WO2017013145A1 - Dämpfungsanordnung und die entsprechende verwendung - Google Patents

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WO2017013145A1
WO2017013145A1 PCT/EP2016/067236 EP2016067236W WO2017013145A1 WO 2017013145 A1 WO2017013145 A1 WO 2017013145A1 EP 2016067236 W EP2016067236 W EP 2016067236W WO 2017013145 A1 WO2017013145 A1 WO 2017013145A1
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WO
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holder
wire rope
strands
damping arrangement
wires
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/067236
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Sebert
Original Assignee
Sebert Schwingungstechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sebert Schwingungstechnik Gmbh filed Critical Sebert Schwingungstechnik Gmbh
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Publication of WO2017013145A1 publication Critical patent/WO2017013145A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/14—Vibration-dampers; Shock-absorbers of cable support type, i.e. frictionally-engaged loop-forming cables

Definitions

  • the invention relates to a damping arrangement comprising at least one wire rope piece and a use of a damping arrangement comprising at least one wire rope piece.
  • Damping assemblies comprising wire strands are known for example from DE 199 47 794 A1.
  • the wire strands are usually used as in the longitudinal direction or bending loaded spring elements. They are arcuately curved according to DE 199 47 794 A1 and fixed at their ends to two brackets which are resiliently movable relative to each other and together form a housing in which the wire rope pieces are arranged.
  • a damper assembly comprising a first support and a second support movable relative thereto in a loading direction and at least one wire stretcher having a plurality of strands and / or wires, the at least one strut being transversely, in particular, between the first support and the second support is arranged freely perpendicular to the loading direction, so that the at least one wire rope piece is acted upon in a relative movement of the second holder in the direction of the first holder in the loading direction with a force and move the strands and / or wires relative to each other.
  • the at least one wire rope piece comprises a rope insert and heddles which spiral around the rope insert.
  • the strands are constructed in advantageous embodiments of a strand insert and consultediförmig around the strand insert winding wires.
  • other configurations are conceivable in which, for example, wires are arranged in parallel.
  • simple designs are conceivable in which a single strand is used as a wire rope piece.
  • the at least one wire rope piece generates a counterforce to an acting load, for example a load due to a resting on the damping assembly Weight.
  • a depression ie a length of a relative movement of the first and the second holder, results from the structure of the rope.
  • the depression depends inter alia on a stranding of the at least one wire rope section. This is suitably selected by the skilled person depending on the application.
  • a resulting flexibility then gives the natural frequency of the oscillatory system and thus the degree of damping of the existing vibration.
  • the at least one wire rope piece lies freely between an upper and a lower arbitrarily shaped surface of the first and the second holder, so that the strands and / or the wires can move freely transversely to the loading and movement direction.
  • the strands and / or the wires move in a movement induced by the loading or movement direction parallel to one another and when in contact with one another.
  • a longitudinally parallel movement of the strands, wires, cable inserts and / or heddle inserts takes place relative to one another.
  • the damping arrangement is used, for example, the vibration-damping storage of a mass, such as a shock or abruptly operating machine or other sound generator but also a building or the like.
  • the first holder is connected to a stationary structure, such as a wall or a floor, placed on or integrally formed therewith, and the second holder with a structure to be damped, such as a movable relative to the stationary structure Machine or the like, connected or integrally formed.
  • the brackets are moved relative to each other in the loading direction due to external forces.
  • the at least one wire rope section between the two brackets is arranged transversely, in particular perpendicular to the loading direction.
  • An arrangement "transverse to the direction of loading” is understood to mean an arrangement in which a radial direction of the wire rope section coincides with or approximates the loading direction.
  • a load due to external forces in the direction of loading thus acts on the wire rope section in the radial direction and the wire rope section becomes with a transverse force
  • This new orientation of the wire rope section results in a compact Damping arrangement created with a high load capacity.
  • the damping arrangement is particularly suitable for supporting large masses.
  • the damping arrangement is also suitable for small masses when using individual strands, which are obtained in an embodiment by Aufdriereln of Drahtseil culturess.
  • the wire rope piece is linear or curved in one embodiment.
  • the at least one wire rope piece is bent, wound, folded or the like, so that a plurality in the loading direction and / or transverse to the load direction abradaanrestde or nested sections are formed. Through the several sections, the carrying capacity is increased.
  • the at least one wire rope piece is wound spirally in one embodiment, wherein all sections are arranged in a plane perpendicular to the loading direction. In other embodiments, the wire rope piece is wound helically, wherein the helix are spaced apart from a first load in the loading direction and arrive at a load to stop or penetrate each other.
  • a plurality of in the loading direction and / or transverse to the loading direction abutting, nested and / or interwoven wire strands are provided.
  • the length of the individual wire strands is relatively short selectable, wherein preferably a dependent of a stranding minimum length is not exceeded in order to prevent Aufdretteln the Drahtseil thoroughlye.
  • the individual wire rope pieces are arranged adjacent to one another in one embodiment in one or more layers transversely to the loading direction.
  • the wire strands are arranged disorderly between the brackets, wherein the wire strands are fully or partially interleaved, interwoven and / or abutting.
  • the at least one wire rope piece is connected over its circumference to the first and / or the second holder.
  • the first holder and the second holder form a housing into which the at least one wire rope piece is loosely inserted.
  • the first holder is designed as a sleeve, in which the at least one wire rope piece is inserted.
  • a cross-sectional shape, a cross-sectional size and / or a height of the sleeve can be selected by the person skilled in the art.
