DE1191877B - Schwingungsdaempfer fuer frei tragend verlegte Kabel, Seile oder Draehte, insbesondere elektrische Leitungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIb

Deutsche Kl.: 21c-6

Nummer: 1191877

Aktenzeichen: Sch 28379 VIII d/21 c

Anmeldetag: 24. August 1960

Auslegetag: 29. April 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer für frei tragend verlegte Kabel, Seile oder Drähte, insbesondere elektrische Leitungen, der einen Längsabschnitt der Leitung mit einer länglichen, axial aufgeschnittenen Hülle aus einem biegsamen, elastischen Material umklammert, die einen ringförmigen Hohlraum aufweist und von einer axial aufgeschnittenen starren rohrförmigen Hülse mit beträchtlicher Masse umfaßt ist. Ein bekannter Schwingungsdämpfer besteht aus um eine elektrische Leitung gewickeltem gewelltem Material. Die dämpfende Wirkung dieses bekannten Dämpfers besteht in der Hauptsache darin, daß durch die einander berührenden Teile die zu dämpfende Schwingung als Reibungsarbeit vernichtet wird. Damit aber diese Reibung zur Wirkung kommt, muß zunächst die Haftreibung überwunden werden. Die hierfür erforderliche Kraft tritt aber erst bei verhältnismäßig starken Schwingungen auf, so daß dieser bekannte Dämpfer nur dazu geeignet ist, große Schwingungs- so amplituden zu dämpfen.

Bei einem anderen bekannten Dämpfer ist es bekannt, einen elektrischen Leiter mit mehreren parallel zum Leiter verlaufenden, an beiden Enden abgeschlossenen Röhren zu umgeben, die mit einem Streugut teilweise gefüllt sind. Die Röhren selbst können nur durch die Reibung dämpfen, so daß die oben beschriebenen Nachteile für diese Dämpfungskomponente in gleichem Maße zutreffen. Die Dämpfung durch das Schüttgut ist jedoch praktisch sehr gering, da hierbei nur ein unwesentlicher Teil der Schwingungsenergie in Wärme umgewandelt wird.

Bei einem weiteren bekannten Dämpfer ist die einen Längsabschnitt der Leitung umklammernde, aus einem biegsamen, elastischen Material bestehende rohrförmige Hülse mit einem Stützenisolator für die Leitung unmittelbar verbunden, so daß der Dämpfer nur in unmittelbarer Nähe eines Isolators angebracht werden kann und dazu dient, diesen Isolator von den Schwingungen der Leitung abzuschirmen. Zur Verhinderung von Schwingungen in der Leitung selbst ist dieser bekannte Dämpfer nicht geeignet.

Bei einem weiteren bekannten Schwingungsdämpfer der obengenannten Art weist die Hülle aus biegsamem, elastischem Material einen ringförmigen Hohlraum auf und ist von einem axial aufgeschnittenen starren rohrförmigen Bleirohrstück umfaßt. Dieser Dämpfer dient dazu, Schwingungen hoher Frequenz zu dämpfen. Da er jedoch infolge des ringförmigen Hohlraumes die Leitung nur an seinen beiden Enden fest umschließt, ist er nicht Schwingungsdämpfer für frei tragend verlegte
Kabel, Seile oder Drähte, insbesondere elektrische Leitungen

Anmelder:

Schwitzer Corporation,

Indianapolis, Ind. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff, H. Bartels

und Dipl.-Chem. Dr. J.Brandes, Patentanwälte,

Stuttgart 1, Lange Str. 51

Als Erfinder benannt:
Sanford Allen McGavern,
Indianapolis, Ind. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 26. August 1959 (836 242)

dazu geeignet, Schwingungen zu dämpfen, deren Knotenpunkte gerade an diesen Enden des Dämpfers liegen. Das sind aber alle Schwingungen, deren halbe Wellenlängen der Länge des Dämpfers oder einem ganzzahligen Bruchteil dieser Länge entsprechen. Auch hat sich dieser bekannte Dämpfer offensichtlich praktisch nicht durchgesetzt, da er seit über einem halben Jahrhundert bekannt ist und trotzdem nicht weiterentwickelt wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dämpfer zu schaffen, der Schwingungen jeder Amplitude und jeder Wellenlänge sicher dämpft. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem zuletzt genannten bekannten Schwingungsdämpfer aus, und sieht vor, daß erfindungsgemäß die Hülle eine Vielzahl von axial nebeneinanderliegenden ringförmigen Hohlräumen aufweist, die nach

