DE102018218999A1

DE102018218999A1 - Massedämpfer zur Dämpfung von Schwingungen eines Bauwerks, Bauwerk mit einem solchen Massedämpfer und Verfahren zur Einstellung der natürlichen Frequenz eines Massedämpfers

Info

Publication number: DE102018218999A1
Application number: DE102018218999.4A
Authority: DE
Inventors: Johann Distl
Original assignee: Maurer Engineering GmbH
Current assignee: Maurer Engineering GmbH
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-05-07
Also published as: AU2019374991A1; EP3856989A1; US20210404204A1; KR20210087530A; AU2019374991B2; CA3117522A1; CN113167067A; CA3117522C; WO2020094807A1; CN113167067B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Massedämpfer 1 zur Reduktion von Schwingungen eines Bauwerks 2 mit einer Pendelmasse 3 und einem Dämpfungsmittel 4, wobei der Massedämpfer 1 wenigstens drei Lager 5 aufweist, mit denen die Pendelmasse 3 am Bauwerk 2 beweglich so abgestützt wird, dass sie Pendelbewegungen ausführen kann und jedes der Lager 5 wenigstens eine Pendelplatte 6 mit einer konkaven Lagerfläche 7 und einem darauf beweglich angeordneten Gleitschuh 8 mit konvexer Gegenfläche 9 aufweist. Erfindungsgemäß sind die Lagerflächen 7 und die zugeordneten Gegenflächen 9 mit einem konstanten Krümmungsradius R gekrümmt und alle Lager 5 weisen eine möglichst geringe Reibung zwischen Gegenfläche 9 und Lagerfläche 7 auf. Die Erfindung erstreckt sich ferner auf ein Bauwerk 2 mit einem solchen Massedämpfer und ein Verfahren zur Einstellung der natürlichen Frequenz eines Massedämpfers 1, bei dem durch Verschieben und/oder Verdrehen der Pendelplatten 6 die natürliche Frequenz der Pendelmasse 3 in beiden Hauptrichtungen unabhängig voneinander eingestellt werden kann. Die Erfindung erstreckt sich ferner auf das Dämpfungsmittel 4, das mit linear-viskoser passiver Dämpfung, mit quadratisch-viskoser passiver Dämpfung oder mit geregelter Dämpfung ausgeführt werden kann, um diese Dämpfung zusammen mit der Reibdämpfung der Lager auf die optimale Dämpfung des Massedämpfers 1 abzustimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Massedämpfer zur Reduktion von Schwingungen eines Bauwerks, ein Bauwerk mit einem solchen Massedämpfer und ein Verfahren zur Einstellung der natürlichen Frequenz eines Massedämpfers.
Massedämpfer (im Englischen auch als Tunded Mass Damper - kurz TMD - bezeichnet) werden zur Reduktion von Schwingungen von Bauwerken eingesetzt. Diese Schwingungen des Bauwerks können zum Beispiel in Folge von Wind, Erdbeben, Verkehr, Maschinenbewegungen, Erschütterungen aus der Umgebung und durch sich im Bauwerk befindliche Personen auftreten. Sie mindern die Gebrauchstauglichkeit bzw. den Komfort der Nutzer des Bauwerks und können im Extremfall, im Resonanzfall, bis zum Einsturz des Bauwerks führen. Dies kann und soll durch den Einsatz von Massedämpfern vermieden werden.
Es sind bereits unterschiedlichste Arten von Massedämpfern vorgeschlagen worden. Dabei unterscheiden sich die Bauarten schon dadurch, ob Schwingungen in vertikaler (z.B. Masse-Feder-Oszillator) oder in horizontaler (z.B. Pendelmasse) Richtung reduziert werden sollen. In jeden Fall weist ein Massedämpfer aber eine schwingfähige Masse (Oszillator) auf.
Für die Reduktion horizontaler Schwingungen eines Bauwerks, wie sie etwa aus wechselnder Windlast (böiger Wind) entstehen können, ist die einfachste Ausgestaltungsform eine, zum Beispiel an einem Seil oder einer Stange aufgehängte, Pendelmasse, welche durch ihre Massekraft (Trägheitskraft) die horizontalen Schwingungen reduziert. Damit der Massedämpfer möglichst effizient wirkt, wird er in der Regel dort am Bauwerk platziert, wo die Schwingamplitude am größten ist. Häufig ist dies bei turmartigen Bauwerken (Pylone, Hochhäuser) in einem möglichst hochgelegenen Bereich des Bauwerks. Dennoch kompensiert die Massekraft der Pendelmasse die Windkraft in der Regel nur zu einem großen Teil und nicht zu 100%.
Die Abstimmung der natürlichen Frequenz der Pendelmasse auf die zu bedämpfende Eigenfrequenz des Bauwerks wird über die Pendellänge realisiert. Die finale Frequenzabstimmung vor Ort, d.h. wenn der TMD eingebaut ist und die tatsächliche Eigenfrequenz des Bauwerks gemessen ist, wird über das Anbringen resp. Entfernen von sog. Tuning-Federn gemacht oder erfolgt über Verkürzen resp. Verlängern der Pendelmassenaufhängung .
Zwischen Pendelmasse und Bauwerk ist in der Regel ein Dämpfungsmittel, zum Beispiel in Form eines hydraulischen Dämpfers, angebracht, um die notwendige Dämpfung des Massedämpfers selber zu generieren. Für herkömmliche Massedämpfer ist diese Dämpfung linear und wird gemäß bekannten Auslegeregeln (z.B. für minimale Bauwerksbeschleunigung) ausgelegt. Dabei wird angenommen, dass die Dämpfung des gesamten Massedämpfers nur aus derjenigen des Dämpfungsmittels besteht und ansonsten keinerlei Reibung in irgendwelchen Lagern oder Lagern der Aufhängungen existiert.
Ein TMD in Pendelbauweise kann als physikalisches Pendel wirken, wenn die Pendelmasse zum Beispiel mittels nur eines Seils oder einer Pendelstange aufgehängt ist und somit der Trägheitseffekt der aufgehängten Masse sowohl aus einem translatorischen Anteil (Primärwirkung) der Pendelmasse als auch aus der Rotationsträgheit (Sekundärwirkung) der Pendelmasse besteht. Wird die Pendelmasse mittels Pendeistangen mit Gelenken oder mittels Seilen in Form eines Transversalpendels aufgehängt, so pendelt die Pendelmasse nur translatorisch, womit die Schwingreduktion allein auf diesem Trägheitsanteil beruht.
Vorteilhaft an aufgehängten Pendelmassen ist der sehr geringe Einfluss der Reibung in den Lagern der Aufhängung, da der kleine Lagerdurchmesser der Aufhängung im Vergleich zur großen Pendellänge gemäß dem Hebelgesetz die wirksame Reibkraft am Pendel reduziert. Nachteilig an aufgehängten Pendelmassen ist ihre relativ große Bauhöhe. So kann bei niedriger Eigenfrequenz des Bauwerks eine sehr große Pendellänge nötig werden. Hat die zu bedämpfende Eigenschwingung des Bauwerks ihre Eigenfrequenz z.B. bei 0,15 Hz, so beträgt die optimal abgestimmte natürliche Frequenz des Massedämpfers 0,1485 Hz, wenn das Verhältnis der Pendelmasse zur modalen Masse der zu bedämpfenden Eigenschwingung 2 % beträgt, womit die Pendellänge des Transversalpendels 11,26 m beträgt. Ist die zu bedämpfende Eigenfrequenz des Bauwerks z.B. 0,12 Hz, so wird die optimal abgestimmte Pendellänge 17,16 m. Solch große Pendellängen bedeuten, dass der gesamte Massedämpfer mehrere Stockwerke für seinen Einbau benötigt, was für den Besitzer des Bauwerks ökonomische Nachteile bringt.
Ein weiterer Nachteil aufgehängter Pendelmassen, insbesondere von Transversalpendeln, besteht in der Ermüdungsbelastung der Aufhängung, die wegen der großen Pendelmassen von bis zu 1500 Tonnen und der Kerbwirkung an den Seilen in ihren Aufhängungspunkten sehr groß respektive schwierig abschätzbar sein kann. Unter solchen Umständen kann es notwendig werden, das Bauwerk gegen den Absturz und/oder seitlichen Anprall der Pendelmasse mit einer gesonderten Absturz- und/oder Anprallsicherung zu sichern. Zur ohnehin schon großen Bauhöhe kommt so noch eine Reserve hinzu, die so bemessen ist, dass die Pendellänge, welche auf die im Planungsstadium angenommene Eigenfrequenz optimal abgestimmt wurde, nach Einbau des Massedämpfers optimal auf die gemessene Eigenfrequenz des Bauwerks abgestimmt werden kann. Hierzu werden Vorrichtungen in der Pendelaufhängung vorgesehen, die es erlauben, die Pendellänge zu verkürzen resp. zu verlängern, je nachdem, ob die gemessene Eigenfrequenz höher oder tiefer als die in der Planung angenommene ist. Nebst dem Nachteil der großen Einbauhöhe bedarf die Aufhängung großer Pendelmassen entweder eine massive Verstärkung der Decke, wo die Masse aufgehängt ist, oder es muss ein zusätzlicher Stahlrahmen für die Aufhängung gebaut werden, der sich auf dem Boden abstützt, wodurch aber noch mehr Platz in vertikaler Richtung benötigt wird.