  • the second holder is designed as a piston, which is displaceably mounted in the first, designed as a sleeve holder.
  • the sleeve and the piston preferably have a rotationally symmetrical cross-sectional shape in order to prevent tilting.
  • other cross-sectional shapes are conceivable.
  • At least one wire rope section is arranged transversely, in particular perpendicular to the loading direction in the loading direction on both sides of the second holder designed as a piston.
  • Such an arrangement is particularly suitable for a bidirectional damping of a vibration.
  • the at least one wire rope piece is preferably inserted tightly packed in the sleeve designed as a holder.
  • the at least one wire rope piece is pressed into the sleeve designed as a holder in advantageous embodiments.
  • the pressed-in wire rope piece is at least predominantly subjected to a transverse force during a load and is not or not noticeably loaded in the wound state to torsion or bending. As a result, an additional spring action is prevented or at least reduced.
  • a damping arrangement comprising at least one freely arranged wire rope section having a plurality of strands and / or wires for vertically and / or horizontally supporting a mass, wherein the at least one wire rope section is subjected to a force and the strands and / or Move wires relative to each other.
  • 1 shows a first embodiment of a damping arrangement in a sectional view
  • 2 shows a second embodiment of a damping arrangement in a sectional view
  • FIG. 3 shows a third embodiment of a damping arrangement in a sectional view
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of a damping arrangement in a sectional view
  • FIG. 5 is a schematic representation of a wire rope piece for explaining the damping effect in the damping arrangement according to the invention
  • FIG. 6 is a further schematic representation of a wire rope section for explaining the damping effect in the damping arrangement according to the invention
  • Fig. 7 is a schematic representation of a damping arrangement according to the invention in a first, unloaded state
  • FIG. 8 shows the damping arrangement of FIG. 7 in a second, loaded state.
  • Fig. 1 shows schematically a first embodiment of a damping assembly 1 comprising a first holder 2 and a relative thereto in a loading direction I movable second holder 3.
  • the first holder 2 is designed as a sleeve.
  • the second holder 3 is designed as a piston and mounted displaceably in the first holder 2.
  • the first holder 2 and the second holder 3 together form a housing for between the first holder 2 and the second holder 3 free or loosely arranged wire strands 4.
  • the first and the second holder 2, 3 form as a result no conventional cable holder but a device for receiving of wire rope pieces 4.
  • each wire rope layer comprises a plurality of wire rope pieces, which are arranged on concentric circular paths of different diameters.
  • the helical arrangement and / or the arrangement on circular paths are particularly advantageous in the case of a first holder 2 designed as a sleeve with a circular cross-sectional shape.
  • the wire cable layers are wound in one embodiment to the center of the first holder 2.
  • an elastically deformable core or a relative to a holder 2, 3 adjustable under load a guide sleeve is provided for this purpose.
  • wire strands 4 of the wire rope layers are stacked linearly in the illustrated embodiment. In other embodiments, wire strands are staggered or stacked. In still other embodiments, the wire strands are stacked or interwoven with each other. In still other embodiments, the wire strands can even be placed in disorder in the holder 2. When loaded in the loading direction I in use and / or pressing the wire rope pieces 4 before use, a displacement of the wire rope pieces 4 is possible, so that the individual wire rope layers penetrate each other in loading direction I.
  • the second holder 3 When the second holder 3 is acted upon by an external force, the second holder 3 is displaced within the first holder 2.
  • the wire rope pieces 4 are subjected to a force, so that the strands and / or wires of the wire rope pieces 4 move relative to each other.
  • the first sleeve-shaped holder 2 has a serving as a footprint flange 20.
  • the flange 20 serves, for example, as a footprint when using the damping arrangement for supporting a mass in the vertical direction.
  • holes or the like for connection to a component, not shown, are provided on the flange 20. This allows in particular a use with horizontal load direction.
  • the second piston-like holder 3 has in the illustrated embodiment, a threaded bore 30 for connection to a mass, not shown.
  • this design is also only exemplary. In particular, it is also conceivable that the second holder is designed in one piece with a mass to be stored by means of the damping arrangement.
  • FIG. 2 schematically shows a second exemplary embodiment of a damping arrangement 1 comprising a first holder 2 and a second holder 3 movable relative thereto in a loading direction I.
  • the damping arrangement according to FIG. 2 essentially corresponds to the arrangement according to FIG. 1 and uniform components are used for the same components Reference numeral used.
  • the first holder 2 is also designed as a sleeve.
  • the second holder 3 is designed as a piston and mounted displaceably in the first holder 2.
  • a piston rod 31 is provided for connection to a mass to be stored in the illustrated embodiment.
  • 3 wire strands 4 are provided in the embodiment of FIG. 2 in loading direction I on both sides of the designed as a second piston holder 3. This allows bidirectional damping of a vibration.
  • Fig. 3 shows schematically a third embodiment of a damping arrangement according to the invention.
  • the damping arrangement of Fig. 3 differs only in the arrangement and in the dimensions of wire strands 40 of the damping arrangement of Fig. 1. Identical components are therefore not explained again.
  • FIG. 4 schematically shows a fourth exemplary embodiment of a damping arrangement, wherein the damping arrangement of FIG. 4 differs from the damping arrangements of FIG. 1 and FIG. 3 only in the arrangement of wire cable sections 44. Identical components of the damping arrangement will therefore not be explained again.
  • straight wire strands 44 are used, which are also arranged in layers.
