DE602004001029T2 - Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung von Seilen und dazugehöriges Verfahren - Google Patents

Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung von Seilen und dazugehöriges Verfahren Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Dämpfen der Schwingungen eines Seils bzw. eines Kabels, das in der Struktur eines Bauwerks zum Einsatz kommt, insbesondere eines Verankerungsseils.
  • Die Erfindung ist insbesondere auf abgespannte Brücken anzuwenden. Die Verankerungsseile werden dann an ihren Enden z.B. an einem Pylon und auf der Fahrbahnplatte der Brücke verankert. Sie gewährleisten so den Halt und die Stabilität der Struktur (bzw. Konstruktion).
  • Unter bestimmten Bedingungen, insbesondere wenn sie periodischen Erregungen unterworfen werden, können Verankerungsseile Energie akkumulieren und stark schwanken. Die beiden Hauptgründe für diese Schwingungen sind die Verschiebung der Verankerungen unter der Wirkung von Verkehrsbelastungen oder von Wind, wobei der Effekt des Windes direkt auf die Kabel wirkt. Diese Schwankungen können die Benutzer beunruhigen. Außerdem besteht die Gefahr, daß sie die Abspannseile beschädigen, wenn sie nicht beherrscht werden.
  • Mehrere Typen von Dämpfern sind bekannt. Man unterscheidet externe Dämpfer von internen Dämpfern.
  • Externe Dämpfer greifen allgemein auf Kolben-Schwingungsdämpfer mit Abmessungen zurück, welche den für Lastkraftwagen oder Züge verwendeten ähnlich sind. Diese Dämpfer sind in der Lage, bei einer Relativverschiebung ihrer Enden Energie zu absorbieren. Eines dieser Enden ist an dem Kabel befestigt, entweder mittels einer Schelle oder über ein Pendel, das seinerseits an eine Schelle angelenkt ist, die an dem Kabel befestigt ist. Das andere Ende des Dämpfers ist an einem starr mit der Struktur verbundenen Rahmen befestigt, allgemein der Fahrbahnplatte der abgespannten Brücke.
  • Interne Dämpfer sind ihrerseits um das Verankerungsseil angeordnet. Sie liegen allgemein in der Verlängerung der Rohre, welche das Bündel von metallenen Fasern umgeben, aus denen das Kabel besteht, und welche starr mit der Struktur verbunden sind (z.B. Verankerungsrohre). Sie wirken bei einer Schwingung des Kabels auf die Relativverschiebungen zwischen dem Bündel von Fasern des Kabels und dem Verankerungsrohr ein, welches das Bündel von Fasern umgibt.
  • Mehrere Dämpfungsprinzipien werden von internen Dämpfern verwendet, um Energie abzuleiten:
    • /a/ durch Auslaufen eines stark viskosen Öls in eine ringförmige Rinne, die um das Bündel von metallenen Fasern liegt und in welcher ein in Querrichtung beweglicher Ring angebracht ist (vgl. EP 0 343 054 );
    • /b/ durch Verwindung eines ableitenden Materials wie Kautschuk, das um das Bündel von metallenen Fasern liegt (vgl. EP 0 914 521 ).
    • /c/ durch trockene Reibung zwischen Metallteilen (vgl. EP 1 035 350 ).
  • Diese internen Dämpfer haben den Vorteil, daß sie diskret, also ästhetischer als externe Dämpfer sind. Außerdem vereinfacht die Abwesenheit eines Sockels an der Struktur außer der Verankerungsrohre die Konzeption des Bauwerks.
  • Das Dokument JP-A-06 058370 offenbart einen Dämpfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Nichtsdestotrotz ist der Wirkungsgrad dieser internen Dämpfer begrenzt. Bei den Dämpfern, die nach dem Prinzip /a/ funktionieren erfordert die Anwesenheit von viskosem Öl dringend die Verwendung von dichten Tanks vom Typ Blase, deren Festigkeit gegenüber hohen Drücken begrenzt ist. Die Dämpfer, die nach dem Prinzip /b/ funktionieren, haben ein geringes Dämpfungsvermögen, das durch die Leistungen der verfügbaren Materialien begrenzt ist. Schließlich ist bei den Dämpfern, die nach dem Prinzip /c/ funktionieren, die Abnutzung der in Kontakt stehenden Metallteile unvermeidlich und führt zu Einspannungsverlusten und damit zu einer Reduzierung des Wirkungsgrads dieser Dämpfer. Diese müssen also periodisch untersucht und geregelt werden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Nachteile der bestehenden Dämpfer zu begrenzen, an welche oben erinnert wurde.
