NO171382B - Anordning for demping av vibrasjoner i baerekabler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for vibrasjonsdempning i en strekk-kabel forankret i minst en av sine ender i et fundament, hvilken anordning innbefatter en krave som omgir et parti av strekk-kabelen og ligger nær fundamentet, samt stag som binder kraven til et andre fundament, hvilket montasjekrave-stag er tilsluttet svingningsdempende innretninger.

Det er kjent at disse kabler er utsatt for vibrasjoner på grunn av vind eller trafikkering av kjøretøyer, spesielt tunge kjøretøyer, på broer utstyrt med slike kabler.

I DE-3434620 beskrives dempemuffer som omhyller endene av stagene eller bardunene.

Disse muffer består imidlertid av massive ringer 13 av neopren som i seg selv er omgitt av ringer 15 av avbundet mørtel.

FR-1562514 beskriver vibrasjonsdemper for en sylindrisk bjelke, omfattende et antall skiver som overlapper hverandre og er festet henholdsvis til bjelken som skal dempes og til en ytre fløy, idet intervallene mellom skiven er fyllt med en absorberende masse.

Denne masse kan være en silikonolje eller også et fast materiale som kan flyte som en væske.

Den tilsiktede hovedanvendelse har imidlertid intet å gjøre med en muffe, det dreier seg om krumtappen til en diesel-motor .

CH-664430 beskriver en ring som tillater å montere kanali-seringer av plastmateriale på bygningsvegger, en ring som består av to halvformer med U-form og lukket med krumme plater.

Ringen inneholder en dempende fylling som består av et gummibånd, deformert i henhold til en suksesjon av ved siden av hverandre liggende kuler, en fylling som ikke kan sammenlignes med det som beskrives ifølge foreliggende oppfinnelse.

US-4739979 gjelder en elastisk motorbærer og er ment for å sikre en aksialdempning, ikke en radialdempning. Videre er fyllmaterialet i denne bærer et vann hvortil det er satt en antigel, et materiale som ikke er sammenlignbart med den elastiske eller plastiske fyllmasse som kreves ifølge foreliggende søknad.

For å dempe slike vibrasjoner har anordninger allerede vært foreslått og som innbefatter: - en krave som omgir et parti av kabelen noen få meter fra enden av kabelen, og som er forankret i et passende fundament , - og to skrånende stag som innbefatter vibrasjonsdempere innsatt mellom deres ender, der hver enhet dannes av et stag og den tilhørende demper som forbinder kraven til en forankringsblokk innlagt i et passende fundament.

I kjente utførelser av slike anordninger, er demperne av den type som benyttes for tunge kjøretøyer, dvs. forholdsvis kostbare og plasskrevende.

For det samme formål av å dempe vibrasjoner i strekkabler, har det allerede vært foreslått å omgi den nedre ende av en slik kabel, forankret i et fundament, med klaring ved hjelp av en sylindrisk boks som selv er forankret i sin bunn til fundamentet, hvilket ringformede gap mellom kabelpartiet og boksen er lukket i sin øvre ende av en deformerbar for-seglende belg og dette gap fylles opp med fett.

Når det angjeldende kabelparti utsettes for tverrgående vibrasjoner, lager det sitt hull i fettmassen som omgir det mens det deformerer endebelgene og erfaring viser at den resulterende demping etterlater mye ugjort.

Formålet med oppfinnelsen er spesielt å tilveiebringe dempingsanordninger for vibrasjoner i en kabel og som er en mye bedre tilpasset konstruksjon som på en og samme tid er spesielt virkningsfull, estetisk og økonomisk.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en anordning av den innledningvis nevnte art som kjennetegnes ved de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende selvstendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav.