  • the orientation of the wire rope pieces 44 changes between the individual layers. Specifically, the wire strands 44 of adjacent layers are always at right angles to each other.
  • FIG. 5 The schematic representation of FIG. 5 is intended to explain the operating principle of the damping arrangements according to the invention.
  • a schematically illustrated cable piece 4 rests on a bearing surface 46 and is acted upon on its upper side with a holder 48.
  • An action is taken in the direction of a force F, ie in the illustration of FIG. 5 from top to bottom, in other words of the plate 48 in the direction of the footprint 46.
  • a force F ie in the illustration of FIG. 5 from top to bottom, in other words of the plate 48 in the direction of the footprint 46.
  • the strand or the wire 50 has a helical shape and winds around a central longitudinal axis 52 of the rope piece 4.
  • FIG. 6 shows a wire rope section 4 and will also serve to explain the operation of the damping arrangements according to the invention.
  • the wire rope section 4 has a so-called cable insert 54, which is arranged along the central longitudinal axis of the wire rope section 4 and which consists of a plurality of wires twisted together.
  • This rope insert 54 are around several heddles 56, in particular seven strands 56, arranged.
  • the strands 56 each consist of a strand insert 58 and helically about the strand insert 58 winding around wires 60.
  • the strand insert 58 is formed as a wire.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of a damping arrangement according to the invention.
  • the first holder 2 is in turn designed as a sleeve and has a bottom, which provides a bearing surface for a total of four cable pieces 4.
  • the second holder 3 is again designed as a piston and slidably mounted in the first holder 2.
  • the first holder 2 and the second holder 3 together form a housing for the wire rope pieces 4.
  • Fig. 7 shows the unloaded state of the damping arrangement.
  • the cable pieces 4 are only loosely on the bottom of the first bracket 2 and also the piston 3 is only loosely on the top of the cable pieces 4.
  • the cable pieces 4 are oriented so that their central longitudinal axis is perpendicular to a direction of movement of the piston 3, which can move in the illustration of FIG. 7 from bottom to top.
  • FIG. 8 shows the damping arrangement of FIG. 7 in the loaded state.
  • a force F which is directed downward, applied.
  • This causes the wire rope pieces 4 to be compressed.
  • the individual strands 56 are compressed, but generally only so far that the strands 56 essentially retain their circular cross-section.
  • the illustration of FIG. 8 is therefore greatly exaggerated in relation to the elliptical cross section of the individual strands 56.
  • the cross-section of the wire rope pieces 4 thereby changes from the approximately circular cross-section in the unloaded state of FIG. 7 to an approximately elliptical cross-section in the loaded state of FIG. 8.
  • the change in the cross-section is made by a relative movement of the individual strands 56 against each other and the individual Wires 60 in the strands 56, see Fig. 6, caused each other. As has been explained, this results in friction between the individual wires in the strands 56, which leads to a strong friction damping and thus damping effect.
  • the damping arrangement according to the invention is inexpensive and easy to manufacture.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsanordnung umfassend eine erste Halterung (2) und eine relativ dazu in eine Belastungsrichtung (I) bewegbare zweite Halterung (3) sowie mindestens ein Drahtseilstück (4, 40, 44) mit Litzen (56) und/oder Drähten (60), wobei das mindestens eine Drahtseilstück (4, 40, 44) zwischen der ersten Halterung (2) und der zweiten Halterung (3) quer, insbesondere senkrecht zur Belastungsrichtung (I) frei angeordnet ist, sodass das mindestens eine Drahtseilstück (4, 40, 44) bei einer Relativbewegung derzweiten Halterung (3) in Richtung der ersten Halterung (2) in Belastungsrichtung (I) mit einer Kraft beaufschlagt ist und sich die Litzen (56) und/oder Drähte (60) relativ zueinander bewegen. Die Erfindung betrifft weiter eine Verwendung einer Dämpfungsanordnung umfassend mindestens ein Drahtseilstück.

Description

DÄMPFUNGSANORDNUNG UND DIE ENTSPRECHENDE VERWENDUNG
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsanordnung umfassend mindestens ein Drahtseilstück sowie eine Verwendung einer Dämpfungsanordnung umfassend mindestens ein Drahtseilstück.
Dämpfungsanordnungen umfassend Drahtseilstücke sind beispielsweise aus DE 199 47 794 A1 bekannt. Die Drahtseilstücke dienen üblicherweise als in Längsrichtung oder auf Biegung belastete Federelemente. Sie sind gemäß DE 199 47 794 A1 bogenartig gekrümmt und an ihren Enden an zwei Halterungen fixiert, die federnd relativ zueinander bewegbar sind und gemeinsam ein Gehäuse bilden, in welchem die Drahtseilstücke angeordnet sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dämpfungsanordnung zu schaffen, welche eine hohe Tragfähigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Dämpfungsanordnung und die Verwendung einer Dämpfungsanordnung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 1 1 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Dämpfungsanordnung umfassend eine erste Halterung und eine relativ dazu in eine Belastungsrichtung bewegbare zweite Halterung sowie mindestens ein Drahtseilstück mit mehreren Litzen und/oder Drähten geschaffen, wobei das mindestens eine Drahtseilstück zwischen der ersten Halterung und der zweiten Halterung quer, insbesondere senkrecht zur Belastungsrichtung frei angeordnet ist, sodass das mindestens eine Drahtseilstück bei einer Relativbewegung der zweiten Halterung in Richtung der ersten Halterung in Belastungsrichtung mit einer Kraft beaufschlagt ist und sich die Litzen und/oder Drähte relativ zueinander bewegen.