Daher hat man schon in der Vergangenheit verschiedene Konstruktionen vorgeschlagen, mit denen die Einbauhöhe solcher TMDs reduziert werden kann. Beim geschachtelten Pendel werden zwei Pendel ineinander gebaut, womit die gesamte Einbauhöhe auf ca. 2/3 der Einbauhöhe eines normalen Pendels reduziert werden kann. Die Einbauhöhe kann nicht signifikant unter 2/3 reduziert werden, weil die Aufhängungskonstruktion der zwei ineinander geschachtelten Pendel ebenfalls Platz in vertikaler Richtung benötigt.
Eine weitere Methode die Einbauhöhe zu reduzieren ist die Kombination eines normalen Pendels mit einem invertierten Pendel, wobei in der Regel die Pendelmasse des invertierten Pendels kleiner ist als die Pendelmasse des normalen Pendels. Dabei generiert das invertierte Pendel eine negative Steifigkeitskraft auf das normale Pendel, was dazu führt, dass die natürliche Frequenz der zwei gekoppelten Pendel tiefer ist, als was man von der Pendellänge des normalen Pendels erwarten würde. Umgekehrt bedeutet dies, dass man dann die Pendellänge des normalen Pendels reduziert und so bemisst, dass die natürliche Frequenz der gekoppelten Pendel (hängendes und invertiertes Pendel) der optimal abgestimmten natürlichen Frequenz des Massedämpfers entspricht.
Eine weitere bekannte Methode die Pendellänge zu reduzieren besteht darin, dass die Aufhängungsseile schräg gestellt werden, und zwar so, dass der Abstand der Aufhängung am Bauwerk größer ist als der Abstand der Befestigung an der Pendelmasse, und dass die Befestigung der Seile an der Pendelmasse unterhalb von dessen Schwerpunkt ist, damit die Pendelmasse zusätzlich zur Transversalbewegung eine Kippbewegung ausführt. Damit bewegt sich der Schwerpunkt der Pendelmasse auf einem größeren Radius als der Radius der Seilaufhängung, was einer tieferen natürlichen Frequenz des Pendels entspricht. Daher kann eine bestimmte natürliche Frequenz des Massedämpfers mit einer Aufhängungslänge erreicht werden, die kleiner ist als die Aufhängungslänge eines normalen Pendels mit vertikalen Seilen.
Die Frequenzabstimmung dieser hier beschriebenen Systeme geschieht nicht mehr nur über die Verlängerung oder. Verkürzung der Pendellänge sondern über das Verändern verschiedener Geometrie-Parameter (Seillängen, Dimensionen der Masse, Seilwinkel, Anlenkpunkte der Seile an der Pendelmasse etc.).
Ein großer Nachteil all dieser Systeme ist aber, dass sie allesamt konstruktiv sehr aufwendig und damit kostspielig sind. Auch sparen sie zwar Bauhöhe ein, aber im Grundriss benötigen sie zusätzlichen Platz. Auch zeigen sie in der Regel ein nicht-lineares Systemverhalten bezüglich natürlicher Frequenz und Dämpfung des Massedämpfers, was bezüglich der Schwingreduktionseffizienz nachteilig ist.
Ein weiterer großer Nachteil gekoppelter Pendel sind geometrische Konflikte zwischen der Aufhängung des normalen Pendels und den Pendelstützen des invertierten Pendels. Das Konzept der schräg gestellten Seile funktioniert nur, wenn die Seile elastisch reagieren, was aber mit hohen Wechsellastanteilen in den Seilen und damit auch mit hohen Spitzenkräften in den Seilen einhergeht.
Ein weiteres Konzept um die Einbauhöhe zu reduzieren ist die Lagerung der Pendelmasse auf einer horizontalen Gleitebene, was aber kein schwingfähiges System ergibt. Daher müssen bei einer horizontalen Gleitlagerung der Masse zusätzlich Federn zwischen Masse und Bauwerk angebracht werden, um eine schwingfähige Masse zu erzeugen. Eine Frequenzanpassung wird hier durch den Wechsel der Federn gegen solche mit anderer Federrate erreicht. Bei großer Pendelmasse und niedriger natürlicher Frequenz des Massedämpfers sind aber sehr viele und sehr weiche Federn mit großen Federwegen erforderlich, was technisch und wirtschaftlich aufwendig ist. Muss der Massedämpfer so ausgelegt werden, dass dieser Schwingungen des Bauwerks in beiden Hauptrichtungen der Ebene (x- und y-Richtung) reduziert, so wird die Frequenzeinstellung mittels Federn in beiden Hauptrichtungen komplizierter, denn i.d.R. zeigen Bauwerke in den beiden Hauptrichtungen unterschiedliche Eigenfrequenzen, womit auch die optimalen natürlichen Frequenzen des Massedämpfers in den beiden Hauptrichtungen unterschiedlich sind. Ein weiterer Nachteil ist die Reibung der horizontalen Gleitebene, die so groß sein kann, dass die Pendelmasse bei Windanregung des Bauwerks gar nicht ins Gleiten kommt, womit der Massedämpfer seine Wirkung komplett verliert und das Bauwerk so schwingt als hätte es gar keinen Massedämpfer. Ebenfalls ist zu beachten, dass die in der Regel hohe Reibung solcher horizontalen Gleitflächen zu einer nichtlineare Dämpfung führt, was bedeutet, dass diese nichtlineare Dämpfung nur für eine bestimmte Amplitude der Relativverschiebung der Pendelmasse optimiert werden kann; bei kleineren Amplituden ist die Reibdämpfung zu groß, bei größeren Amplituden ist die Reibdämpfung zu klein.
Schließlich ist mit der EP 2 227 606 B1 ein Massedämpferkonzept vorgeschlagen worden, bei dem die Pendelmasse auf Gleitlagern mit gekrümmten Lagerflächen pendeln kann, was ähnlich wie bei der horizontalen Lagerung die Einbauhöhe minimiert. Beim Massedämpferkonzept gemäß EP 2 227 606 B1 wird die gesamte Dämpfung des Massedämpfers nur über die Reibungseigenschaften der Gleitlager produziert, und zwar ohne die Zuhilfenahme von zusätzlichen Hydraulikdämpfern. Dies bedeutet, dass die Reibung der Gleitlager nur für eine bestimmte Verschiebungsamplitude der Pendelmasse optimiert werden kann, da Reibdämpfung nichtlinear und somit amplitudenabhängig ist. Beim Massedämpferkonzept gemäß EP 2 227 606 B1 ist der Krümmungsradius der Gleitflächen der Lager zudem quer zur Gleitrichtung veränderlich. So nimmt der Krümmungsradius von innen nach außen zu. Die Abstimmung der natürlichen Frequenz der Pendelmasse erfolgt gemäß EP 2 227 606 B1 durch Verschieben der Pendelplatten der Lager quer zur Bewegungsrichtung der Pendelmasse, so dass die Pendelmasse auf einer Kurve mit einem anderen Krümmungsradius gleitet und somit eine andere Pendelfrequenz eingestellt ist. Nachteilig ist, dass sich der flächig aufliegende Gleitschuh, wenn er verschoben wird, nicht ohne weiteres an die veränderte Krümmung der Pendelplatte anpassen kann. Dies führt zu Kantenpressung und Plastizieren des Gleitwerkstoffes.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Massedämpfer zur Dämpfung von Schwingungen eines Bauwerks mit einer Pendelmasse und einem Dämpfungsmittel anzugeben, der die Einbauhöhe minimiert und daher wenigstens drei Lager aufweist, mit denen die Pendelmasse am Bauwerk beweglich so abgestützt wird, dass sie Pendelbewegungen ausführen kann, dessen natürliche Frequenz aber deutlich einfacher einstellbar ist und dessen Dämpfungseigenschaften wesentlich leichter kontrollierbar sind als bei dem Massedämpfer der EP 2 227 606 B1 .
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe gelingt vorrichtungsmäßig mit einem Massedämpfer bei dem jedes der Lager wenigstens eine Pendelplatte mit einer konkav gekrümmten Lagerfläche und einem darauf beweglich angeordneten Gleitschuh mit konvex gekrümmter Gegenfläche aufweist, wobei jeder Gleitschuh seinerseits gelenkig an der Pendelmasse befestigt ist, und der sich nun gerade dadurch auszeichnet, dass bei allen Lagern die Lagerflächen und die zugordneten Gegenflächen mit einem konstanten Krümmungsradius gekrümmt sind und alle Lager eine möglichst geringe Reibung zwischen Gegenfläche und Lagerfläche aufweisen.
Der erfindungsgemäße Ansatz beruht also erstens auf der Erkenntnis, dass die Krümmung der Lagerflächen und der zugordneten Gegenflächen am Besten mit konstantem und nicht mit quer zur Bewegungsrichtung veränderlichem Radius erfolgt. Denn der erfindungsgemäße Massedämpfer weist auf diese Weise ein lineares Verhalten auf. Der konstante Krümmungsradius hat weiter zur Folge, dass die Gegenfläche des Gleitschuhs immer vollflächig auf der Lagerfläche aufliegt, unabhängig davon, wo sich die Gegenfläche bzw. der Gleitschuh des Lagers auf der Lagerfläche befindet. Dies minimiert die Reibung an der Gleitfläche und den Verschleiß des Gleitwerkstoffs, denn eine nicht vollflächige Auflage des Gleitschuhs auf der Gleitfläche erhöht Reibung und Abrieb (Verschleiß).