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einer Seite offen sind und deren Volumina sowie F i g. 2 ersichtlich. Längs der Innenseite der deren in axialer Richtung gemessene lichte Weiten elastischen Hülle sind ringförmige Hohlräume 13 von einem Ende des Dämpfers zum anderen zu- vorgesehen. Diese Hohlräume sind durch brückennehmen und daß die Zwischenwände der Hohlräume artige Teile 14 getrennt, die am Kabel angreifen, an der Leitung oder der Hülse anliegen. Dadurch, 5 Wie man aus F i g. 1 sieht, haben die Hohlräume 13 daß die in axialer Richtung gemessenen lichten Wei- verschiedene, vom einen Ende 16 zum anderen ten der Hohlräume von einem Ende des Dämpfers Ende 17 der Anordnung zunehmende Volumina.
zum anderen zunehmen, also verschieden lang sind, Die Außenflächen der Teile 11 und 12 der liegen die Zwischenwände der Hohlräume an der elastischen Hülle sind mit radial verlaufenden Leitung oder der Hülse in verschiedenen Abständen io Flanschen 18 versehen, wobei die Flansche 18 des voneinander an, so daß sich zwischen diesen An- Bestandteils 11 mit den Flanschen 18 des Bestandlagepunkten keine Schwingungsbäuche von stehen- teils 12 fluchten. Der Abstand der Flanschkanten den Wellen ohne Dämpfung ausbilden können. Die von der Kabelachse nimmt vom Ende 16 zum Ende verschiedenen Volumina der Hohlräume machen 17 des Dämpfers zu, wie aus F i g. 1 zu erkennen ist. die elastische Hülle über die ganze Länge des 15 Ferner nimmt auch der Abstand zwischen den Flan-Dämpfers verschieden nachgiebig, so daß dadurch sehen 18 vom Ende 16 zum Ende 17 der Anordnung ebenfalls Dämpfungseigenschaften erreicht werden, zu. Die Flansche umschreiben derart äußere ringfördie sich über die ganze Länge des Dämpfers stetig mige Hohlräume 19 bestimmten Volumens. In den ändern. Durch die verschiedene Dimensionierung Bestandteilen 11 und 12 der elastischen Hülle sind der Hohlräume nach der Erfindung wird also er- 20 ferner Luftlöcher 25 vorgesehen, die eine Verbinreicht, daß der Dämpfer für alle Schwingungen wirk- dung zwischen den inneren Hohlräumen 13 und den sam ist. Die Dämpfung tritt hierbei schon bei klein- äußeren Hohlräumen 19 herstellen,
sten Amplituden auf, da das nur mittels der Eine ungefähr schlauchförmige steife Hülse umZwischenwände an dem Leiter oder der Hülse an- schließt die elastische Hülle und besteht aus zwei liegende elastische Material auf Kompression, Bie- 25 symmetrisch einander gegenüberliegenden Teilen 21 gung und Scherung belastet wird, wobei insbeson- und 22. Diese wurden durch Gießen oder Bearbeidere die Belastung auf Biegung und Scherung schon ten aus einem Metall mit beträchtlicher Masse her-Schwingungsenergien von sehr geringer Amplitude gestellt. Die gegenüberliegenden Kanten 23, 24 aufnimmt. Auf jeden Fall treten diese Dämpfungen (Fig. 2) der Hülsenteile21, 22 fluchten mit den geschon auf, bevor eine Haftreibung überwunden wird. 30 genüberliegenden Kanten23>a bzw. 24a (Fig. 2) der Bei stärkeren Schwingungen wird dann auch noch Bestandteile 11, 12 der elastischen Hülle,
ein Teil der Schwingungsenergie in Reibung umge- Wie man aus F i g. 1 sehen kann, ist die Innenwandelt. Der Schwingungsdämpfer gemäß der Er- fläche der Hülse im Abstand mit ringförmigen RiI-findung ermöglicht es also in überraschender Weise, len 26 versehen, die die Endteile der Flansche 18 alle in einem frei tragend verlegten Kabel, Seil, 35 aufnehmen, die darin mechanisch gehalten oder da-Draht od. dgl. auftretenden mechanischen Schwin- mit verklebt sind. Der Hülsenteil 21, der bei einem gungen zu dämpfen. horizontal verlaufenden Kabel die Unterseite bildet,

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Er- ist mit einer axial verlaufenden Tropfenrinne 27 findung ist vorgesehen, daß abwechselnd nach der versehen. Diese erstreckt sich entlang im wesentder Leitung zugekehrten Innenseite offene innere 40 liehen der ganzen Länge des Hülsenteiles 21 und Hohlräume und nach der der Hülse zugekehrten steht mit einer Bohrung 28 im Hülsenteil 21 in VerAußenseite offene äußere Hohlräume vorgesehen bindung.

sind und daß die inneren Hohlräume mit den äuße- In der Nähe des einen Endes 16 der Anordnung

ren Hohlräumen durch Löcher miteinander verbun- sind die Bestandteile 11, 12 der elastischen Hülle so

den sind. Dadurch wird die dämpfende Wirkung der 45 ausgebildet, daß sie durch die verdickte Seitenwand

elastischen Hülle verstärkt. Durch die Verbindung der Hülsenseite 21, 22 zusammengedrückt werden.