Vorzugsweise umfasst das mindestens eine Drahtseilstück eine Seileinlage und sich um die Seileinlage wendeiförmig windende Litzen. Die Litzen sind in vorteilhaften Ausgestaltungen aus einer Litzeneinlage und sich wendeiförmig um die Litzeneinlage herum windenden Drähte aufgebaut. Es sind jedoch auch andere Gestaltungen denkbar, bei welchen beispielsweise Drähte parallel angeordnet sind. Weiter sind einfache Gestaltungen denkbar, bei welchen eine einzelne Litze als Drahtseilstück verwendet wird.
Das mindestens eine Drahtseilstück erzeugt eine Gegenkraft zu einer einwirkenden Belastung, beispielsweise einer Belastung aufgrund eines auf der Dämpfungsanordnung aufliegenden Gewichts. Eine Einsenkung, d.h. eine Länge einer Relativbewegung der ersten und der zweiten Halterung, ergibt sich aus der Struktur des Seils. Die Einsenkung hängt unter anderem von einer Verseilung des mindestens einen Drahtseilstücks ab. Diese ist durch den Fachmann je nach Anwendungsfall geeignet wählbar. Eine daraus resultierende Flexibilität ergibt dann die Eigenfrequenz des schwingungsfähigen Systems und damit den Grad der Dämpfung der vorhandenen Schwingung.
Das mindestens eine Drahtseilstück liegt frei zwischen einer oberen und einer unteren beliebig geformten Fläche der ersten und der zweiten Halterung, sodass sich die Litzen und/oder die Drähte frei quer zur Belastungs- und Bewegungsrichtung bewegen können. Dadurch bewegen sich die Litzen und/oder die Drähte je nach Anordnungskonfiguration in einer durch die Belastung- bzw. Bewegungsrichtung induzierten Bewegung parallel miteinander und bei Berührung gegeneinander. Insbesondere erfolgt eine längsparallele Bewegung der Litzen, Drähte, Seileinlagen und/oder Litzeneinlagen relativ zueinander.
Da bei der erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung keine Befestigungsmittel zur Fixierung der Drahtseilstücke, Drähte, Litzen oder Kombinationen davon verwendet werden, können in wesentlich kleineren Volumen wesentlich größere Tragkräfte abgetragen werden als bei herkömmlichen Dämpfungsanordnungen. Die erfindungsgemäße freie Anordnung der Drahtseilstücke bewirkt auch wesentlich größere Reibungen und damit ein besseres Isolationsund Dämpfungsverhalten.
Die Dämpfungsanordnung dient beispielsweise der schwingungsdämpfenden Lagerung einer Masse, wie einer stoß- oder schlagartig arbeitenden Maschine oder eines anderen Schallerzeugers aber auch eines Gebäudes oder dergleichen. Dabei ist in einer Ausgestaltung die erste Halterung mit einer ortsfesten Struktur, wie einer Wand oder einem Boden, verbunden, auf diese aufgestellt oder mit dieser einteilig ausgebildet, und die zweite Halterung mit einer relativ zu der ortsfesten Struktur bewegbaren, zu dämpfenden Struktur, wie einer Maschine oder dergleichen, verbunden oder einteilig ausgebildet. Die Halterungen werden aufgrund äußerer Kräfte relativ zueinander in Belastungsrichtung verschoben. Im Unterschied zu herkömmlichen Dämpfungsanordnungen ist das mindestens eine Drahtseilstück zwischen den zwei Halterungen quer, insbesondere senkrecht zur Belastungsrichtung frei angeordnet. Als Anordnung„quer zur Belastungsrichtung" wird dabei eine Anordnung verstanden, bei welcher eine Radialrichtung des Drahtseilstücks mit der Belastungsrichtung zusammenfällt oder an diese angenähert ist. Eine Belastung aufgrund äußerer Kräfte in Belastungsrichtung wirkt somit in Radialrichtung auf das Drahtseilstück und das Drahtseilstück wird mit einer Querkraft belastet. Durch diese neuartige Ausrichtung des Drahtseilstücks wird eine kompakte Dämpfungsanordnung mit einer hohen Tragfähigkeit geschaffen. Dadurch ist die Dämpfungsanordnung insbesondere zur Abstützung großer Massen geeignet. Ebenso ist die Dämpfungsanordnung bei Verwendung von einzelnen Litzen, welche in einer Ausgestaltung durch Aufdröseln des Drahtseilstücks erhalten werden, auch für kleine Massen geeignet.
Das Drahtseilstück ist in einer Ausgestaltung linear oder gekrümmt. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist das mindestens eine Drahtseilstück gebogen, gewickelt, gefaltet oder dergleichen, sodass mehrere in Belastungsrichtung und/oder quer zur Belastungsrichtung aneinanderanliegende oder ineinandergeschlungene Abschnitte gebildet sind. Durch die mehreren Abschnitte wird die Tragfähigkeit erhöht. Das mindestens eine Drahtseilstück ist dabei in einer Ausgestaltung spiralförmig gewickelt, wobei alle Abschnitte in einer Ebene senkrecht zur Belastungsrichtung angeordnet sind. In anderen Ausgestaltungen ist das Drahtseilstück wendeiförmig gewickelt, wobei die Wendel vor einer erstmaligen Belastung in Belastungsrichtung beabstandet sind und bei einer Belastung auf Anschlag gelangen oder einander durchdringen.
