficiently high frequency moves the clamping arm of the device (and the outer spring) approach the inner spring so that the coils of the inner spring also deflect and the two springs can jointly dampen the higher vibration energy.

In Fig. 1o der Zeichnung ist ein Dämpfer gezeigt, der verhältnismäßig hoch- und auch niederenergetische Schwingungen dämpfen kann. Die beiden Federn 70, 72 sind (hinsichtlich der Drahtstärke und des Drahtwerkstoffs) gleich aufgebaut, liegen aber in Öffnungen 74, 76 unterschiedlichen Durchmessers im Schellenarm 77 des Dämpfers. In der Fig. 1o ist die Öffnung 74 so bemessen, daß der Schellenarm an der Feder 70 im wesentlichen entlang deren gesamter Umfangsfläche anliegt, wobei der Dämpfer sich in der Ruhelage befindet. Die Öffnung 76 hat einen wesentlich größeren Durchmesser als die Feder 72, so daß der Schellen, arm von der Feder freiliegt. Bei einer solchen Konstruktion versetzen Schwingungen geringer Amplitude die Windungen der Feder 70 sofort in eine Gleitbewegung, so daß sich eine Dämpfung ergibt, während so schwache Schwingungen nicht ausreichen, um die Schelle 77 und die Feder 72 in gegenseitige Berührung zu bringen. Nimmt die Schwingungsenergie jedoch zu, berühren die Schellenarme 77 und die Feder 72 einander und man erhält eine Dämpfungswirkung, die auch durch die gegenseitigen Aufschläge zwischen der Feder 72 und der Innenfläche der Öffnung 76 im Schellenarm verursacht wird In der Fig0 1o ist nur ein Gewicht 79 dargestellt, obgleich man auch zwei solche Gewichte an den Federn mit den im Querschnitt gezeigten Bolzen 78 anbringen kann.In Fig. 1o of the drawing, a damper is shown that relatively can dampen high and low energy vibrations. The two springs 70, 72 have the same structure (in terms of wire thickness and wire material), but lie in openings 74, 76 of different diameters in the clamp arm 77 of the damper. In Fig. 1o the opening 74 is dimensioned so that the clamp arm abuts against the spring 70 essentially along its entire circumferential surface, wherein the damper is in the rest position. The opening 76 has a much larger one Diameter than the spring 72 so that the clamp is exposed arm from the spring. With such a construction, low amplitude vibrations displace the windings the spring 70 immediately in a sliding motion, so that there is a damping while Vibrations so weak are not enough to keep clamp 77 and spring 72 in mutual contact too bring. Takes the vibration energy however, the clip arms 77 and the spring 72 touch each other and one obtains a damping effect, which is also due to the mutual impacts between the In the spring 72 and the inner surface of the opening 76 in the clamp arm Fig0 1o only one weight 79 is shown, although there are two such weights can attach to the springs with the bolts 78 shown in cross section.

Die Fig. ll, 12 sind eine Schnitt- bzw eine Aufrißdarstellung einer 3-Feder-Anordnung, die sowohl hoch- als auch niederfrequente Schwingungen dämpfen kann. Insbesonders sind zwei verhältnismäßig harte großdurchmessrige Federn 80 und eine weichere Feder 82 mit kleinerem Durchmesser beabstandet zwischen zwei Trägheitsgewichten 84 dargestellt0 Auf der Feder 82 mit dem kleinen Durchmesser sitzt ein zusätzliches Gewicht 86 mit verhältnismäßig geringer Masse. Auch hier bewirkt die Feder mit dem kleinen Durchmesser eine Dämpfung niederfrequenter Schwingungen, während die größeren Federn höherfrequente Schwingungen beeinflussen0 In den bisher beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung war der Durchmesser jeder der Dämpfungsfedern als im wesentlichen konstant dargestellt0 Die Fig0 13 zeigt demgegenüber eine enggewickelte Dämpfungsfeder 9o, deren Durchmesser sicht entlang ihrer Länge ändert, wobei der größere Durchmesser am Abhängepunkt einer Leitungsschelle 92 befindet0 Vom Abhänge-bzw. Mittelpunkt verjüngt die Feder sich zu einem geringsten Durchmesser an ihren Enden. Der Rest der Struktur der Fig. 13 entspricht der der Fig. 6 oben beschriebenen - mit Ausnahme der Mittel, mit denen die Trägheitsgewichte an der Feder festgelegt sind.Figs. 11, 12 are a sectional and an elevation view of a 3-spring arrangement that dampens both high and low frequency vibrations can. In particular, there are two relatively hard, large-diameter springs 80 and 80 a softer, smaller diameter spring 82 spaced between two inertia weights 84 shown0 On the spring 82 with the small diameter sits an additional one Weight 86 with a relatively low mass. Here, too, the spring works with the small diameters dampen low-frequency vibrations, while larger ones Springs affect higher-frequency vibrations0 In the embodiments described so far of the present invention, the diameter of each of the damper springs was as im shown essentially constant0 In contrast, Fig. 13 shows a tightly wound Damping spring 9o, the diameter of which changes along its length, the larger diameter is located at the suspension point of a cable clamp 92 from the suspension or. Focus the spring tapers to a smallest diameter at its ends. The rest the structure of FIG. 13 corresponds to that of FIG. 6 described above - with the exception the means by which the inertial weights are fixed on the spring.