Er beruht zweitens auf der Erkenntnis, dass die Reibung in den Gleitlagern minimiert werden muss, damit der Massedämpfer auch bei kleinsten Windlasten auslöst und somit die Bauwerksschwingungen reduziert, So haben Versuche der Anmelderin gezeigt, dass es besonders wichtig ist, dass im Gegensatz zur Lehre der EP 2 227 606 B1 alle Lager eine möglichst geringe Reibung zwischen Gegenfläche und Lagerfläche aufweisen, damit die Pendelmasse auch bei kleinen aber häufig auftretenden Windanregungskräften mit einer Wiederkehrperiode von einem Jahr oder darunter ins Gleiten kommt, womit der Massedämpfer die Bauwerksschwingungen auch bei kleinen Windlasten reduziert.
Durch diese beiden Maßnahmen gelingt es die gesamte Dämpfung des Massedämpfers über einen sehr großen Bereich der Verschiebungsamplitude der Pendelmasse optimal einstellbar zu gestalten. Zudem hat dieser Ansatz den Vorteil, dass die Pendelmasse keine Absturzsicherung benötigt, da die Pendelmasse auf Lagern gelagert ist und nicht aus einer größeren Höhe abstürzen kann.
Weiterbildend weist das Dämpfungsmittel quadratisch viskose Dämpfungseigenschaften und vorzugsweise wenigstens einen hydraulischen Zylinder mit solchen Eigenschaften auf. Dadurch dass die minimierte Lagerreibung mit quadratischer viskoser Dämpfung kombiniert wird, gelingt es die resultierende gesamte Dämpfung des Massedämpfers über einen sehr großen Amplitudenbereich (20% bis 80% der maximalen Verschiebungsamplitude) annährend optimal einstellbar zu gestalten. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Reibung der Lager bei der Einstellung der optimalen Dämpfung des Massedämpfers nicht zu vernachlässigen ist.
Die Auslegung des Dämpfungsmittels und insbesondere die Verwendung wenigstens eines hydraulischen Zylinders mit solchen Dämpfungseigenschaften, führt dazu, dass damit die gesamte Dämpfung bestehend aus Reibdämpfung (Dämpfungsexponent α annährend 0) der Lager und quadratischer viskoser Dämpfung (Dämpfungsexponent a=2) des Dämpfungsmittels über einen weiten Amplitudenverschiebungsbereich (20% bis 80% der maximalen Verschiebungsamplitude) der Pendelmasse annährend linear (Dämpfungsexponent α annährend 1) ist. Die Optimierung für die annährend lineare Gesamtdämpfung des Massedämpfers kann dann über die Anpassung des viskosen Dämpferkoeffizienten c des Dämpfungsmittels bzw. des oder der hydraulischen Zylinder(s) geschehen.
Ergänzend kann wenigstens ein Lager zwischen Gegenfläche und Lagerfläche eine Anfahrreibung aufweisen, deren Reibungswiderstand φ kleiner ist als 5% der Gewichtskraft der Pendelmasse (Maximalwert), vorzugsweise kleiner ist als 0,5% der Gewichtskraft der Pendelmasse, höchstbevorzugt kleiner ist als 0,25% der Gewichtskraft der Pendelmasse. So ist sichergestellt, dass die Pendelmasse schon bei sehr kleinen Anregungskräften, z.B. aus Wind, ins Pendeln kommt und somit der Anregungskraft entgegenwirkt und damit die Bauwerksschwingungen reduziert. Die Zielwerte von 5 %, 0,5 % und 0,25 % resultieren aus der Tatsache, dass die zulässige Peak-Beschleunigung von Wohnhäusern resp. Geschäftshäusern für den sog. Einjahreswind typischerweise 10/1000 g (Erdbeschleunigung) respektive 15/1000 g ist, bei anderen Bauwerken kann die zulässige Peak-Beschleunigung auch bis zu 50/1000 g betragen. Ist die Reibung 5 %, so beginnt sich die Pendelmasse bei 50/1000 g Peak-Beschleunigung des Bauwerks zu bewegen und wirkt somit schwingungsreduzierend, ist der Reibwert 0,5 %, so beginnt der Massedämpfer bereits ab 5/1000 g (Hälfte der 10/1000 g) Peak-Beschleunigung des Bauwerks zu bewegen und wirkt somit schwingungsreduzierend, und ist der Reibwert 0,25 %, so beginnt der Massedämpfer bereits ab 2,5/1000 g (Viertel der 10/1000 g) Peak-Beschleunigung des Bauwerks zu bewegen und wirkt somit schwingungsreduzierend.
Zweckmäßigerweise entspricht der Krümmungsradius der Lagerflächen der Pendelplatten dem erforderlichen Pendelradius einer einfach an einem Seil aufgehängten Pendelmasse gleicher Masse. Anders ausgedrückt wird der Krümmungsradius der Lagerflächen so gewählt, dass die Bewegungstrajektorie (Kreisbahn) der Pendelmasse der eines einfach aufgehängten Pendels entspricht. Dies vereinfacht die Konstruktion des erfindungsgemäßen Massedämpfers bzw. dessen Bemessung und vereinfacht die Frequenzabstimmung im Bauwerk erheblich.
Bevorzugt sind die Lagerflächen der Pendelplatten und/oder die Gegenflächen der Gleitschuhe zylindrisch (kreisförmig) und/oder sphärisch (kugelförmig) gekrümmt. Die Wahl erfolgt je nachdem, ob sich die Pendelmasse nur in einer Hauptrichtung oder in zwei Hauptrichtungen in der Ebene bewegen können muss. Insbesondere die sphärische Krümmung der Lagerflächen und Gegenflächen stellt sicher, dass die erfindungsgemäße Pendelmasse des Massedämpfers in jeder beliebigen Richtung schwingen kann und somit Bauwerksschwingungen in jeder beliebigen Richtung in der Ebene reduzieren kann. Die zylindrischen Krümmungen der Lagerflächen bzw. Gegenflächen haben demgegenüber den Vorteil einfacher und kostengünstiger produziert werden zu können.
Weiterbildend sind bei wenigstens einem vorzugsweise jedem der Lager die Lagerflächen und die zugeordneten Gegenflächen mit dem gleichen Krümmungsradius gekrümmt. Dies stellt eine vollflächige Auflage des Gleitschuhs in jeder Position auf der Lagerfläche sicher. Auch ist es sinnvoll wenn jedes der Lager denselben Krümmungsradius aufweist, da sich so eine eindeutig definierte natürliche Frequenz der Pendelmasse in einer Richtung ergibt.
Es ist dabei von Vorteil, wenn wenigstens ein Lager eine mehrteilige Pendelplatte aufweist, die insbesondere mehrere in der Draufsicht streifenförmige Pendelplattenabschnitte mit streifenförmigen Teillagerflächen aufweist, von denen zumindest zwei vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die streifenförmigen Teillagerflächen haben den Vorteil, dass diese gerade bei Massedämpfern mit großen Verschiebungsamplituden materialsparend und damit kostengünstig sind. Außerdem können diese Lager mit einer Abhebesicherung für die Pendelmasse versehen werden.
Weiterbildend ist zwischen den zwei, vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordneten, streifenförmigen Pendelplattenabschnitten ein Gleitschuh mit zwei Gegenflächen und einem dazwischen liegendem Gelenk angeordnet. So kann zuunterst der erste streifenförmige Pendelplattenabschnitt mit der ersten Teillagerfläche angeordnet sein. Darauf gleitet der Gleitschuh mit seiner unteren ersten Gegenfläche. Über dem Gleitschuh kann sich dann der zweite streifenförmige Pendelplattenabschnitt befinden. Dann muss der Gleitschuh auch noch auf seiner Oberseite eine zweite Gegenfläche und ein Gelenk aufweisen. So ergibt sich ein Kreuzschlitten. Auf dem zweiten streifenförmigen Pendelplattenabschnitt gleitet dann noch ein zweiter Gleitschuh, der an seiner Oberseite gelenkig mit der Pendelmasse verbunden ist.
Dabei sind vorzugsweise zumindest zwei streifenförmige Pendelplattenabschnitte rechtwinklig zueinander angeordnet. So kann die Pendelplatte in der Art eines Kreuzschlittens realisiert werden. Die Entkoppelung der Pendelbewegungen in zwei Hauptrichtungen (x- und y-Richtung) ermöglicht, dass die natürlichen Frequenzen der Pendelmasse in den beiden Hauptrichtungen der Ebene unterschiedlich sein können und somit optimal auf die im allgemeinen unterschiedlichen Eigenfrequenzen des Bauwerkes in den beiden horizontalen Hauptrichtungen abgestimmt werden können.