In vorteilhaften Ausgestaltungen ist eine Vielzahl an in Belastungsrichtung und/oder quer zur Belastungsrichtung aneinanderanliegenden, ineinandergeschlungenen und/oder verwobenen Drahtseilstücken vorgesehen. Die Länge der einzelnen Drahtseilstücke ist dabei relativ kurz wählbar, wobei vorzugsweise eine von einer Verseilungsart abhängige Mindestlänge nicht unterschritten wird, um ein Aufdröseln der Drahtseilstücke zu verhindern. Die einzelnen Drahtseilstücke werden in einer Ausgestaltung aneinanderanliegend in einer oder mehr Lagen quer zur Belastungsrichtung angeordnet. In anderen Ausgestaltungen werden die Drahtseilstücke ungeordnet zwischen den Halterungen angeordnet, wobei die Drahtseilstücke vollständig oder abschnittsweise ineinandergeschlungen, verwoben und/oder aneinanderanliegend sind.
In einer Ausgestaltung ist das mindestens eine Drahtseilstück über seinen Umfang mit der ersten und/oder der zweiten Halterung verbunden. In vorteilhaften Ausgestaltungen bilden die erste Halterung und die zweite Halterung ein Gehäuse, in welche das mindestens eine Drahtseilstück lose eingelegt ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Halterung als Hülse gestaltet, in welche das mindestens eine Drahtseilstück eingelegt ist. Eine Querschnittsform, eine Querschnittsgröße und/oder eine Höhe der Hülse sind dabei je nach Anwendungsfall geeignet durch den Fachmann wählbar. In einer Ausgestaltung ist die zweite Halterung als Kolben gestaltet, welcher in der ersten, als Hülse gestalteten Halterung verschieblich gelagert ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung weisen die Hülse und der Kolben vorzugsweise eine rotationssymmetrische Querschnittsform auf, um ein Verkanten zu verhindern. Es sind jedoch auch andere Querschnittsformen denkbar.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in Belastungsrichtung beidseits der als Kolben gestalteten zweiten Halterung jeweils mindesten ein Drahtseilstück quer, insbesondere senkrecht zur Belastungsrichtung angeordnet ist. Eine derartige Anordnung ist für eine bidirektionale Dämpfung einer Schwingung besonders geeignet.
Das mindestens eine Drahtseilstück ist in die als Hülse gestaltete Halterung vorzugsweise dicht gepackt eingelegt. Insbesondere ist das mindestens eine Drahtseilstück in die als Hülse gestaltete Halterung in vorteilhaften Ausgestaltungen eingepresst. Das eingepresste Drahtseilstück wird bei einer Belastung zumindest überwiegend mit einer Querkraft beaufschlagt und wird auch im gewickelten Zustand nicht oder nicht merklich auf Torsion oder Biegung belastet. Dadurch wird eine zusätzliche Federwirkung verhindert oder zumindest reduziert.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Verwendung einer Dämpfungsanordnung mit mindestens einem frei angeordneten Drahtseilstück mit mehreren Litzen und/oder Drähten zur vertikalen und/oder horizontalen Lagerung einer Masse geschaffen, wobei das mindestens eine Drahtseilstück mit einer Kraft beaufschlagt wird und sich die Litzen und/oder Drähte relativ zueinander bewegen.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden in den Zeichnungen einheitliche Bezugszeichen verwendet. Als Teil eines Ausführungsbeispiels beschriebene oder dargestellte Merkmale können ebenso in einem anderen Ausführungsbeispiel verwendet werden, um eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu erhalten.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung in einer geschnittenen Darstellung, Fig. 2: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung in einer geschnittenen Darstellung,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung in einer geschnittenen Darstellung,
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung in einer geschnittenen Darstellung
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Drahtseilstücks zur Erläuterung der Dämpfungswirkung bei der erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung,
Fig. 6 eine weitere schematische Darstellung eines Drahtseilstücks zur Erläuterung der Dämpfungswirkung bei der erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung in einem ersten, unbelastetem Zustand und
Fig. 8 die Dämpfungsanordnung der Fig. 7 in einem zweiten, belastetem Zustand.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung 1 umfassend eine erste Halterung 2 und eine relativ dazu in eine Belastungsrichtung I bewegbare zweite Halterung 3. Die erste Halterung 2 ist als Hülse gestaltet. Die zweite Halterung 3 ist als Kolben gestaltet und in der ersten Halterung 2 verschieblich gelagert. Die erste Halterung 2 und die zweite Halterung 3 bilden gemeinsam ein Gehäuse für zwischen der ersten Halterung 2 und der zweiten Halterung 3 frei oder lose angeordnete Drahtseilstücke 4. Die erste und die zweite Halterung 2, 3 bilden infolgedessen keine herkömmliche Seilhalterung sondern eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Drahtseilstücken 4.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen der ersten Halterung 2 und der zweiten Halterung 3 mehrere Drahtseilstücke 4, genauer neun Drahtseilstücke 4 vorgesehen. Die Enden der Drahtseilstücke 4 sind jeweils frei, d.h. die Drahtseilstücke 4 sind nicht mit der ersten Halterung 2 oder der zweiten Halterung 3 verbunden. Stattdessen sind die Drahtseilstücke 4 ohne Führungselemente oder dergleichen in die als Hülse gestaltete erste Halterung 2 dicht gepackt eingelegt. Die Drahtseilstücke 4 sind jeweils spiralförmig gewickelt und in mehreren, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in neun, senkrecht zu der Belastungsrichtung I angeordneten Drahtseillagen dicht gepackt angeordnet. In anderen Ausgestaltungen umfasst jede Drahtseillage mehrere Drahtseilstücke, welche auf konzentrischen Kreisbahnen verschiedenen Durchmessers angeordnet sind. Die spiralförmige Anordnung und/oder die Anordnung auf Kreisbahnen sind bei einer als Hülse gestalteten ersten Halterung 2 mit einer kreisförmigen Querschnittsform besonders vorteilhaft. Für eine ausreichende Stabilität in radialer Richtung sind die Drahtseillagen in einer Ausgestaltung bis zum Zentrum der ersten Halterung 2 gewickelt. In anderen Ausgestaltungen ist zu diesem Zweck ein elastisch verformbarer Kern oder eine relativ zu einer Halterung 2, 3 bei einer Belastung verstellbare Führungshülse vorgesehen.