Die Konstruktion der Fig. 13 ergibt (wiederum) eine variable Dämpfungscharakteristik, wobei niederfrequente Bewegungen einer zugehörigen Leitung von den größeren und weicheren Windungen der Feder 9o gedämpft werden, während die mit kleinerem Durchmesser gewickelten Windungen nicht nur steifer als die größeren Windungen sind; im Vergleich zu den größeren Windungen kann sich auch zwischen nebeneinanderliegenden Windungen nur eine schwächere Reibung ausbilden, da die Gesamtberührungsfläche zwischen den Windungen kleiner ist.The construction of Fig. 13 (again) results in a variable damping characteristic, being low-frequency movements of an associated line from the larger and softer turns of the spring 9o are dampened, while those with a smaller diameter wound turns are not only stiffer than the larger turns; in comparison the larger turns can also be between adjacent turns form only a weaker friction, since the total contact area between the Turns is smaller.

Der Aufbau nach Fig. 13 hat zusätzliche Vorteile, Da Teile der Windungen der Feder 9o einen kleineren Durchmesser haben, ist weniger Material zu ihrer Herstellung erforderlich. Weiterhin werden auf diese Weise die Erstellungskosten des Bolzens 6 gainger, da auf- ihm keine Schultern erforderlich sind. Da nun jede Feder einen kleineren Durchmesser erhält, nimmt die Anfangsspannung der- Feder automatisch zu, ohne daß beim Wickeln der Feder spezielle Justiermittel erforderlich sind.The construction according to FIG. 13 has additional advantages, since parts of the windings of the spring 9o have a smaller diameter, there is less material to manufacture them necessary. Furthermore, in this way the building costs of the bolt are reduced 6 gainger, as no shoulders are required on it. Since now every feather has a gets smaller, the initial tension of the spring increases automatically, without special adjustment means are required when winding the spring.