I det følgende vil noen få foretrukne utførelser av oppfinnelsen bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger som på ingen måte er ment å være begrensende. Fig. 1 viser skjematisk et sideriss av en kabel-vibrasjonsdemper i samsvar med oppfinnelsen montert på den korresponderende kabel; Fig. 2 er en avbildning langs pilen II ifølge fig. 1; Fig. 3 viser i aksielt halvsnitt et parti av en slik demper; Fig. 4 er et enderiss langs pilen IV ifølge fig. 3, og i en redusert målestokk, av ett av de ringformede elementer som danner en slik demper; Fig. 5 og 6 viser respektivt i aksielt halvsnitt gjennom V-V

ifølge fig. 6 og i halvt tverrsnitt gjennom VI-VI ifølge fig. 5, en variant av demperen som også er i samsvar med oppfinnelsen; og

Fig. 7 er en variant av fig. 1 fortsatt i samsvar med

oppfinnelsen.

Det er foreslått her å dempe de tverrgående vibrasjoner som strekk-kablene 1 til en bro 2 er utsatt for, på grunn av vind eller trafikkering av kjøretøyer over denne bro.

Om slike kabler ikke blir holdt under kontroll, kan de forårsake skade, spesielt i nivået for forbindelsene mellom hver kabel og opphengsstagene for brodekket, og spesielt i nivået av ankerpunktene for kabelen, spesielt dersom vibrasjonene medfører et ressonansefenomen.

For å dempe slike vibrasjoner påsettes en dempingslast lokalt på hver kabel, i minst en posisjon P av denne kabel, plassert noen få meter fra sin nedre forankrede ende 3.

Denne nedre ende er forankret på en hvilken som helst ønsket måte til en blokk 4 som er fast forbundet til et passende fundament 5, slik som bakken eller selve broens 2 rammeverk.

For dette, er partiet av kabelen 1 som befinner seg ved P omgitt av et ringformet element 6 festet til dette parti, dvs. med en krave som i aksielt halvsnitt har form av en radielt utad åpen U, en ring 8 bevegbar på tvers med hensyn til elementet ligger i et spor 7 i dette element, med et ringformet hulrom oppfyllt av en pute 9 av et strømbart materiale, men med konstant totalt volum, hvor tetning med hensyn til dette materialet sørges for av tetninger 10 som er praktisk talt udeformerbare, i det minste i deres partier som er i kontakt med puten 9, og ringen 8 er forbundet med en stiv konstruksjon 11 til en forankringsblokk 12 som er fast, som blokken 4, til et passende fundament slik som bakken eller selve broens rammeverk.

Materialet M som danner puten 9 er en viskøs væske eller en elastisk eller plastisk pasta slik som silikonmasse eller annet fett istand til å strømme under belastning uten å endre sitt totale volum.

På grunn av den stive forbindelse dannet mellom ringen 8 og fundamentet kan denne ring 8 betraktes som fast i rommet. Dersom kabelen 1 utsettes for tverrvibrasjoner, gjelder det samme for elementet 6 som er fast til denne ved P og elementet bevirkes derfor til å bevege seg på tvers med hensyn til den faste ring 8, som den spenner over (aksielt).

Tatt i betraktning at partiene med tetninger 10 i kontakt med puten 9 er praktisk talt udeformerbare, medfører bevegelser av elementet at et parti av pastaen som danner puten 9 drives omkretsmessig bakover av der puten er plassert i en gitt sektor av ringrommet tilveiebragt mellom elementet og ringen, mot den diamentralt motsatte sektor av hulrommet og omvendt av rytmen for vibrasjonene som skal dempes.

Slik alternerende tilbakedrift absorberer en betraktelig energimengde, som demper de gjeldene vibrasjoner svært effektivt.

For å innpasse de ringformede elementer 6 og 8 på kabelen 1, er det ikke mulig å føre dem over de endelignende vulster, ettersom endene av kabelen ikke er tilgjengelige for dette formål.