Weiterbildend können bei wenigstens einem Lager die Pendelplattenabschnitte getrennt voneinander in ihrer Lage zueinander verändert werden. Dies ermöglicht gerade bei einer kreuzschlittenartigen Konfiguration der Pendelplatte, dass die Pendelplattenabschnitte innerhalb des Lagers in der x- bzw. y-Richtung relativ und frei zueinander positioniert werden können. Das Lager bzw. seien mehrteilige Pendelplatte kann daher unabhängig in seiner Wirkung auf die Bahn des Massependels in x- bzw. y-Richtung eingestellt werden.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zur Einstellung der natürlichen Frequenz der Pendelmasse bei wenigstens zwei Lagern, die relative Lage der jeweiligen Pendelplatten und/oder einander entsprechender Pendelplattenabschnitte zueinander werden kann. So kann durch Verschieben der Pendelplatten der beiden Lager eine entsprechende Einstellung der natürlichen Frequenz des Pendels vorgenommen werden. Dazu sollten die beiden Lager bzw. ihre Pendelplattem möglichst in der Bewegungsrichtung fluchtend angeordnet sein, in der die Frequenz eingestellt werden soll.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn bei wenigstens einem Lager die Pendelplattenabschnitte des Lagers relativ so zueinander verschoben und/oder verkippt werden können, so dass die jeweiligen Teillagerflächen nach der Verschiebung an ihrer Oberseite bündig anliegen. Dies stellt sicher, dass ein Übergleiten des Gleitschuhs des Lagers in x-Richtung genauso wie in y-Richtung ohne Ruckeln erfolgen kann.
Bevorzugt werden zur Abstimmung der natürlichen Frequenz der Pendelmasse bei wenigstens zwei Lagern die Pendelplatten oder die sich in Richtung einer Achse, in der die natürliche Frequenz der Pendelbewegung eingestellt werden soll, längserstreckende Pendelplattenabschnitte relativ in der Richtung, in der sich die Achse erstreckt, verschoben. Im Gegensatz zur Lehre der EP 2 227 606 B1 wird also nicht in einer quer zur Pendelbewegung liegenden Richtung die Verschiebung der Pendelplatten durchgeführt, sondern gerade in der Achse, in der die Pendelbewegung stattfindet. Wenn dies geschehen ist, ist der Bahnradius des Schwerpunktes der Pendelmasse in x- und/oder in y-Richtung nicht mehr gleich dem Radius der gekrümmten Lagerflächen in x- und/oder y-Richtung. Das führt dann dazu, dass die Pendelmasse mit einer veränderten natürlichen Frequenz schwingt, welche auf die optimale natürliche Frequenz des Massedämpfers eingestellt wird.
Die Verschiebung des Radiusmittelpunktes der gekrümmten Lagerflächen gegenüber den Aufstandspunkten der Gleitschuhe der Pendelmasse auf den Pendelplatten bzw. den Pendelplattenabschnitten kann zum Schwerpunkt der Pendelmasse hin oder von ihm weg für die Bewegungsrichtung in x- und y-Richtung getrennt erfolgen. Auf diese Weise kann eine sehr einfache und wirkungsvolle Anpassung der natürlichen Frequenzen der Pendelmasse in beiden Richtungen erfolgen. Dabei ergibt sich eine Frequenzerhöhung, wenn die gekrümmten Lager- bzw. Teillagerflächen zum Schwerpunkt hin verschoben werden und es ergibt sich eine Frequenzabsenkung, wenn die gekrümmten Lagerflächen bzw. Teillagerflächen vom Schwerpunkt der Pendelmasse weg verschoben werden. Dies hat über die Notwendigkeit der Frequenzanpassung hinaus auch zur Folge, dass eine wirtschaftliche Stufung von Krümmungsradien in der Produktion der Gleitschuhe und der Lagerflächen bzw. Pendelplatten möglich wird.
Alternativ bzw. ergänzend können zur Einstellung der Pendelfrequenz bei wenigstens zwei Lagern die beiden Pendelplatten oder Pendelplattenabschnitte gegeneinander verdreht werden. Dies hat zur Folge, dass die Mittelpunkte der Lagerflächen bzw. Teillagerflächen nicht mehr in einer senkrechten Projektion über den Aufstandspunkten der Pendelmasse auf den Pendelplatten bzw. Pendelplattenabschnitten liegt. Der Effekt ist dann der gleiche wie beim Verschieben der Pendelplatten bzw. Pendelplattenabschnitte. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Verdrehung um einen Radiusmittelpunkt erfolgt, der nicht gleich einem Radiusmittelpunkt der gekrümmten Lagerfläche ist. Zweckmäßigerweise ist dieser kleiner.
Weiterbildend ist wenigstens ein Lager als hydrostatisches Lager ausgestaltet. Unter einem hydrostatischen Lager soll ein Lager verstanden werden, bei dem der Gleitschuh auf einem Film eines flüssigen Schmierstoffs gleitet, der zwischen der Lagerfläche und der Gegenfläche vorgesehen wird.
Zweckmäßiger Weise weist wenigstens ein als hydrostatisches Lager ausgebildetes Lager eine den hydrostatischen Effekt erzeugende Pumpeinrichtung aufweist. Dies kann eine klassische Pumpe sein. Denkbar ist aber auch der der Einsatz einer Druckkartusche zum Einpressen von Schmierstoff in den Gleitspalt zwischen Gegenfläche und Lagerfläche.
Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn wenigstens ein hydrostatisches Lager so ausgestaltet ist, dass es bei Ausfall der den hydrostatischen Effekt erzeugenden Pumpeinrichtung Notlaufeigenschaften aufweist. Dies dient der Sicherheit, da so sichergestellt wird, dass auch z.B. bei einem Stromausfall oder dergleichen das Lager nicht zu hohe Reibwerte hat. Es bleibt in seiner grundsätzlichen Funktion also weiter funktionsfähig. So kann zusätzlich zur Schmierstoff-Pumpe eine von der externen Stromversorgung unabhängige Druckkartusche angeordnet sein. Denkbar ist auch, dass in der Gegenfläche des Gleitschuhs eine Gleitscheibe aus einem Material vorgesehen ist, das auch bei zeitweiligem Entfall des Schmiermittelfilms noch sehr niedrige Reibwerte aufweist. Weiterbildend leistet wenigstens ein hydrostatisches Lager zumindest zeitweilig einen Beitrag zur Dämpfung des Massedämpfers. Auch kann die Pumpeinrichtung (11) so ausgestaltet sein, dass ihre Pumpleistung zur situationsangepassten Einstellung der Reibung des Lagers (5) regelbar ist. So kann die Leistung der Pumpe, vorzugsweise in Echtzeit, so geregelt werden, das bei kleinsten Windlastzuständen eine verringerte Reibung in den Lagern erzeugt wird, während bei Erdbebenanregung oder außergewöhnlich großer Windanregung die Reibung in den Lagern gezielt erhöht wird, um zu verhindern, dass die Pendelmasse in die Wände des Einbauraums des Massedämpfers hineinpendelt, oder auch um ein definiertes Reibverhalten z.B. als Funktion der Verschiebungsamplitude der Pendelmasse zu erzielen
Bevorzugt ist das Dämpfungsmittel so ausgestaltet ist, dass seine Dämpfungskraft zur Einstellung der Erzeugung situationsangepasster Dämpfungseigenschaften regelbar ist. Denkbar ist eine Regelung derart, dass die gesamte Dämpfung des Massedämpfers ein vorgegebenes Verhalten in Funktion der Verschiebungsamplitude der Pendelmasse für eine bestimmte Situation (z.B. leichter Wind, Starkwind, Erdbeben, oder dergleichen) beschreibt. Dabei kann die Dämpfungskraft des Dämpfungsmittels über eine entsprechende Regeleinrichtung verstellt werden. Als Regeleinrichtung kann zum Beispiel ein Bypass-Ventil oder dergleichen verwendet werden. Vorteilhafterweise erfolgt die Regelung dabei in Echtzeit. Durch die Regelung gelingt es die gesamte Dämpfung optimal für die Verschiebungsamplituden der Pendelmasse, die für die jeweiligen Lasten zu erwarten sind, anzupassen. So kann zum Beispiel die gesamte Dämpfung überproportional für größere Verschiebungsamplituden der Pendelmasse ansteigen, dann nämlich wenn außergewöhnlich große Windlasten und/oder Erdbebenanregung des Bauwerks zu erwarten sind. So ergibt die überproportional ansteigende gesamte Dämpfung eine zusätzliche abbremsende Wirkung auf die Pendelmasse bei größten Pendelausschlägen und verhindert so Impacts der Pendelmasse in die Wände des Einbauraums des Massedämpfers, womit auf Shock-Impact-Dämpfungssysteme verzichtet werden kann. Ist die Reibung der sphärischen Lager dank der hydrostatischen Schmierung sehr klein, also kleiner gleich 0,25 %, so kann in den hydraulischen Zylindern auch lineare viskose Dämpfung produziert werden, damit die gesamte Dämpfung des Massedämpfers über einen weiten Amplitudenbereich (20% bis 80%) der Pendelverschiebung annährend optimal eingestellt ist.