  • Die Erfindung schlägt also eine Vorrichtung zur Dämpfung der Schwingungen eines Kabels, das Teil eines Bauwerks ist, nach Anspruch 1 vor.
  • So stützt sich die Dämpfungsvorrichtung nur über das Rohr auf die Struktur, wodurch die oben angesprochenen Nachteile in Verbindung mit externen Dämpfern vermieden werden.
  • Ferner ist eine Absorption von Schwingungsenergie des Bündels von metallenen Fasern durch den linearen Hub der Kolben gewährleistet, welche die Verschiebungen dieses Bündels begleiten, insbesondere dank der Anlenkung der Dämpfer an die Schelle und das fest mit dem Rohr verbundene Tragelement. Man profitiert so von einer völlig wirksamen Dämpfung.
  • Nach vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung, die auf alle möglichen Arten kombiniert werden können:
    • – ist das fest mit dem Rohr verbundene Tragelement im Wesentlichen in der Verlängerung des Rohrs angeordnet oder Teil dieses Rohrs;
    • – ist das fest mit dem Rohr verbundene Tragelement im Wesentlichen in der Verlängerung eines Mantels angeordnet, der das Bündel von metallenen Fasern an einem laufenden Teil des Seils umgibt;
    • – weist das fest mit dem Rohr verbundene Tragelement mindestens zwei Abschnitte auf, die um das Bündel von metallenen Fasern herum aneinander befestigt oder voneinander getrennt werden können;
    • – weisen die Absorptionsmittel zwei Kolben-Schwingungsdämpfer, die im Wesentlichen im rechten Winkel zueinander angeordnet sind;
    • – weisen die Absorptionsmittel mindestens drei Kolben-Schwingungsdämpfer auf, die in regelmäßigen Abstanden im Winkel zueinander um das Seil herum angeordnet sind;
    • – ist die erste Verbindung zumindest für bestimmte Kolben-Schwingungsdämpfer eine Kugelgelenkverbindung;
    • – ist die zweite Verbindung zumindest für bestimmte Kolben-Schwingungsdämpfer eine Kugelgelenkverbindung;
    • – erstrecken sich zumindest bestimmte Kolben-Schwingungsdämpfer teilweise über das fest mit dem Rohr verbundene Tragelement hinaus, und wobei in dem Tragelement jeweilige Öffnungen vorgesehen sind, um Zugang zu der ersten Gelenkverbindung der Kolben-Schwingungsdämpfer mit der Schelle zu schaffen;
    • – weist die Vorrichtung Dichtungsmittel auf, um mindestens einen Zwischenraum zwischen den Kolben-Schwingungsdämpfern und den jeweiligen Öffnungen in dem Tragelement dicht zu machen;
    • – umfaßt die erste Gelenkverbindung mit der Schelle zumindest bei bestimmten Kolben-Schwingungsdämpfern Mittel zum Verschrauben eines mit Gewinde versehenen Endes der Kolben-Schwingungdämpfer in jeweiligen Wiegen;
    • – sind die Verschraubmittel einstellbar, um die Stellung der Kolben-Schwingungsdämpfer auf einen Zentrierungsgrad des Bündels von metallenen Fasern in dem Rohr einzustellen;
    • – umfaßt die erste Gelenkverbindung mit der Schelle für die Kolben-Schwingungsdämpfer Arretiermittel, die geeignet sind, ein Lösen des mit Gewinde versehenen Endes der Kolben-Schwingungsdämpfer aus den entsprechenden Wiegen zu verhindern;
    • – ist ein Ende wenigstens einiger Kolben-Schwingungsdämpfer mit einer Gabelgelenkstange versehen, wobei mindestens eine entsprechende Gelenkgabel an der Schelle befestigt ist, und wobei die erste Gelenkverbindung mit der Schelle für diese Kolben-Schwingungsdämpfer Mittel zum Einführen eines Stifts in die Gabelgelenkstange des Kolbens und in die entsprechende Gelenkgabel umfaßt, wobei diese Mittel zum Einführen eines Stifts von außerhalb des Rohrs zu betätigen sind;
    • – weist die Vorrichtung ferner Mittel auf, um den Hub der Kolben regelbar zu begrenzen;
    • – umfassen die Mittel zum Begrenzen des Hubs Schrauben, die geeignet sind, in Teile eingeschraubt oder ausgeschraubt zu werden, die auf einer Oberfläche der Schelle aufgeschweißt und verteilt angeordnet und verteilt angeordnet sind, wobei die Schrauben außerdem einen Kopf aufweisen, der mit einem stoßabsorbierenden Material beschichtet ist.