Die Fig. 14 und 15 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der man eine wirkungsvolle Schwingungs dämpfung sowohl hinsichtlich der Dämpfungsfähigkeit als auch der Erstellungskosten dieser Ausführungsform erhält Die FigO 14, 15 zeigen einen Dämpfer in einer Spangenkonstruktion 94 aus Federbandmaterial, zwei beabstandeten enggewickelten Federn 96 und zwei flachen Trägheitsgewichten 98 (bspwO billigen Stahlstanzteilen), die auf geeignete Weise an den entgegengesetzten Federenden befestigt sind0 Wie in Fig0 14 gezeigt, hat die Spange 94 zwei Schenkel logos die abwärts verlaufen und dabei von einem mit ihnen einteilig ausgeführten kreisrunden Teil 1o2 sich auswärts aufspreizen, der fest auf einer Leitung 12 sitzt, Die unteren Enden der Spangenschenkel laufen in kreisrunde Teile 1o3 aus, die so bemessen sind, daß sie sich an die Federn 96 anlegen können0 Wie weiterhin Fig 14 darstellt, liegen die Trägheitsgewichte im wesentlichen in Gestalt eines umgekehrten U vor, durch das die Leitung 12 verläuft, wobei die Gewichte so bemessen und angeordnet sind, daß sie von der Leitung beabstandet sind und sie folglich nicht berühren Einwärts gewandte (nicht gezeigte) Schultern oder Absätze, die die Enden der Feder 96 lagern, lassen sich auf den Gewichten 98 einteilig mit ihnen vorsehen, wenn diese gestanzt oder sonstwie hergestellt und/oder geformt werden0 Die Wirksamkeit der des auf der Federreibung und der gegenseitigen Windungsschläge beruhenden Erfindungskonzepts ist gegenüber den Stockbridge-Dämpfern überraschend0 Dies erweist sich aus den in Form eines Diagramms der Fig0 16 dargestellten Meßdaten, in dem in Y-Richtung die Dämpfungswirkung als Funktion der Schwingungsfrequenzen der Leiter in Perioden pro Sekunde und der Windgeschwindigkeit in Richtung aufgetragen ist0 Die Kurven in Fig. 16 zeigen die Ergebnisse von Schwingungsdämpfungstests unter Verwendung einer ACSR-Schienenleitung mit einem Durchmesser von 290 mm (1,165 in.) als Prüfletung. Ein 2,95 kg (6,5 lbs.) schwerer Dämpfer nach der vorliegenden Erfindung mit zwei seitlich beabstandeten, waagerecht angeordneten enggewickelten gleich großen und gleich aufgebauten Federt sowie zwei Trägheitsgewichten gleicher Masse auf den Federenden wurde dazu mit einem Stockbridge-Dämpfer mit 6,76 kg (14, 9 abs.) Gewicht verglichen. Jeder Dämpfer wurde an der Prüfleitung mit einer zweiteiligen Leitungsschelle befestigt.Figs. 14 and 15 show another embodiment of the present invention Invention in which you can have an effective vibration damping in terms of both the damping ability as well the cost of building this embodiment FigO 14, 15 show a damper in a clasp construction 94 from Spring band material, two spaced closely coiled springs 96 and two flat ones Inertial weights 98 (e.g. cheap steel stampings), which are in a suitable manner are attached to the opposite spring ends0 As shown in Fig0 14, has the clasp 94 two leg logos that run downwards and one with them one-piece circular part 1o2 spread outwards, the sits firmly on a line 12, the lower ends of the clasp legs run in circular parts 1o3 which are dimensioned so that they come to rest against the springs 96 As FIG. 14 also shows, the inertial weights are essentially in the shape of an inverted U, through which the line 12 extends, the Weights are sized and arranged so that they are spaced from the conduit and consequently they do not touch inward-facing shoulders (not shown) or Paragraphs that support the ends of the spring 96 can be integrally mounted on the weights 98 provide with them if these are stamped or otherwise manufactured and / or shaped become0 The effectiveness of the on the spring friction and the mutual winding beats based invention concept is surprising compared to the Stockbridge dampers0 This can be seen from the measurement data shown in the form of a diagram in Fig. 16, in which in the Y-direction the damping effect as a function of the oscillation frequencies the conductor is plotted in periods per second and the wind speed in the direction is0 The curves in Fig. 16 show the results of vibration damping tests using an ACSR rail line with a diameter of 290 mm (1.165 in.) as test lead. A 2.95 kg (6.5 lbs.) Damper according to the present invention Invention with two laterally spaced, horizontally arranged, tightly wound springs of the same size and structure as well as two inertial weights of the same type The mass on the spring ends was measured with a Stockbridge damper weighing 6.76 kg (14, 9 abs.) Weight compared. Each damper was attached to the test lead with a two-piece Cable clamp attached.

Die Leitung wurde zur Prüfung einem Bereich von Windschwingungs frequenzen von etwa 6 Hz bis etwa 42 Hz ausgesetzt, wie in Fig.The line was used to test a range of wind vibration frequencies from about 6 Hz to about 42 Hz, as shown in Fig.

16 angegeben.16 specified.

Die Dämpfungsfähigkeit der Doppelfederanordnung nach der vorliegenden Erfindung ist mit der gestrichelten Kurve 105 gezeigt7 die die Meßpunkte verbindet, bei denen es sich um die tatsächlich aufgenommenen Meßwerte des Verhaltens der Leitung unter den angegebenen Schwingungsfrequenzen handelt. Entsprechend zeigt die Kurve 106 das Verhalten der Leitung mit einem Stockbridge-Dämpfer unter ansonsten gleichen Bedingungen.The damping ability of the double spring arrangement according to the present The invention is shown with the dashed curve 1057 which connects the measuring points, which are the actually recorded measured values of the behavior of the line acts below the specified vibration frequencies. The curve shows accordingly 106 the behavior of the line with a Stockbridge damper with otherwise the same Conditions.

Es ergibt sich aus diesen Kurven, daß die leichtere Doppel federkonstruktion nach der vorliegenden Erfindung dem schwereren Stockbridge-Dämpfer erheblich überlegen ist innerhalb des gesamten ausgewerteten Bereichs von Prüffrequenzen, die in der Praxis für abgehängte Freileitungen die größten Schwrigkeiten auswerfen. Dieses Ergebnis wird noch durch den Umstand betont, daß der Stockbridge-Dämpfer um mehr als das Doppelte schwerer war als der Federreibungsdämpfer nach der vorliegenden Erfindung, obgleich ein schwerer Dämpfer an sich eine grössere Trägheit bietet, gegen die die Dämpfungsbewegung der Stahl seile des Stockbridge-Dämpfers wirkt. Diese hohe Wirkung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erlaubt erhebliche Einsparungen der Menge der zur Herstellung derselben erforderlichen Materials.It follows from these curves that the lighter double spring construction significantly superior to the heavier Stockbridge damper according to the present invention is within the entire evaluated range of test frequencies specified in the Practice for suspended overhead lines the greatest difficulties eject. This result is further emphasized by the fact that the Stockbridge damper was more than twice heavier than the spring friction damper according to the present invention Invention, although a heavy damper itself offers greater inertia, against which the damping movement of the steel cables of the Stockbridge damper acts. This high effect of the device according to the present invention allows considerable Savings in the amount of material required to manufacture the same.