Alternativ oder auch weiterbildend ist wenigstens ein Lager als Wälzlager oder als schienengeführter Radschlitten ausgestaltet. Wälzlager weisen bekanntermaßen ebenfalls einen sehr niedrigen Anfahrreibwert auf und können daher gut zur Realisierung der Erfindung herangezogen werden. Auf der anderen Seite haben Wälzlager den Nachteil, dass sie unter Umständen zur Geräuschbildung neigen. Deshalb ist es sinnvoll, dass wenigstens ein als Wälzlager oder als schienengeführter Radschlitten ausgestaltetes Lager eine Schallisolierung aufweist, die dafür sorgt, dass das Lager wenig Geräusche von sich gibt.
Besonders bevorzugt weist der Massedämpfer vier Lager auf, mit denen die Pendelmasse am Bauwerk abgestützt wird und die so ausgestaltet sind, dass bei ihnen die Lage der Pendelplatten oder der entsprechenden Pendelplattenabschnitte paarweise gegeneinander gerichtet verändert werden kann. Gerade die paarweise Veränderung vereinfacht die Abstimmung der natürlichen Frequenz der Pendelmasse, auch wenn , die Pendelmasse dann nicht mehr statisch einfach bestimmt gelagert wird. Vier Lager vereinfachen aber die Abstimmung der natürlichen Frequenzen des Pendels, insbesondere in den Hauptrichtungen, da die Verstellung der Lagermittelpunkte in den zwei orthogonal zueinander gerichteten Hauptrichtungen eindeutig und einfach vorzunehmen ist.
Ergänzend weisen wenigstens zwei Lager eine Verstelleinrichtung zur Verschiebung und/oder Verdrehung der jeweiligen Pendelplatten oder Pendelplattenabschnitte relativ zueinander auf. Gerade die gemeinsame Verstellbarkeit der beiden Lager erleichtert die Abstimmung der natürlichen Frequenz der Pendelmasse und sorgt dafür, dass die Verstellarbeiten in beiden Lagern gleichlaufend erfolgt.
Weiterbildend weist die Verstelleinrichtung wenigstens einen Keil, eine Futterplatte, einen Exzenter, eine Pendelstange und/oder eine invers gekrümmte Kalotte zur Verdrehung der Pendelplatte oder des Pendelplattenabschnitts auf. Allen gemeinsam ist, dass die Verstellung auf mechanische Art und Weise durchgeführt wird.
Ergänzend oder auch alternativ kann die Verstelleinrichtung auch ein motorisches Antriebsmittel zur Verschiebung und/oder Verdrehung der Pendelplatten oder der Pendelplattenabschnitte aufweisen. Das motorische Antriebsmittel kann also auf den Keil, die Futterplatten, den Exzenter, die Pendelstange oder auch die invers gekrümmte Kalotte einwirken oder aber auch direkt auf die Pendelplatte und/oder Pendelplattenabschnitte einwirken.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein mit einem erfindungsgemäßen Massedämpfer ausgerüstetes Bauwerk. Dann sind am Bauwerk das Dämpfungselement und die Pendelplatten der Lager des Massedämpfers angebracht. Zweckmäßiger Weise steht der Massedämpfer dazu auf einem Boden oder einer Decke. Das Bauwerk braucht also keine Absturzsicherung für die Pendelmasse und auch der für den Massedämpfer nötige Bauraum ist erheblich geringer als zum Beispiel bei einem Bauwerk mit einer normal aufgehängten Pendelmasse. Und das bei einer vergleichsweise einfachen und vor allem auch in räumlicher Weise verstellbaren Pendelfrequenz des Massedämpfers.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Einstellung der natürlichen Frequenz des Massedämpfers der vorstehend beschrieben Art, bei dem die Pendelplatten oder die Pendelplattenabschnitte der Lager des Massedämpfers so lange in einer ersten Richtung gegeneinander verschoben und/oder verdreht werden, bis die natürliche Frequenz der in dieser ersten Richtung erfolgenden Pendelbewegung der Pendelmasse einen vorgegebenen Zielwert erreicht. Und zwar vorzugsweise so, dass die natürliche Frequenz in der zweiten Hauptrichtung nicht beeinflusst wird.
Weiterbildend erfolgt dann die Einstellung der natürlichen Frequenz in einer zweiten Richtung, indem die Pendelplatten oder die Pendelplattenabschnitte der Lage des Massedämpfers so lange in der zweiten Richtung gegeneinander verschoben und/oder verdreht werden, bis die natürliche Frequenz der in dieser zweiten Richtung erfolgenden Pendelbewegung der Pendelmasse einen vorgegebenen Zielwert erreicht. Und zwar vorzugsweise so, dass die natürliche Frequenz in der ersten Hauptrichtung nicht beeinflusst wird. Dieser Zielwert muss nicht zwangsläufig dem Zielwert entsprechen, der in der ersten Richtung erreicht werden sollte. Vielmehr ist es möglich, dass die natürlichen Frequenzen beider Richtungen unterschiedlich sind, weil die zu bedämpfenden Eigenfrequenzen des Bauwerks in beiden Richtungen unterschiedlich sind.
Bevorzugt werden zur Einstellung der natürlichen Frequenz der Pendelmasse die Pendelplatten oder Pendelplattenabschnitte der Lage des Massedämpfers aufeinander zugeschoben und/oder nach innen gedreht, um die natürliche Frequenz der Pendelmasse zu erhöhen. Soll die natürliche Frequenz der Pendelmasse verkleinert werden, werden die Pendelplatten oder die Pendelplattenabschnitte der Lager des Massedämpfers auseinandergeschoben und/oder nach außen verdreht. Das Verdrehen oder Kippen der Pendelplatten bzw. Pendelplattenabschnitte und der darauf befindlichen Lagerfläche bzw. Teillagerflächen erfolgt also alternativ oder ergänzend zum Verschieben zum Einstellen der natürlichen Frequenz der Pendelmasse. Dies hat den Vorteil, dass eine geringere Änderung der Pendelplattengröße erforderlich ist und der Gleitschuh in der Mitte der Pendelplatte in Ruhestellung verbleiben kann.
Auch erstreckt sich die Erfindung auf die Kombination von Reibung aus den Lagern und quadratischer viskoser Dämpfung aus dem Dämpfungsmittel, insbesondere, wenn dies wenigstens einen hydraulischen Zylinder aufweist. Dadurch ist die gesamte Dämpfung des Massedämpfers über einen großen Amplitudenbereich (20% bis 80%) der Pendelverschiebung annährend linear, was letztlich die Optimierung der Dämpfung des Massedämpfers über einen großen Amplitudenbereich (20% bis 80%) der Pendelverschiebung erlaubt. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dann eine überproportional (grösser als optimal für einen Massedämpfer) ansteigende Dämpfung vorzusehen, wenn die Pendelmasse mit einer Verschiebungsamplitude von mehr als 80% ihres Maximalwertes schwingt, etwa um die Pendelmasse bei größten Pendelamplituden verstärkt abzubremsen. So kann verhindert werden, dass die Pendelmasse seitlich mit Teilen des Bauwerks wie etwa den Wänden des Einbauraums des Massedämpfers kollidiert, womit auf ein Shock-Impact-Dämpfungssystem verzichtet werden kann.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Zeichnungen bzw. Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Darin zeigen schematisch:

1: eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels, bei dem die Gleitschuhe mittig über der Pendelplatte jeweils stehen;
2: eine Draufsicht auf das in 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel;
3: eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel mit vier kreuzschlittenartig ausgebildete Pendelplatten;
4: das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel, bei dem die natürliche Frequenz der Pendelmasse durch Auseinanderschieben der beiden Pendelplatten verkleinert wird;
5: das in 1 bzw. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel, bei dem die natürliche Frequenz der Pendelmasse durch Zusammenschieben der Pendelplatten vergrößert wird;
6: ein Ausführungsbeispiel eines hydrostatischen Lagers für die Verwendung in einem erfindungsgemäßen Massedämpfer;
7: die Draufsicht auf die Gegenfläche des Gleitschuhs mit Schmierkanälen und Schmierbohrungen;
8: ein Ausführungsbeispiel eines als Wälzlager ausgestalteten Lagers für den erfindungsgemäßen Massedämpfer;
9: ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Massedämpfers mit einer Verstelleinrichtung zum gegenseitigen Verdrehen der Pendelplatten der Lager mittels zweier Keile;
10: ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Massedämpfers mit einem Exzenter unter den Pendelplatten der Lager zur Verdrehung der Pendelplatten;
11: ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Massedämpfers mit einer Verstelleinrichtung, die eine invers gekrümmte Kalotte zur Verdrehung der Pendelplatte in jedem der Lager aufweist;
12: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verstelleinrichtung für eine Pendelplatte, bei der die Verstelleinrichtung mehrere längenveränderliche Pendelstangen aufweist; und
13: ein Ausführungsbeispiel einer Verstelleinrichtung einer Pendelplatte, bei der Futterplatten zur Anwendung kommen;

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleichartige Bauteile auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen verwendet werden.