zwischen den Hohlräumen wird bei Kabelbewegun- Es können verschiedene Mittel zum dichten Ver-

gen von verhältnismäßig großer Amplitude erreicht, klammern der Hülsenteile 21, 22 gegen die elastische

daß die Luft durch die Löcher hindurchgepumpt Hülle 11, 12 vorgesehen sein. Beispielsweise kön-

wird, wodurch wiederum Energie verbraucht wird. 50 nen die Hülsenteile 21, 22 mit Außenflanschen ver-

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung sehen sein, durch die Bolzen hindurchgehen. Bei der

eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- dargestellten Ausführungsform ist die Hülse am

beispiels im einzelnen erläutert. Es zeigt Ende 16 des Dämpfers mittels einer üblichen Metall-

F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Sei- bandklammer 29 fest angepreßt. Am anderen Ende

tenansicht eines auf ein Kabel aufgesetzten Dämp- 55 17 der Anordnung sind die Bestandteile 11, 12 der

fers gemäß der Erfindung, elastischen Hülle mit einem Flansch 31 versehen, der

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in eine Vertiefung aufweist, die einen nach innen ragen-

F i g. 1 und den Flansch 32 der Hülse aufnimmt. Eine Band-

F i g. 3 eine schematische Darstellung zur Erläu- klammer 33, ähnlich der Klammer 29, umgibt die

terung der Wellenform, die das Kabel unter gewis- 60 Hülse. Man sieht, daß die Anordnung eine vom

sen Bedingungen annimmt. einen Ende 16 zum anderen Ende 17 abnehmende

In Fig. 1 und 2 ist ein Stück eines Litzen auf- radiale Steifheit aufweist.

weisenden Kabels 10 gezeigt. Das Kabel wird von Der Dämpfer wird auf einem von Pfählen oder einer elastischen Hülle von ungefähr röhrenförmiger Masten unterstützten Kabel angebracht. Die genaue Gestalt umgeben, bestehend aus einem biegsamen, 65 Plazierung des Dämpfers hat einen ziemlichen Spielnachgiebigen Material, wie Gummi od. dgl. Die raum, doch muß das eine Ende 16 sich näher bei elastische Hülle besteht aus zwei Teilen 11 und 12 einem Unterstützungspunkt befinden als das andere von je etwa halbkreisförmigem Querschnitt, wie aus Ende 17 des Dämpfers.

Wenn nun die schwingende Welle in das nachgiebigere Ende 17 des Dämpfers eintritt, wird sie bei ihrer Bewegung durch den Dämpfer in zunehmendem Maße gedämpft, indem ihre Energie verbraucht und die Übertragung der Welle auf den Mast verhindert wird. In ähnlicher Weise wird auch eine Reflexion der Welle gegen die Mitte der Kabelspannseite zu verhindert. Mehrere Faktoren bewirken die Dämpfung. Die innere Reibung in der elastischen Hülle und die Reibung der elastischen Hülle gegen den Kabeldraht neigen dazu, die kinetische Energie in Reibungswärme umzuwandeln. Da die Bestandteile 12, 21 der elastischen Hülle bzw. der Hülse unterhalt) des Kabels nicht mit den entsprechenden Teilen 11 bzw. 22 auf der Oberseite des Kabels verbunden sind, wird, wenn sich das Kabel beispielsweise nach oben bewegt, der obere Teil 11 der elastischen Hülle komprimiert, während der untere Teil 12 der elastischen Hülle nicht entsprechend beansprucht wird. Infolgedessen ist bei der Schwingung des Kabels die Widerstandskraft hiergegen nicht von reiner Sinusform.

Bei einer Kabelbewegung von verhältnismäßig großer Amplitude wird zwischen den inneren Hohlräumen 13 und den äußeren Hohlräumen 19 durch die Löcher 25 Luft aus- und eingepumpt, was ebenfalls Energie verbraucht. Eine zweite Luftströmung mit ähnlichen Energie verbrauchenden Eigenschaften kann durch die Tropfenrinne 27 sowie längs des Zwischenraumes 35 zwischen den Kabellitzen und der elastischen Hülle auftreten. Der Flansch 32 am Ende 17 des Dämpfers bildet einen mechanischen Puffer zur Abschwächung großer Schwingungen des Kabels.