Denne ulempe overvinnes ved å tildanne hver av demperenes ringformede komponenter av to halvsirkulære halvdeler satt mot hverandre og festet sammen på egnet måte, slik som skruing ved nivået av de radielle flenser som er satt sammen langs de aksielle flate partier og med innsettelse av passende tetninger, for metalldelene, eller ved binding langs flate avfasede flater for tetningene.

I en første utførelse, illustrert i fig. 3 og 4, er hver av de ringformede elementer 6 og 8 dannet av 6 elementer, fig. 4 viser et enderiss av elementet 6 alene med en av dets venstre komponenter tatt av.

Nærmere bestemt er hver av de to ringformede elementer 6 og 8 dannet av tre deler, nemlig en mellomring 6^, 8^, som begrenses aksielt av to skiver 63, 63; 83» 83 der de tre deler for hvert element monteres sammen med skrueinnretninger 13,14 som passerer aksielt gjennom disse fra en side til den andre.

Videre:

- hver del blir dannet, som nevnt ovenfor, av to halvdeler satt inntil hverandre langs et aksialplan, - og de hosliggende plan som korrespondererer med de aksielt hosliggende deler er vinkelmessig sideforskjøvet omkring den felles akse, fortrinnsvis ved 90°.

Naturligvis er passende tetninger (ikke vist) anordnet for tetning med hensyn til materialet M som danner puten 9 ved nivået av de innbyrdes inntilsatte flater av halvdelene med de angjeldende ulike deler.

Den tredelte konstruksjon som nettopp er beskrevet har i det aksielle halvsnitt av ringen 8 den generelle form av en radielt innad åpen U.

Ytterflaten av de to vinger av denne TJ, dannet av de to skiver 83 og 83, er tildannet med ringformede, sylindriske spor 15, hvis bunner kommuniserer med innsiden av U'en gjennom aksielle hull 16.

Sporene 15 opptas av ringformede tetningssko som er dannet av tre aksielt på hverandre lagte skiver, nemlig: - en praktisk talt udeformerbar ytre skive 17, nærmere bestemt tilvirket av polytetrafluoretylen, - en mellom-skive 18 tilvirket av en elastomer slik som en vulkanisert silikongummi,

- og en indre metallskive 19.

De første to skiver 17 og 18 ligger sammen i sporet 15, mens en liten klaring er tilbake mellom de sylindriske flater av dette spor 15 og metallskiven 19.

De Indre flater av de to skiver 63 og 63 som danner vingene av elementet 6 er flate, parallelle med hverandre og behandlet til å være harde og glatte, og er nærmere bestemt tlldannet ved et krom-plettert, polert belegg eller ved en påsatt folie av rustfritt stål.

Materialet M som danner puten 9 er her Innsprøytet under trykk inn i ringrommet dannet mellom elementet og ringen.

Tatt i betraktning dette trykk, påsetter dette materialet M ringromskoen fast mot de motvendende flater av elementets vinger.

Slik påsetting medfører at det gis en utmerket og holdbar tetning med hensyn til materialet M mellom ringrommet og utsiden.

Det skal bemerkes i denne forbindelse at denne påsetting medfører at hver skive 18 blir klemt aksielt av den tilstøt-ende metallskive 19, som ekspanderer disse skiver 18 aksielt og påsetter disse mot de sylindriske motvendende flater av sporene 15 som inneholder disse.

For å øke friksjonskoeffisienten på grunn av gliding av skoene mot de motvendende flater og således øke den ønskede dempning av kabelens vibrasjoner, kan det være fordelaktig å erstatte det PTFE-polerte metallpar med et annet par, slik som bronsje-bronsje.

For ytterligere å forbedre den angjeldende demping, kan begrensninger skapes inne i det ringformede hulrom som inneholder puten 9, i banene som sannsynlig etterfølges av materialet M som danner denne pute under strømning av denne på grunn av vibrasjonene.