Die Drahtseilstücke 4 der Drahtseillagen sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel linear gestapelt. In anderen Ausgestaltungen sind Drahtseilstücke versetzt oder auf Lücke gestapelt. In wieder anderen Ausgestaltungen sind die Drahtseilstücke einander kreuzend oder miteinander verwoben gestapelt. In wieder anderen Ausgestaltungen können die Drahtseilstücke sogar ungeordnet in die Halterung 2 eingelegt werden. Bei einer Belastung in Belastungsrichtung I im Gebrauch und/oder einem Einpressen der Drahtseilstücke 4 vor einem Gebrauch ist eine Verschiebung der Drahtseilstücke 4 möglich, sodass die einzelnen Drahtseillagen einander in Belastungsrichtung I durchdringen.
Bei einer Beaufschlagung der zweiten Halterung 3 mit einer äußeren Kraft wird die zweite Halterung 3 innerhalb der ersten Halterung 2 verschoben. Im Unterschied zu herkömmlichen Dämpfungsanordnungen werden die Drahtseilstücke 4 dabei mit einer Kraft beaufschlagt, sodass sich die Litzen und/oder Drähte der Drahtseilstücke 4 relativ zueinander bewegen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die erste hülsenförmige Halterung 2 einen als Aufstandsfläche dienenden Flansch 20 auf. Der Flansch 20 dient beispielsweise als Aufstandsfläche bei einer Verwendung der Dämpfungsanordnung zur Abstützung einer Masse in vertikaler Richtung. In einer abgewandelten Ausgestaltung sind an dem Flansch 20 Bohrungen oder dergleichen zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Bauteil vorgesehen. Dies ermöglicht insbesondere auch eine Verwendung mit horizontaler Belastungsrichtung. Die zweite kolbenartige Halterung 3 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Gewindebohrung 30 zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Masse auf. Diese Gestaltung ist jedoch ebenfalls nur beispielhaft. Insbesondere ist es auch denkbar, dass die zweite Halterung einteilig mit einer mittels der Dämpfungsanordnung zu lagernden Masse gestaltet ist. Fig. 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung 1 umfassend eine erste Halterung 2 und eine relativ dazu in eine Belastungsrichtung I bewegbare zweite Halterung 3. Die Dämpfungsanordnung gemäß Fig. 2 entspricht im Wesentlichen der Anordnung gemäß Fig. 1 und für gleiche Bauteile werden einheitliche Bezugszeichen verwendet. Die erste Halterung 2 ist ebenfalls als Hülse gestaltet. Die zweite Halterung 3 ist als Kolben gestaltet und in der ersten Halterung 2 verschieblich gelagert. An der als Kolben gestalteten zweiten Halterung 3 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kolbenstange 31 zur Verbindung mit einer zu lagernden Masse vorgesehen. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform sind bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 2 in Belastungsrichtung I beidseits der als Kolben gestalteten zweiten Halterung 3 Drahtseilstücke 4 vorgesehen. Dadurch ist eine bidirektionale Dämpfung einer Schwingung möglich.
Die Darstellung der Fig. 3 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung. Die Dämpfungsanordnung der Fig. 3 unterscheidet sich lediglich in der Anordnung und in den Abmessungen von Drahtseilstücken 40 von der Dämpfungsanordnung der Fig. 1. Identische Bauteile werden daher nicht erneut erläutert.
Im Unterschied zu den Drahtseilstücken 4 der Dämpfungsanordnung der Fig. 1 werden bei der Dämpfungsanordnung der Fig. 3 vergleichsweise kurze, geradlinige Drahtseilstücke 40 in Schichten aufeinandergelegt. Die Ausrichtung der Drahtseilstücke 40 ist dabei immer gleich, alle Drahtseilstücke 40 sind somit parallel zueinander angeordnet. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere bei hülsenförmigen Halterungen mit einer rechteckigen Querschnittsform vorteilhaft.
Bei einer Beaufschlagung der zweiten Halterung 3 mit einer in Fig. 3 nach unten gehenden Kraft werden die Drahtseilstücke 40 dadurch mit einer Kraft beaufschlagt, sodass sich Litzen und/oder Drähte der Drahtseilstücke relativ zueinander bewegen Die Drahtseilstücke erzeugen eine Gegenkraft zu der Kraftbeaufschlagung. Wie bei der Dämpfungsanordnung der Fig. 1 ergibt sich eine sehr hohe Tragkraft.