Bekannte Dämpfer der in Rede stehenden Art werden praktisch an einem einzigen Punkt des Kabels befestigt. Eine derartige Anordnung hat, wie sich an Hand von F i g. 3 zeigen läßt, gewisse Nachteile. In F i g. 3 sind die Unterstützungs- und zugleich Knotenpunkte des hier mit 41 bezeichneten Kabels mit den Bezugszeichen 42 und 43 versehen. Das Kabel ist in wellenförmiger Schwingung gezeigt, wobei sich ein Schwingungsknoten bei 44 befindet. Der Abstand zwischen den Knotenpunkten kann, wie oben erwähnt, von etwa ¹Za bis 8 m schwanken, je nach den Windverhältnissen od. dgl. Da diese Knotenpunkte praktisch überall längs des Kabels auftreten können und eine an diesen Knotenpunkten angebrachte Dämpfvorrichtung unwirksam ist, ist die Plazierung von Dämpfern, die an einem einzigen Punkt des Kabels angreifen, recht kritisch, und solche Dämpfer können unter bestimmten Umständen unwirksam sein. Der Dämpfer gemäß der Erfindung vermeidet dagegen, da er sich längs eines ganzen Abschnittes des Kabels erstreckt, diesen Nachteil. Die Längserstreckung des Dämpfers wird nach der Erfindung so gewählt, daß unabhängig davon, wo ein Knotenpunkt an dem Kabel auftritt, mindestens ein Teil des Dämpfers wirksam ist.

Es ist ferner zu beachten, daß die Gestalt des Dämpfers im beschriebenen Ausführungsbeispiel derart ist, daß abgerundete Ecken und eine glatte Außenfläche vorgesehen sind, wodurch Koronaentladungen bei der Verwendung des Dämpfers für Hochspannungsleitungen vermindert werden. Die Hülse gewährt Schutz gegen ein Altern der elastischen Hülle, einschließlich eines Abgriffes von Ozon, und verlängert so die Lebensdauer des Dämpfers. Die Abflußmöglichkeit für Kondens- und Regenwasser dient ebenfalls der Verlängerung der Lebensdauer. Obwohl die Erfindung für den Fall eines Litzenkabels beschrieben wurde, versteht sich, daß sie ebenso für einen Einzeldraht und für jede Anwendung brauchbar ist, bei der ein Kabel oder ein Draht zwischen Unterstützungspunkten gespannt ist.

Vorstehend wurde die Erfindung im einzelnen an Hand einer bezeichnenden Ausführungsform beschrieben, doch versteht sich, daß Abwandlungen im Rahmen des geoffenbarten Erfindungsgedankens inbegriffen sind.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schwingungsdämpfer für frei tragend verlegte Kabel, Seile oder Drähte, insbesondere elektrische Leitungen, der einen Längsabschnitt der Leitung mit einer länglichen, axial aufgeschnittenen Hülle aus einem biegsamen, elastischen Material umklammert, die einen ringförmigen Hohlraum aufweist und von einer axial aufgeschnittenen starren rohrförmigen Hülse mit beträchtlicher Masse umfaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (11, 12) eine Vielzahl von axial nebeneinanderliegenden ringförmigen Hohlräumen (13, 19) aufweist, die nach einer Seite offen sind und deren Volumina sowie deren in axialer Richtung gemessene lichte Weiten von einem Ende des Dämpfers zum anderen zunehmen, und. daß die Zwischenwände (14, 18) der Hohlräume (13, 19) an der Leitung (10) oder der Hülse (21, 22) anliegen.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd nach der der Leitung (10) zugekehrten Innenseite offene innere Hohlräume (13) und nach der der Hülse (21, 22) zugekehrten Außenseite offene äußere Hohlräume (19) vorgesehen sind und daß die inneren Hohlräume mit den äußeren Hohlräumen durch Löcher (25) miteinander verbunden sind.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle und die Hülse aus je zwei im Querschnitt halbkreisförmigen Teilen (11, 12 bzw. 21, 22) bestehen, die durch die Hülse (21, 22) an beiden Enden (16, 17) umfassende Bänder (29, 33) zusammengehalten sind.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (18) zwischen den äußeren Hohlräumen (19) in ringförmige Rillen (26) der Hülse (21, 22) eingreifen.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (14) zwischen den inneren Hohlräumen (13) mit verhältnismäßig breiten Ringflächen an der Leitung (10) anliegen.

6. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenteile (21 und 22) an ihren Enden Innenflansche (32) aufweisen, die in Ringnuten der Hülle eingreifen, daß der Innenflansch am Ende (16) mit den kleineren Hohlräumen (13, 19) dicker ist als der Innenflansch (32) am anderen Ende (17) und daß das Band (29) an dem einer Abspannung des Leiters (10) näheren

Ende (16) des Schwingungsdämpfers mit stärkerem Druck an der Hülse (21, 22) anliegt als das Band (33) am anderen Ende (17).

7. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenwandung der Hülse (21, 22) eine axial verlaufende Rinne (27) vorgesehen ist, die

mit einer ins Freie führenden Bohrung (28) der Hülse verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 93 070, 571657, 015;

USA.-Patentschriften Nr. 1867536, 2469167.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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