  • Die Erfindung schlägt außerdem ein Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen eines Kabels vor, bei dem das Dämpfen der Schwingungen durch eine Vorrichtung mit den oben erwähnten Merkmalen erfolgt.
  • Weitere Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen; darin zeigen
  • 1 ein Gesamtschema einer Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt;
  • 2 ein Beispiel der Befestigung eines Kolbens an einer Einspannschelle nach einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 ein Schema einer Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt;
  • 4 veranschaulichend eine Verschiebung eines Kolben bei einer Dämpfung von Schwingungen des Kabels im Querschnitt;
  • 5 ein Schema, das eine vorteilhafte Konfiguration einer Schale nach einer Ausführungsform der Erfindung präsentiert;
  • 6 eine kinematische Schematisierung einer Ausführungsform der Erfindung in Längsansicht; und
  • 7 eine kinematische Schematisierung einer Ausführungsform der Erfindung im radialen Schnitt.
  • 1 zeigt ein Verankerungsseil, das ein Bündel von metallenen Fasern 5 aufweist, das in seinem laufenden Teil (in 1 links) von einem Mantel 6, typischerweise aus Kunststoff, umgeben ist. Das Kabel erstreckt sich auch rechts in der Figur zu einer Verankerungszone. In dieser Zone ist das Kabel mit einem Verankerungsrohr 4 verbunden, das an der abgespannten Struktur starr befestigt ist, beispielsweise in der Fahrbahnplatte oder in einem Pylon einer Brücke mit Verankerungsseil.
  • Zur Begrenzung der Schwingungen der gespannten metallenen Fasern 5 des Kabels ordnet man eine Einspannschelle 3 um die metallenen Fäden herum an, damit das Bündel an einem Abschnitt davon wirksam kompaktiert werden kann. Diese Schelle liegt bevorzugt in der Nähe der Verankerungszone, wobei sie gleichzeitig genügend weit entfernt ist, um die Dämpfung zu verbessern. Sie kann verschiedene Formen haben. Nach einer in 3 und 4 zu sehenden Ausführungsform weist sie eine hexagonale innere Fläche in Kontakt mit den Fasern auf, so daß das Bündel von Fasern mit einem minimalen Spiel eingespannt ist, und besteht aus zwei getrennten Teilen, die getrennt werden können, wenn das Bündel von metallenen Fasern freigegeben werden soll.
  • Hydraulische Kolben-Schwingungsdämpfer 1, die einen linearen Hub haben, sind im übrigen um das Bündel 5 radial positioniert. Sie sind mit einem ihrer Enden mit dem Kabel über die Einspannschelle 3 verbunden (ein solcher Kolben-Schwingungsdämpfer 1 ist in 1 dargestellt). Die Kolben-Schwingungsdämpfer 1 sind ferner indirekt mit dem Bauwerk über ein Tragelement verbunden, z.B. eine Schale 2, die um das Bündel von Fasern 5 und die Einspannschelle 3 angeordnet ist, wobei gleichzeitig ein freier Raum zwischen ihrer Innenfläche und dem Bündel von Fasern gelassen wird. Beispielsweise kann die Schale 2 einen kreisförmigen Querschnitt mit dem gleichen Durchmesser wie der Mantel 6 haben, mit dessen Ende sie verbunden ist (linkes Ende der Schale in 1). Die Verbindung zwischen der Schale 2 und der Struktur des Bauwerks wird über das Verankerungsrohr 4 hergestellt, mit dem die Schale an einem ihrer Enden verbunden ist (rechtes Ende in 1). Dazu hat sie vorteilhaft einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser, der demjenigen des Verankerungsrohrs 4 nahekommt. So sind die ästhetischen Nachteile vermieden, die durch externe Dämpfer aufgeworfen werden. Außerdem profitiert man von einer wirksamen Dämpfung durch die Verwendung von Hydraulikdämpfern, deren Dämpfungsgesetz beispielsweise linear, quadratisch oder anders sein kann.