Fig. 4 zeigt schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungsanordnung, wobei sich die Dämpfungsanordnung der Fig. 4 von den Dämpfungsanordnungen der Fig. 1 und der Fig. 3 lediglich in der Anordnung von Drahtseilstücken 44 unterscheidet. Identische Bauteile der Dämpfungsanordnung werden daher nicht erneut erläutert. Bei der Dämpfungsanordnung der Fig. 4 werden, wie bei der Dämpfungsanordnung der Fig. 3, geradlinige Drahtseilstücke 44 verwendet, die ebenfalls in Schichten angeordnet sind. Im Unterschied zur Dämpfungsanordnung der Fig. 3 wechselt aber die Orientierung der Drahtseilstücke 44 zwischen den einzelnen Schichten. Speziell liegen die Drahtseilstücke 44 benachbarter Schichten immer im rechten Winkel zueinander.
Auch durch eine solche Anordnung der Drahtseilstücke 44 werden bei einer Beaufschlagung der ersten Halterung 3 mit einer Kraft in Fig. 4 nach unten die Drahtseilstücke 44 mit einer Kraft beaufschlagt, sodass sich die Litzen und/oder Drähte relativ zueinander bewegen, insbesondere längsparallel zueinander bewegen.
Die schematische Darstellung der Fig. 5 soll das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnungen erläutern. Ein schematisch dargestelltes Seilstück 4 liegt auf einer Auflagefläche 46 auf und wird auf seiner Oberseite mit einer Halterung 48 beaufschlagt. Eine Beaufschlagung erfolgt in Richtung einer Kraft F, in der Darstellung der Fig. 5 also von oben nach unten, mit anderen Worten von der Platte 48 in Richtung auf die Aufstandsfläche 46. Ebenfalls eingezeichnet ist in Fig. 5 eine einzelne Litze oder ein einzelner Draht 50 des Seilstücks 4. Die Litze oder der Draht 50 weist eine Wendelform auf und windet sich um eine Mittellängsachse 52 des Seilstücks 4. Bei einer Kraftbeaufschlagung der Platte 48 in Richtung der Kraft F erfolgt eine Querbelastung des Seilstücks 4 und damit auch eine Querbelastung des Drahts oder der Litze 50. Der wendeiförmige Draht oder die Litze 50 wird in Richtung der Kraft F zusammengedrückt. Zwischen den einzelnen Drähten 50 oder Litzen des Seilstücks 4 entsteht dadurch Reibung, die zu einer sehr starken Dämpfung einer Bewegung führt, die die Kraft F verursacht hat. Ist das Seilstück 4 anstelle aus Einzeldrähten 50 aus Litzen 50 aufgebaut, so trägt nicht nur die Reibung der Litzen untereinander sondern auch noch die Reibung innerhalb der Litze 50 selbst zur Reibungsdämpfung bei.
Die schematische Darstellung der Fig. 6 zeigt ein Drahtseilstück 4 und soll ebenfalls zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnungen dienen. Im Unterschied zur Darstellung der Fig. 5 ist nun ein typischer Aufbau eines Drahtseiles dargestellt. Das Drahtseilstück 4 weist eine sogenannte Seileinlage 54 auf, die entlang der Mittellängsachse des Drahtseilstücks 4 angeordnet ist und die aus mehreren, miteinander verdrillten Drähten besteht. Um diese Seileinlage 54 herum sind wendeiförmig mehrere Litzen 56, insbesondere sieben Litzen 56, angeordnet. Die Litzen 56 bestehen jeweils aus einer Litzeneinlage 58 und sich wendeiförmig um die Litzeneinlage 58 herum windenden Drähten 60. Auch die Litzeneinlage 58 ist als Draht ausgebildet.
Wird nun das Seilstück 4 mit einer Kraft beaufschlagt, die in Fig. 6 von oben her und somit senkrecht zur Mittellängsachse des Seilstücks 4 wirkt, wird einer solchen Kraft sowohl eine Federwirkung der wendeiförmigen Einzeldrähte 60, der wendeiförmigen Litzen 56 sowie auch der Einzeldrähte 60 der Seileinlage 54 entgegengesetzt. Vor allem aber werden die einzelnen Drähte 60 der Litzen 58 und auch der Seileinlage 54 gegeneinander verschoben, wodurch zwischen den Drähten 60 Reibung auftritt. Über den gesamten Querschnitt des Seils tritt somit Reibung zwischen den einzelnen Drähten 60 auf, die zu einer starken Reibungsdämpfung und somit Dämpfungswirkung führt.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung. Die erste Halterung 2 ist wiederum als Hülse ausgestaltet und weist einen Boden auf, der eine Auflagefläche für insgesamt vier Seilstücke 4 bietet. Die zweite Halterung 3 ist wiederum als Kolben gestaltet und in der ersten Halterung 2 verschiebbar gelagert. Die erste Halterung 2 und die zweite Halterung 3 bilden gemeinsam ein Gehäuse für die Drahtseilstücke 4.
Fig. 7 zeigt den unbelasteten Zustand der Dämpfungsanordnung. Die Seilstücke 4 liegen lediglich lose auf dem Boden der ersten Halterung 2 auf und auch der Kolben 3 liegt lediglich lose auf der Oberseite der Seilstücke 4 auf. Die Seilstücke 4 sind so orientiert, dass ihre Mittellängsachse senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Kolbens 3 liegt, der sich in der Darstellung der Fig. 7 von unten nach oben bewegen kann.