1 zeigt also einen erfindungsgemäßen Massedämpfer 1 zur Reduktion von Schwingungen eines Bauwerks 2 mit einer Pendelmasse 3 und einem Dämpfungsmittel 4. Das Dämpfungsmittel 4 ist zwischen der Pendelmasse 3 und dem Bauwerk 2 angeordnet, sodass das Dämpfungsmittel 4 bezüglich der Relativbewegung zwischen Pendelmasse 3 und Bauwerk 2 arbeiten kann. Grundsätzlich weist ein erfindungsgemäßer Massedämpfer 1 wenigstens drei Lager 5 auf. Der hier gezeigte Massedämpfer 1 hat, wie man in 2 erkennen kann, vier solcher Lager 5, auf denen er im Bauwerk 2 auf einem Boden des Bauwerks 2 steht. Für die grundsätzliche Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Massedämpfers reichen aber wie gesagt drei Lager 5, zumal man dann eine einfach statisch bestimmte Lagerung der Pendelmasse 3 erhält.
Die Lager 5 sind ihrerseits so ausgeführt, dass sie die Pendelmasse 3 am Bauwerk 2 beweglich so abstützen, dass die Pendelmasse 3 Pendelbewegungen ausführen kann. Hierzu weist jedes der Lager 5 wenigstens eine Pendelplatte 6 mit einer konkav gekrümmten Lagerfläche 7 und einem darauf beweglich angeordneten Gleitschuh 8 mit konvex gekrümmter Gegenfläche 9 auf. Jeder der Gleitschuhe 8 ist dabei seinerseits gelenkig mit der Pendelmasse 3 befestigt.
Erfindungsgemäß sind bei allen Lagern 5 die Lagerflächen 7 und die zugeordneten Gegenflächen 9 mit einem konstanten Krümmungsradius R gekrümmt. Dieser Krümmungsradius R bezieht sich auf einen virtuellen Drehmittelpunkt M, um den herum sich ein auf der gekrümmten Lagerfläche 7 bewegender Gegenstand bewegen würde. Vorliegend ist das der Gleitschuh 8 des jeweiligen Lagers 5.
Bei der in 1 bzw. 2 zu erkennenden Anordnung der Pendelplatten 6 unterhalb der Pendelmasse 3 handelt es sich um eine Ausgangsstellung, wie man sie üblicherweise bei Montage des Massedämpfers 1 im Bauwerk 2 verwenden würde. Denn die Gleitschuhe 8 stehen mittig auf der Pendelplatte 6 bzw. der Lagerfläche 7. Dies kann man auch daran erkennen, dass der Abstand der Gleitschuhmittelpunkte bzw. der Mittelpunkte der Gegenfläche 9 (in der Figur als Abstand a1 unterhalb des Bauwerks eingezeichnet) dem Abstand entspricht, den die beiden Drehmittelpunkte M der beiden gekrümmten Lagerflächen 7 (in der Zeichnung als Abstand a2 oberhalb der Pendelmasse 3 eingezeichnet) aufweist. Die Abstände a1 und a2 sind also gleich. Dies hat zur Folge, dass der Schwerpunkt S der Pendelmasse 3 sich auf einer Kreisbahn mit dem Radius RS bewegt, der gleich dem Radius R der Krümmung der Lagerflächen 7 ist.
Damit die Gleitschuhe 8 flächig auf der Lagerfläche 7 aufliegen, weisen die Gleitschuhe 8 jeweils Gegenflächen 9 mit einem Krümmungsradius auf, der dem der Lagerflächen 7 entspricht. Somit sind bei allen Lagern 5 die Lagerflächen 7 und die zugeordneten Gegenflächen 9 in exakt aufeinander abgestimmter Weise mit einem konstanten Krümmungsradius gekrümmt. So kann die Pendelmasse 3 dann eine Pendelbewegung in einer in der Draufsicht liegenden Richtung ausführen, die in 2 mit x angegebenen wird.
Erfindungsgemäß ist es dabei wichtig, dass alle Lager 5 eine möglichst geringe Reibung zwischen Gegenfläche 9 und Lagerfläche 7 aufweisen. So erfolgt die eigentliche Dämpfung über das Dämpfungsmittel 4, das in beliebiger Art und Weise, beispielsweise als hydraulischer Zylinder (Öldämpfer),, ausgeführt sein kann.
Ist die Reibung der Lager 5 vernachlässigbar klein, so wird das Dämpfungsmittel 4 so ausgelegt, dass dieses eine lineare viskose Dämpfung erzeugt, die auf den Optimalwert des Massedämpfers 1 abgestimmt ist. Ist die Reibung der Lager 5 nicht vernachlässigbar klein, so wird das Dämpfungsmittel 4 auf quadratische viskose Dämpfung ausgelegt. Diese erfolgt zweckmäßiger Weise so, dass die gesamte Dämpfung des Massedämpfers im Amplitudenbereich der Pendelverschiebung von 20% bis 80% der maximalen Verschiebungsamplitude annährend linear und auf den Optimalwert abgestimmt ist. Die Dämpfung des Dämpfungsmittels 4 bzw. etwaiger hydraulischer Zylinder und/oder die Schmiermittelzufuhr bei hydrostatischen Lagern kann auch in Echtzeit geregelt werden, um ein bestimmtes Dämpfungsverhalten als Funktion der Verschiebungsamplitude der Pendelmasse zu erreichen.
Bei einer in einer einzigen Richtung vorgesehenen Pendelrichtung, wie der in der 2 angedeuteten x-Richtung, reicht es aus, wenn der Krümmungsradius R der Lagerflächen 7 der Pendelplatten 6 und/oder die Gegenflächen 9 der Gleitschuhe 8 eine zylindrische (kreisförmige) Krümmung aufweisen. Soll der Massedämpfer 1 jedoch Pendelbewegungen räumlicher Art durchführen können, also auch in beliebigen Richtungen wirksam und auch in seiner natürlichen Frequenz in beiden Hauptrichtungen justierbar sein, ist eine Möglichkeit, die Lagerflächen 7 der Pendelplatten 6 und die Gegenflächen 9 der Gleitschuhe 8 sphärisch (kugelförmig) auszubilden. Dazu kann das Lager 5 eine mehrteilige Pendelplatte 7 aufweisen, wie dies beispielsweise in 3 zu erkennen ist. Hier sind mehrere in der Draufsicht streifenförmige Pendelplattenabschnitt 10 vorhanden, die allesamt sphärisch gekrümmte Oberflächen haben. Sie weisen also streifenförmige Teillagerflächen auf ihrer Oberfläche auf, die ihrerseits eine kugelförmige Krümmung aufweisen. Da somit alle Pendelplattenabschnitte 10 und die auf ihnen angeordneten streifenförmigen Teillagerflächen den gleichen Krümmungsradius in x- wie auch in y-Richtung aufweisen, ist es nun möglich, die streifenförmigen Teillagerflächen 10 rechtwinklig zueinander anzuordnen. So entsteht eine kreuzschlittenartig gestaltete mehrteilige Pendelplatte 7. Diese hat den Vorteil, dass sie erheblich günstiger herzustellen ist als eine vollflächig kugelabschnittsförmig bzw. schalenartig ausgebildete Pendelplatte 6.
Wenn die Pendelplattenabschnitte 10 jedoch nur zylindrisch gekrümmt sind (hier nicht gezeigt), kann die Pendelmasse 3 nur in einer Richtung bewegt werden. Damit diese Bewegung in der Richtung auch tatsächlich sichergestellt ist, sind Führungen an der Pendelmasse 3 bzw. an den Lagern 5 anzuordnen, die sicherstellen, dass die Gleitschuhe 8 der Lager 5 nicht von den Pendelplatten 6 abrutschen.
Soll nun die natürliche Frequenz der Pendelmasse 3 eingestellt werden, erfolgt dies erfindungsgemäß dadurch, dass die Pendelplatte 6 bzw. die streifenförmigen Pendelplattenabschnitte 10 der Lager 5 auseinander oder zueinander in Richtung der Pendelbewegung, in deren Achse die natürliche Frequenz eingestellt werden soll, verschoben werden. Dies ist in 4 angedeutet. Hier sind die beiden Pendelplatten 6 auseinandergeschoben. Dies führt dazu, dass der Drehmittelpunkt der jeweiligen Lagerfläche 7 nach außen wandert, sodass der Abstand a2 gegenüber dem Abstand a1 größer wird, wie man durch den Vergleich von 1 mit 4 erkennen kann. Die Verschiebung bewirkt also auf sehr einfache aber wirkungsvolle Weise eine Frequenzanpassung, wobei das Auseinanderschieben dazu führt, dass der Pendelradius RS des Schwerpunkts S der Pendelmasse 3 nun größer als der Radius der Lagerfläche 7 ist. Dies führt dazu, dass die natürliche Frequenz sinkt.
Soll dahingehend im Vergleich zur in 1 gezeigten Ausgangslage die natürliche Frequenz in x-Richtung erhöht werden, so erfolgt dies erfindungsgemäß dadurch, dass die Pendelplatten 7 bzw. die streifenförmigen Pendelplattenabschnitte 10 nach innen geschoben werden, wie man dies in 5 erkennen kann. Hier ergibt sich dann ein im Vergleich zur Krümmung der Pendelplatten 7 reduzierter Radius RS der Bahn des Schwerpunktes S der Pendelmasse 3.