Zusitzliche Tests wurden an unterschiedlichen Konstruktionen und mit unterschiedlichen Gewichten ausgeführt, um die allgemeine Anwendbarkeit der Prinzipien der vorliegenden Erfindung gegenüber vergleichbaren Stockbridge-Dämpfern abschätzen zu können0 In sämtlichen Fällen waren die Dämpfer nach der vorliegenden Erfindung den geprüften Stockbridge-Dämpfern berlegen,Additional tests were carried out on different constructions and with different weights run to the general applicability of the principles of the present invention versus comparable Stockbridge dampers In all cases the dampers were in accordance with the present invention superior to the tested Stockbridge dampers,

Claims

Claims U device:! Damping vibrations of a single sagging line, characterized by at least one coiled spring, whose Coils are at least partially tightly wound, a device around the spring to be attached to an attached line at a distance from this, and at least an inertial weight connected to the spring and carried by the conduit via the Spring and the fastening device is resiliently suspended, which of the Management.

suspended weight moves in a translatory manner and thereby a sliding friction between the tightly wound turns of the spring in one to the longitudinal axis of the spring perpendicular direction causes when the line vibrations of more than one given strength executes, whereby the sliding friction of the spring coils the vibration energy transformed into heat.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the spring can bend when the associated line vibrates, in such a way that adjacent Coils of the spring separate and lay on top of each other to generate the vibration energy to disperse.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the means by which the coil spring is attached to the conduit is a clamp construction with opposing clamp parts that can attack the line, and with spaced from the clamp parts means that act on the spring.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the weight is attached to the coil spring at one end thereof and that of the clamp structure spaced device engages the spring at a location spaced from the weight.

5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the means for attaching the spring to the conduit extensions of the spring which are preformed so that they can wrap around the line.

6. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the weight is provided with an opening through it and the spring in Longitudinal direction runs through this opening.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the axis the spring can run across the line and generally parallel to the earth0

8. Device according to claim 1, characterized in that the spring axis in direction which and can generally run parallel to the line.

9. Apparatus according to claim 1, characterized in that the weight consists of two parts by weight, each at opposite ends of the Spring are arranged.

lo. Device according to claim 9, characterized in that the parts by weight two concentric, inward-facing shoulders with two different diameters comprises, a second spring concentric to the first-mentioned spring and spaced from this is provided and the springs extend between the weight parts, the spring ends lie on the concentric shoulders.

11. The device according to claim 9, characterized in that each the part by weight is provided with an inwardly facing tapered shoulder, the taper of the shoulder each having a decreasing shoulder diameter in the direction of the other shoulder and the ends of the springs rest on the shoulders.

12. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that that the parts by weight have unequal masses.

13. The device according to claim 1, characterized in that the weight consists of a yoke arrangement with a base and one-piece arms with this, those at the ends of the spring attack.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the Base of the yoke assembly is provided with an opening through which the device runs, with which the spring is attached to a line.

15. The apparatus according to claim 13, characterized in that each Arm of the yoke assembly is provided with an inwardly opening recess, in each of which one end of the spring protrudes, whereby the spring on the yoke assembly is attached.

16 Device according to claim 1, characterized in that the device which attaches the spring to the line, has a JOch construction, of which Arms on opposite ends of the spring engage with the weight between the yoke arms is arranged.

17. The device according to claim 1, characterized in that the weight is an elongated structure that is generally parallel to the conduit Direction runs

18. The device according to claim 1, characterized in that the Weight is supported by an additional tightly coiled spring that is spaced apart and is disposed generally parallel to the first mentioned spring.

19. The device according to claim 18, characterized in that the Device for attaching the springs to an attached pipe with two openings has, each receiving one of the springs.

20. The device according to claim 19, characterized in that the Diameter of one of the openings is chosen so that there is a tight fit between the spring and the fastener results, while the diameter of the other Opening is chosen so that the associated spring can move freely across the opening can.

21. Device according to one of claims 18 to 20, characterized in that that the two springs have different diameters.

22. The device according to claim 1, characterized in that there are two has tightly coiled springs in addition to the first mentioned spring supporting the weight intercept, whereby two of the three springs have a low-frequency damping, the third Spring result in high-frequency damping.

23. The device according to claim 1, characterized in that at least two spaced parallel coiled springs and one preformed elastic Clasp are present to keep the springs on the attached line spaced apart from this fasten, the weight being resilient and spaced with respect to the line through the springs and the preformed clasp arranged is and between the springs and around the pipe.

24. The device according to claim 23, characterized in that the Clasp a preformed elastic piece to grip the line and two has preformed circular extensions for engaging the springs.