Die schematische Darstellung der Fig. 8 zeigt die Dämpfungsanordnung der Fig. 7 in belastetem Zustand. Auf den Kolben 3 wird nun eine Kraft F, die nach unten gerichtet ist, aufgebracht. Dies führt dazu, dass die Drahtseilstücke 4 zusammengedrückt werden. Gleichfalls zusammengedrückt werden die einzelnen Litzen 56, in der Regel aber nur so weit, dass die Litzen 56 im Wesentlichen ihren kreisförmigen Querschnitt behalten. Die Darstellung der Fig. 8 ist im Bezug auf den elliptischen Querschnitt der einzelnen Litzen 56 daher stark übertrieben. Der Querschnitt der Drahtseilstücke 4 ändert sich dadurch von dem etwa kreisrunden Querschnitt in unbelastetem Zustand der Fig. 7 zu einem etwa ellipsenförmigen Querschnitt in belastetem Zustand der Fig. 8. Die Änderung des Querschnitts wird durch eine relative Bewegung der einzelnen Litzen 56 gegeneinander sowie der einzelnen Drähte 60 in den Litzen 56, siehe Fig. 6, zueinander verursacht. Wie erläutert wurde, entsteht zwischen den einzelnen Drähten in den Litzen 56 dadurch Reibung, die zu einer starken Reibungsdämpfung und somit Dämpfungswirkung führt.
Fällt die Kraft F auf die zweite Halterung 3 weg, wird die zweite Halterung 3 durch die Federwirkung der Litzen 56 sowie der Drähte 60 in den Litzen 56 wieder in die Ausgangsstellung der Fig. 7 verschoben. Ganz wesentlich ist für die erfindungsgemäße Dämpfungsanordnung, dass eine sehr hohe Tragkraft der Dämpfungsanordnung erreicht wird. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Dämpfungsanordnung kostengünstig und einfach herstellbar.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind lediglich beispielhaft. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass zahlreiche Abwandlungen möglich sind, um eine Dämpfungsanordnung mit einem mit einer Querkraft beaufschlagten Drahtseilstück zu schaffen.

Claims

Patentansprüche
1 . Dämpfungsanordnung umfassend eine erste Halterung (2) und eine relativ dazu in eine Belastungsrichtung (I) bewegbare zweite Halterung (3) sowie mindestens ein Drahtseilstück (4, 40, 44) mit mehreren Litzen (56) und/oder Drähten (60), dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Drahtseilstück (4, 40, 44) zwischen der ersten Halterung (2) und der zweiten Halterung (3) quer, insbesondere senkrecht zur Belastungsrichtung (I) frei angeordnet ist, sodass das mindestens eine Drahtseilstück (4, 40, 44) bei einer Relativbewegung der zweiten Halterung (3) in Richtung der ersten Halterung (2) in Belastungsrichtung (I) mit einer Kraft beaufschlagt ist und sich die Litzen (56) und/oder Drähte (60) relativ zueinander bewegen.
2. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen (56) des mindestens einen Drahtseilstücks (4, 40, 44) jeweils aus einer Litzeneinlage (58) und sich wendeiförmig um die Litzeneinlage (58) herum windenden Drähte (60) aufgebaut ist, wobei sich die Drähte (60) bei einer Kraftbeaufschlagung relativ zueinander bewegen.
3. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Litzen, Litzeneinlagen (58) und/oder Drähte (60) längsparallel zueinander bewegen.
4. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Drahtseilstück (4, 40, 44) gebogen, gewickelt, gefaltet oder dergleichen ist, sodass mehrere in Belastungsrichtung (I) und/oder quer zur Belastungsrichtung (I) aneinanderanliegende oder ineinandergeschlungene Abschnitte gebildet sind.
5. Dämpfungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr in Belastungsrichtung (I) und/oder quer zur Belastungsrichtung (I) aneinanderanliegende, ineinandergeschlungene und/oder verwobene Drahtseilstücke (4, 40, 44) vorgesehen sind.
6. Dämpfungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halterung (2) und die zweite Halterung (3) ein Gehäuse bilden, in welche das mindestens eine Drahtseilstück (4, 40, 44) eingelegt ist.
7. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halterung (2) als Hülse gestaltet ist, in welche das mindestens eine Drahtseilstück (4, 40, 44) eingelegt ist.
8. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Halterung (3) als Kolben gestaltet ist, welcher in der ersten, als Hülse gestalteten Halterung (2) verschieblich gelagert ist.
9. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Belastungsrichtung (I) beidseits der als Kolben gestalteten zweiten Halterung (3) jeweils mindesten ein Drahtseilstück (4, 40, 44) quer, insbesondere senkrecht zur Belastungsrichtung (I) angeordnet ist.
10. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Drahtseilstück in die als Hülse gestaltete Halterung (2) dicht gepackt eingelegt ist.
1 1 . Dämpfungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Drahtseilstück in die als Hülse gestaltete Halterung (2) eingepresst ist.
12. Verwendung einer Dämpfungsanordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit mindestens einem frei angeordneten Drahtseilstück (4, 40, 44) mit mehreren Litzen (56) und/oder Drähten (60) zur vertikalen und/oder horizontalen Lagerung einer Masse, wobei das mindestens eine Drahtseilstück (4, 40, 44) mit einer Kraft beaufschlagt wird und sich die Litzen (56) und/oder Drähte (60) relativ zueinander bewegen.
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