Die in 4 bzw. 5 gezeigten Frequenzanpassungen können in beliebiger Pendelrichtung durchgeführt werden. Bei der in 3 gezeigten kreuzschlittenartigen Konfiguration mit mehrteiligen Pendelplatten 7 mit mehreren streifenartigen Pendelplattenabschnitten 10 kann so eine Frequenzanpassung getrennt in x- und y-Richtung und in jeder Richtung sowohl zur Vergrößerung wie auch zur Verkleinerung der natürlichen Frequenz der Pendelmasse 3 erfolgen. Da die auf den Pendelplattenabschnitten 10 befindlichen Teillagerflächen ihrerseits immer den gleichen Krümmungsradius aufweisen, ist es so auch möglich, durch einfaches seitliches Verschieben der Pendelplattenabschnitte 10 entlang der orthogonal dazu ausgerichteten anderen Pendelplattenabschnitte 10 eine bündige Anordnung der Lagerflächenoberseite sicherzustellen. So kommt es zu keinen Versprüngen oder dergleichen in der Lagerfläche 7.
Wie bereits erläutert, ist es wichtig, dass nach dem vorliegenden erfindungsgemäßen Ansatz die Lager 5 eine möglichst geringe Reibung in den Lagerflächen 7 aufweisen. Eine Möglichkeit, bei der eine extrem niedrige Anfahrreibung sichergestellt wird, ist die Ausführung des Lagers als hydrostatisches Lager, wie es beispielhaft in 6 skizziert ist. Ein solches Lager 5 weist eine Pumpeinrichtung 11 auf, mit der flüssiger Schmierstoff über einen Kanal 18 in eine Gleitplatte 19 und dort dann über Bohrungen 20 in den eigentlichen Gleitspalt zwischen der Lagerfläche 7 und der Gegenfläche 9 hineingedrückt wird. Die Gleitplatte 19 bzw. der Gleitschuh 8 schwimmt damit praktisch auf einem Schmierstofffilm auf, was dann dazu führt, dass ein ausgesprochen niedriger Reibwert in der Lagerfläche 7 erhalten wird. Dabei kann es sinnvoll sein, wenn die Pumpenleistung je nach Windlast in Echtzeit geregelt werden kann, um z.B. einen noch tieferen Reibwert bei kleinsten Windlasten für maximale Wirkung des Massedämpfers 1 zu generieren oder um einen wesentlich höheren Reibwert bei Erdbebenanregung zu erzeugen, um die Pendelmasse 3 zusätzlich abzubremsen und so einen Impact der Pendelmasse 3 in den Wänden des TMD-Raums zu vermeiden, oder um ein bestimmtes Reibverhalten als Funktion der Verschiebungsamplitude der Pendelmasse 3 zu erhalten.
Alternativ oder ergänzend zur Pumpeinrichtung 11 kann auch eine Druckkartusche oder auch ein unter Druck stehendes Schmierstoffreservoir 21 am Lager 5 vorgesehen sein.
Ferner kann der Gleitschuh 8 noch ein weiteres Gelenk aufweisen, das ebenfalls eine gelochte Gleitplatte 19 aufweist, die ebenfalls mit dem Schmierstoffkreislauf über entsprechende Kanäle 18 verbunden ist. Diese zweite Gleitplatte 21 weist sinnvollerweise einen kleineren Krümmungsradius auf als etwa die für die Pendelbewegung wichtige Gegenfläche 9. Im vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es noch eine dritte Gleitplatte 22, die ebenfalls über Kanäle 18 mit dem Schmierstoffkreislauf verbunden ist.
Wie man in 7 erkennen kann, weist die Gleitplatte 19 des Gleitschuhs 8 nicht nur Bohrungen 20 auf. Vielmehr ist es auch möglich, dass zusätzlich zu den Bohrungen 20 in der Gleitplatte 19 Einkerbungen oder längliche Ausnehmungen 24 vorgesehen sind, die ebenfalls zur Verteilung von Schmierstoff dienen können. Damit der Schmierstoff seitlich nicht aus der Gleitplatte 19 austritt, weist diese noch eine umlaufende Dichtung 25 auf.
Als Alternative zu einem hydrostatischen Lager kann auch ein als Wälzlager ausgestaltetes Lager 5 verwendet werden. Ein solches ist beispielsweise in 8 in einer Seitenansicht dargestellt. Dieses weist ebenfalls wieder eine Pendelplatte 6 mit einer konkav gekrümmten Lagerfläche 7 auf. Allerdings sind hier in der Lagerfläche 7 noch eine Reihe von Wälzkörpern 31 angeordnet. Hierzu wird man zweckmäßigerweise die Wälzkörper 31 in entsprechenden Käfigen anordnen, die ihrerseits eine der Lagerfläche 7 entsprechende Krümmung aufweisen. Auf diesen Wälzkörpern 31 läuft dann der Gleitschuh 8.
Als Alternative zur Verschiebung der Pendelplatten 6 bzw. der streifenförmigen Pendelplattenabschnitte 10 kann deren Verdrehung bzw. Verkippung in der Ebene der Pendelbewegung durchgeführt werden. Ein Beispiel wie man diese Verdrehung bzw. Verkippung strukturell durchführen kann ist in 9 gegeben, bei der unter der Pendelplatte 6 jeweils ein Keil 13 angeordnet wird. Dabei ist es wichtig, dass die beiden Pendelplatten 6 in gleicher Weise um den Drehwinkel α gekippt werden, sodass zweckmäßiger Weise unter beide Pendelplatten 6 jeweils ein Keil 13 gleicher Abmessung untergeschoben wird. Das Kippen der Pendelplatten 6 nach außen führt dazu, dass die Krümmungsmittelpunkte M der Lagerflächen 7 gegenüber der Ausgangsstellung nach außen wandern. Dies um das Maß, um das die Pendelplatte 6 gekippt wird. Dieses Maß ist hier als Winkel α in der 9 eingezeichnet. Wie man demgemäß erkennen kann, führt das Verkippen der Pendelplatten 6 dazu, dass das Auseinanderschieben der Drehmittelpunkte M zu einem im Vergleich zu in 1 eingezeichneten Ausgangssituation größerer Abstand a2 zwischen den beiden Mittelpunkten M erreicht wird. Das Verdrehen der Pendelplatten 6 nach außen führt also dazu, dass die Frequenz der Pendelbewegung in x-Richtung kleiner wird. Werden die Keile 13 gerade anders herum angeordnet (nicht dargestellt), bewirkt dies eine Erhöhung der natürlichen Frequenz des Pendelmasse 3. Alternativ zu den Keilen 13 können auch unter den Pendelplatten 6 angeordnete Exzenter 14 mit einem Exzenteroberteil 26 und einem Exzenterunterteil 27 verwendet werden, wie in 10 zu sehen ist. Durch Verdrehen des Exzenteroberteils 26 gegenüber dem Exzenterunterteil 27 kann der Winkel α mit dem die Lagerfläche 7 bzw. die Pendelplatte 6 nach außen verdreht wird, eingestellt werden.
11 zeigt eine weitere Variante mit der die Lagerfläche 7 bzw. die Pendelplatte 6 verdreht werden kann. Hier sind unter den Pendelplatten 6 invers gekrümmte Kalotten 15 angeordnet, auf denen die Lagerplatten 6 sitzen. Damit diese Lagerplatten 6 auf den invers gekrümmten Kalotten 15 satt aufsitzen, weisen diese an ihrer Unterseite eine Krümmung auf, die der der Kalotten 15 entsprechend negativ bzw. konvex gewölbt ist. Soll nun die Lagerfläche 7 bzw. die Pendelplatte 6 verdreht werden, kann dies nun durch ein seitliches Verschieben der inversen Kalotte 15 erfolgen, wie dies durch den horizontalen Doppelpfeil 28 angedeutet ist.
Eine weitere Variante der Verstellung der Winkellage der Pendelplatte 6 ist in 12 gezeigt. Hier ruht die Pendelplatte 6 auf einer Mehrzahl von Pendelstangen 16, von denen zumindest einige in ihrer Länge verändert werden können. Diese längenveränderlichen Pendelstangen tragen das Bezugszeichen 29 und sind insbesondere an den Außenseiten der Pendelplatte 6 angeordnet. Durch Veränderung der längenveränderlichen Stangen 29 kann somit die Pendelplatte 6 um die Mitte herum verkippt werden.
In 13 ist eine weitere Variante zur Veränderung der Winkellage der Gleitplatte 6 schematisch skizziert. Hier befinden sich unterhalb der Pendelplatte 6 eine Reihe von Futterplatten 17. Zwischen den Futterplatten 17 und der Pendelplatte 6 befindet sich noch ein Gelenkelement 30, das dafür sorgt, dass die Verbindung zwischen den Futterplatten 17 und der gekrümmten Pendelplatte 6 vollflächig erfolgt. Durch Herausnehmen oder auch Einschieben weiterer Futterplatten 17 in den Futterplattenstapel kann die Pendelplatte 6 verkippt werden.