Slike begrensninger skapes f.eks. ved å tilveiebringe, omkring midtpartiet av ringen 6^, en krave 20 som fremstikker radielt i retning av den U-formede ring 8; kantene av denne krave 20 er fordelaktig skråskårne ved 21 såvel som de tilstøtende kanter av skivene 8g og 83 ved 22, for slik å definere begrensede, konisk avkortede passasjer mellom disse skråskårne soner.

For å feste elementet 6 fast på kabelpartiet 1 som det omgir med en svært liten klaring, er det korresponderende ringrom 24 av svært liten tykkelse definert aksielt av to O-tetninger 23 og inn i dette rom innsprøytes et herdbart produkt som kan adhereres ikke bare til kraven, men også til kabelen.

Den andre utførelsen illustrert i fig. 5 og 6 er enklere enn den vist i fig. 3 og 4.

Hver av de to halvsirkulære halvdeler som danner det ringformede element 6 er her dannet som en enkelt blokk.

Som for ringen 8 er hver av dens to halvsirkulære halvdeler her dannet av to koaksielle elementer, nemlig et første indre element 84 og et andre ytterelement 85 som omslutter det første.

Det første element 84 er i form av en brikke som er halvsy-lindrisk hvor midtpartiet av denne fremstikker utad i form av en bred halvsirkulær ribbe med rektangulært snitt.

Det andre element 85 er i form av en innad åpen halvsirkulær kanal som tilsammen dekker ribben på det første element.

Profilene på de to elementer er valgt slik at, etter at det andre har blitt plassert på det første, dannes ringformede spor 15 derimellom i tverrflåtene av den dannede ring. Hvert spor innbefatter: - Et ytre parti som dekker med klaring en ringformet polytetrafluoretylen-tetning 17, - og et radielt indre parti smalere enn det forutgående, i hvilket en elastomer materialring 18 ligger uten klaring.

Denne ring 18 er klemt radielt under innpasning, ved de ytre halvelementer 85 som ligger an på denne når de er klemt sammen, med innsettelse av passende tetninger 28 (fig. 6) for slik å danne ringen 8.

Slik klemming tilveiebringes f.eks. med skruer (ikke vist) som ligger i jevne og gjengede hull 29 forsynt respektivt i radielle flenser 30 i elementene 85.

Et slikt klemtrykk kan påsettes direkte av elementene 85 mot ringene 18.

Men det kan også påføres disse ringer ved hjelp av metall-avstandsbuer 31 som har en rolle i likhet med metallskivene 19 i den forutgående utførelsen.

Radiell klemming av de elastomere ringer 18 medfører en aksiell utvidelse av disse og det siste resulterer i sin tur i påføring av tetningene 17 aksielt svært fast mot de flate tverrvegger motsatt av elementet 6.

I utførelsen vist skjematisk i fig. 1 og 2, er den stive konstruksjon 11 som bærer ringen 8 dannet av to stag 25 som skrår med hensyn til vertikalen og er symmetriske til hverandre med hensyn til vertikalplanet som passerer gjennom aksen av kabelpartiet 1 denne posisjon, hvor midtlinjen i hvert stag er plassert i planet vinkelrett til aksen i denne posisjon.

I utførelsen vist skjematisk i fig. 7 er den stive konstruksjon 11 dannet av en forlengelse 26 av føringsrøret 27 som av og til er anordnet for å omgi den forankrede ende 3 av kabelen 1, hvilken ende kan nedgraves eller i det minste innleires, over en liten avstand, i en passende massiv blokk. Som følge av dette og uansett hvilke utførelse som benyttes, er tilslutt en dempningsanordning for kabelvibrasjon tilveiebragt, hvis konstruksjon og virkemåte skulle være tilstrekkelig klar utfra det foranstående.

Denne anordning har et antall fordeler med hensyn til de tidligere kjente, og spesielt med hensyn til effektivitet, lang levetid, varmemotstand, estetikk og lav kostnad.