Bezugszeichenliste

1.: Massedämpfer
2.: Bauwerk
3.: Pendelmasse
4.: Dämpfungsmittel
5.: Lager
6.: Pendelplatte
7.: Lagerfläche
8.: Gleitschuh
9.: Gegenfläche
10.: Streifenförmiger Pendelplattenabschnitt
11.: Pumpeinrichtung
12.: Verstelleinrichtung
13: Keil
14.: Exzenter
15.: Inverse Kalotte
16.: Pendelstange
17.: Futterplatte
18.: Schmierstoff-Kanal
19.: Gleitplatte
20.: Bohrung für Schmierstoff
21.: Schmierstoffreservoir / Druckkartusche
22.: 2. Gleitplatte des Gleitschuhs
23.: 3. Gleitplatte des Gleitschuhs
24.: Längliche Ausnehmungen in Gleitplatte 19
25.: Seitliche Dichtung
26.: Exzenteroberteil
27.: Exzenterunterteil
28.: Bewegungspfeil für die Verschiebung der Kalotten
29.: längenveränderliche Pendelstangen
30.: Gelenkelement
31.: Wälzkörper
R: Radius der Lagerfläche
RS: Pendelradius des Masseschwerpunktes
S: Schwerpunkt der Pendelmasse
M: Mittelpunkt der Krümmung der Lagerfläche
a1: gemittelter Abstand zwischen den Gleitschuhen
a2: Abstand der Punkte M
x: 1. Richtung
y: 2. Richtung
α: Drehwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2227606 B1 [0017, 0018, 0021, 0035]

Claims

Massedämpfer (1) zur Reduktion von Schwingungen eines Bauwerks (2) mit einer Pendelmasse (3) und einem Dämpfungsmittel (4), wobei der Massedämpfer (1) wenigstens drei Lager (5) aufweist, mit denen die Pendelmasse (3) am Bauwerk (2) beweglich so abgestützt wird, dass sie Pendelbewegungen ausführen kann und jedes der Lager (5) wenigstens eine Pendelplatte (6) mit einer konkav gekrümmten Lagerfläche (7) und einem darauf beweglich angeordneten Gleitschuh (8) mit konvex gekrümmter Gegenfläche (9) aufweist, wobei jeder Gleitschuh (8) seinerseits gelenkig an der Pendelmasse (3) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei allen Lagern (5) die Lagerflächen (7) und die zugordneten Gegenflächen (9) mit einem konstanten Krümmungsradius (R) gekrümmt sind und alle Lager (5) eine möglichst geringe Reibung zwischen Gegenfläche (9) und Lagerfläche (7) aufweisen.
Massedämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (4) passive linear-viskose Dämpfungseigenschaften, passive quadratisch-viskose Dämpfungseigenschaften und/oder geregelte Dämpfungseigenschaften aufweist und vorzugsweise wenigstens einen hydraulischen Zylinder aufweist.
Massedämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lager (5) zwischen Gegenfläche (9) und Lagerfläche (7) einen Reibungswiderstand aufweist, der kleiner als 5 % der Gewichtskraft der Pendelmasse (3), vorzugsweise kleiner als 0,5 % der Gewichtskraft der Pendelmasse (3), höchstbevorzugt kleiner als 0,25 % der Gewichtskraft der Pendelmasse (3), ist.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (R) der Lagerflächen (7) der Pendelplatten (6) dem erforderlichen Pendelradius (RS) einer frei aufgehängten Pendelmasse gleicher Masse entspricht.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerflächen (7) der Pendelplatten (6) und/oder die Gegenflächen (9) der Gleitschuhe (8) zylindrisch und/oder sphärisch gekrümmt sind.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem, vorzugsweise jedem, Lager (5) die Lagerfläche (7) und die zugordneten Gegenfläche (9) mit dem gleichen Krümmungsradius (R) gekrümmt sind
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lager (5) eine mehrteilige Pendelplatte (6) aufweist, die insbesondere mehrere in der Draufsicht streifenförmige Pendelplattenabschnitte (10) mit streifenförmigen Teillagerflächen aufweist, von denen vorzugsweise zumindest zwei rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
Massedämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei, vorzugsweise rechtwinklig zueinander angeordneten, streifenförmigen Pendelplattenabschnitten (10) ein Gleitschuh (8) mit zwei Gegenflächen (9) und einem dazwischen liegendem Gelenk angeordnet ist.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem Lager (5) die Pendelplattenabschnitte (10) getrennt voneinander in ihrer Lage zueinander verändert werden können.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der natürlichen Frequenz der Pendelmasse (3) bei wenigstens zwei Lagern (5) die relative Lage der jeweiligen Pendelplatten (6) und/oder einander entsprechender Pendelplattenabschnitte (10) zueinander verändert werden kann.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem Lager (5) die Pendelplattenabschnitte (10) des Lagers (5) relativ so zu einander verschoben und/oder verkippt werden können, dass die jeweiligen Teillagerflächen nach der Verschiebung an ihrer Oberseite bündig anliegen.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der natürlichen Frequenz bei wenigstens zwei Lagern (5) die Pendelplatten (6) oder die sich in Richtung einer Achse (x, y) in der die Frequenz der Pendelbewegung eingestellt werden soll, längs erstreckenden Pendelplattenabschnitte relativ zueinander in der Richtung in der sich die Achse (x) erstreckt, verschoben werden können.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der natürlichen Frequenz bei wenigstens zwei Lagern (5) die beiden Pendelplatten (6) oder Pendelplattenabschnitte (10) gegeneinander verdreht werden können.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung um einen Radiusmittelpunkt (M) erfolgt, der nicht gleich einem Radiusmittelpunkt der gekrümmten Lagerflächen (7) ist.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lager (5) als hydrostatisches Lager ausgestaltet ist.
Massedämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein als hydrostatisches Lager ausgebildetes Lager (5) I eine den hydrostatischen Effekt erzeugenden Pumpeinrichtung (11) aufweist.
Massedämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein als hydrostatisches Lager ausgebildetes Lager (5) so ausgestaltet ist, dass es bei Ausfall der den hydrostatischen Effekt erzeugenden Pumpeinrichtung (11) Notlaufeigenschaften aufweist.
Massedämpfer nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein als hydrostatisches Lager ausgebildetes Lager (5) so ausgestaltet ist, dass es zumindest zeitweilig einen Beitrag zur Dämpfung des Massedämpfers (1) leistet.
Massedämpfer nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (11) so ausgestaltet ist, dass ihre Pumpleistung zur situationsangepassten Einstellung der Reibung des Lagers (5) regelbar ist.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (4) so ausgestaltet ist, dass seine Dämpfungskraft zur Einstellung der Erzeugung situationsangepasster Dämpfungseigenschaften regelbar ist.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Lager (5) als Wälzlager oder als schienengeführter Radschlitten ausgestaltet ist.
Massedämpfer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein als Wälzlager oder als schienengeführter Radschlitten ausgestaltetes Lager (5) eine Schallisolierung aufweist.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er vier Lager (5) aufweist mit denen die Pendelmasse (3) am Bauwerk (2) abgestützt wird und die so ausgestaltet sind, dass bei ihnen die Lage der Pendelplatten (6) oder der entsprechenden Pendelplattenabschnitte (10) paarweise gegeneinander gerichtet verändert werden kann.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Lager (5) eine gemeinsame Verstelleinrichtung (12) zur Verschiebung und/oder Verdrehung der jeweiligen Pendelplatten (6) oder Pendelplattenabschnitte (10) relativ zueinander aufweisen.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (12) wenigstens einen Keil (13), eine Futterplatte (17), einen Exzenter (14), eine Pendelstange (16) und/oder eine invers gekrümmte Kalotte (15) zur Verdrehung der Pendelplatte (6) oder des Pendelplattenabschnitts (10) aufweist.
Massedämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (12) ein motorisches Antriebsmittel zur Verschiebung und/oder Verdrehung der Pendelplatten (6) oder der Pendelplattenabschnitte (10) aufweist.
Bauwerk (2) mit einem Massedämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (4) und die Pendelplatten (6) der Lager (5) des Massedämpfers (1) am Bauwerk (2) angebracht sind.
Verfahren zur Einstellung der natürlichen Frequenz eines Massedämpfers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelplatten (6) oder die Pendelplattenabschnitte (10) der Lager (5) des Massedämpfers (1) so lange in einer ersten Richtung (x) gegeneinander verschoben und/oder verdreht werden, bis die natürliche Frequenz der in dieser ersten Richtung erfolgenden Pendelbewegung der Pendelmasse (3) einen vorgegebenen Zielwert erreicht.
Verfahren zur Einstellung der natürlichen Frequenz eines Massedämpfers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelplatten (6) oder die Pendelplattenabschnitte (10) der Lager (5) des Massedämpfers (1) so lange in einer zweiten Richtung (y) gegeneinander verschoben und/oder verdreht werden, bis die natürliche Frequenz der in dieser zweiten Richtung erfolgenden Pendelbewegung der Pendelmasse (3) einen vorgegebenen Zielwert erreicht.
Verfahren zur Einstellung der natürlichen Frequenz nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelplatten (6) oder Pendelplattenabschnitte (10) der Lager (5) des Massedämpfers (1) auf einander zugeschoben und/oder nach innen gedreht werden, um die natürliche Frequenz der Pendelmasse (3) zu vergrößern.
Verfahren zur Einstellung der natürlichen Frequenz nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelplatten (6) oder die Pendelplattenabschnitte (10) der Lager (5) des Massedämpfers (1) auseinandergeschoben und/oder nach außen gedreht werden, um die natürliche Frequenz der Pendelmasse (3) zu verkleinern.