Oppfinnelsen har anvendelsesområder og utførelser utover det som spesielt er blitt omtalt her, slik som; - der hvor et antall dempingsanordninger av den ovenfor beskrevne art er montert på flere separate steder langs kabelen 1, - og der hvor de respektive konstruksjoner av de to ringformede elementer ville være omvendt med hensyn til de ovenfor illistrerte utførelser, altså det ringformede element er dermed åpent innad, anordnet på utsiden og fastgjort gjennom den stive konstruksjon, mens ringen som ligger over elementet ville være på innsiden og fast forbundet til strekk-kabelen.

Claims (7)

1. Anordning for vibrasjonsdempning i en strekk-kabel (1) forankret i minst en av sine ender i et fundament (5), hvilken anordning innbefatter en krave som omgir et parti av strekk-kabelen og ligger nær fundamentet, samt stag som binder kraven til et andre fundament, hvilket montasjekrave-stag er tilsluttet svingningsdempende innretninger, karakterisert ved at kraven innbefatter et første stivt, ringformet element (6) fast til det ovenfor nevnte parti, et andre stivt, ringformet element (8) montert på det første element (6), hvorved et ringformet hulrom (7) dannes mellom disse for slik å kunne bevege det andre element (8) på tvers med hensyn til det første, ringformede element (6) , en pute (9) tilvirket av et strømbart materiale, men med konstant totalvolum, som oppfyller det ringformede hulrom (7) , og tetninger (17) innsatt mellom de to ringformede elementer (6,8) for slik å avtette det ringformede hulrom med hensyn til utsiden, hvilke tetninger innbefatter ringformede sko (17,18,19) som ligger i spor tildannet i tverrflåtene hos én (8) av de to ringformede elementer, der skoene trykker aksielt mot de indre flater av de motvendende tverrgående flate sider av det andre ringformede element (6), og at staget (25,26) er stivt og binder til det andre fundament (4,12) det andre ringformede, stive element (8).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det første ringformede element (6) har et spor (7) som i et aksielt halvsnitt gir en radielt utad åpen U-form med tverrgående vinger og det andre ringformede element (8) er en ring som ligger i sporet (7) og det andre element har innsatte glidetetninger (17).

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av de ringformede elementer (6,8,17) innbefatter to sammenstilte halvsirkulære halvdeler, eventuelt montert med egnede tetninger.

4. Anordning ifølge krav 1-3, karakterisert ved at ringen (8) er dannet av to koaksielle ringformede elementer som omgir hverandre og er utformet slik at de tilveiebringer sidesporene (5) derimellom, der hvert spor har et ytre parti som mottar, med radiell klaring, en sko (17) og et indre parti radielt smalere enn det ytre parti og utstyrt med en elastomer materialring (18) som er klemt radielt deri mellom de to ringformede elementer som etterfølger klemming for innbyrdes feste av de to halvdeler som danner det ytre ringformede element, idet slik radiell klemming av ringen medfører dens aksielle utvidelse som påsetter skoene (17) mot de motvendende flater av rennen (6).

5. Anordning ifølge krav 1-3, karakterisert ved at ringen (8) har, i aksielt halvsnitt, formen av en radielt innad åpen TJ med tverrvinger, at bunnen av sporene (15) er tildannet med aksielle hull (16) som forbinder disse spor til innsiden av ringen og at skoene (17) er påsatt mot de motvendende flater av rennen (6) ved det indre trykk av materialet som danner puten (9), via suksessivt en indre metallskive (19) rommet radielt med klaring i det korresponderende spor og en elastomer ring (18) klemt radielt i dette spor.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ringformede hulrom (7) dannet mellom rennen (6) og ringen (8) har minst en begrenset passasje for å hindre strømning av materialet som danner puten (9).

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at rennen (6) er fast med en krave (20) som fremstikker radielt fra bunnen av dens spor, i midten av dens aksielle størrelse, hvilken krave definerer eller avgrenser med ringen (8) to begrensede ringformede passasjer.