  • Dank dieser Anordnung können die Kolben bei Relativverschiebungen des Bündels von Fasern 5 bezüglich der Struktur Energie absorbieren, so daß diese Verschiebungen gedämpft werden. Dazu müssen die Verbindungen zwischen den Kolben-Schwingungsdämpfern 1 und der Einspannschelle 3 einerseits und der Schale 2 andererseits Freiheitsgrade bieten, die dazu geeignet sind, bestimmte Verschiebungen des Bündels von Fasern 5 abzuschwächen. So sind die Verbindung 7 zwischen den Kolben-Schwingungsdämpfern 1 und der Schale 2 sowie die Verbindung 8 zwischen den Kolben-Schwingungsdämpfern 1 und der Einspannschelle 3 vorteilhaft Kugelgelenkverbindungen. Dann hat man einen Kolbenstangenbetrieb jedes Kolben-Schwingungsdämpfers.
  • Indessen lassen die Relativverschiebungen des Kabels und der Schale 2 sehr schwach die Translation in der Achse des Kabels eingreifen, da der Dämpfer nahe an der Verankerungszone ist. Man kann also auch eine Kugelgelenkverbindung für die Verbindung 8 zwischen den Kolben-Schwingungsdämpfern 1 und der Einspannschelle 3 und eine einfache Drehzapfenverbindung parallel zu der Achse des Kabels für die Verbindung 7 zwischen den Kolben-Schwingungsdämpfern 1 und der Schale 2 verwenden, wie dies in den Figuren dargestellt ist. In diesem Fall werden fachgemäß Mittel zum Regeln der Ausgangsposition der Kolben-Schwingungsdämpfer 1 entlang der Achse des Kabels vorgesehen, z.B. um einige Millimeter, um ihn an die Längsposition der Einspannschelle 3 an dem Kabel anzupassen. Die Drehzapfen- und Kugelgelenkverbindungen sind durch robuste und haltbare mechanische Komponenten vom Typ Tonnenlager oder selbstschmierendes Lager gewährleistet.
  • 6 und 7 sind kinematische Schematisierungen dieser Ausführungsform, wo man deutlich die Drehzapfenverbindung 7 zwischen jedem Kolben-Schwingungsdämpfer 1 und der Schale 2 und die Kugelgelenkverbindung 8 zwischen jedem Kolben-Schwingungsdämpfer 1 und dem Bündel von metallenen Fasern 5 (über die Einspannschelle 3) erkennt.
  • Damit die Schwingungen des Kabels in so vielen Richtungen wie möglich gedämpft werden können, empfiehlt sich, wenigstens zwei Kolben-Schwingungsdämpfer 1 radial um das Kabel herum zu positionieren. Wenn nur zwei Kolben-Schwingungsdämpfer verwendet werden, ordnet man sie bevorzugt im rechten Winkel zueinander an, so daß die Schwingungen in allen Richtungen gedämpft werden, wobei jede Richtung dann nach den Richtungen der beiden verwendeten Kolben-Schwingungsdämpfer in zwei senkrechte Komponenten zerlegt wird.
  • Vorteilhaft kann aus Gründen der Robustheit eine größere Zahl von Kolben-Schwingungsdämpfern 1 verwendet werden. So kann ein ausgefallener Kolben-Schwingungsdämpfer 1 durch die projizierte Komponente eines oder mehrerer Kolben-Schwingungsdämpfer ersetzt werden. Gleichwohl wird die Anzahl von Kolben-Schwingungsdämpfer aus ökonomischen Gründen und aus Platzgründen nicht übermäßig multipliziert. Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, drei Kolben-Schwingungsdämpfer zu verwenden, die mit einem Winkel von 120° zwischen ihnen um das Kabel herum angeordnet sind. Diese Ausführungsform ist in 5 veranschaulicht (wo die Kolben-Schwingungsdämpfer nicht dargestellt worden sind, aber die Verbindungen 7 zwischen den verschiedenen Kolben-Schwingungsdämpfern und der Schale 2 zu sehen sind).
  • Der lineare Hub der Kolben-Schwingungsdämpfer ergibt sich aus der Amplitude der Schwingungen des Kabels. Die Größe der Kolben-Schwingungsdämpfer muß also bezüglich dieser Amplitude und dem Dämpfungsgesetz gewählt werden. Man nimmt zur Veranschaulichung an, daß die Länge eines Kolben-Schwingungsdämpfers wenigstens das Dreifache des zurückgelegten Hubs beträgt. So ist für Hübe von +/–50 mm, also insgesamt 100 mm, die Länge des Kolbens mindestens 300 mm.
  • Um einen großen Teil der Schwingungen zu dämpfen, erstreckt sich der Körper der Kolben-Schwingungsdämpfer vorteilhaft über den Durchmesser des Verankerungsrohrs 4 hinaus; sonst hätte dieses einen sehr hohen Durchmesser. Eine solche Anordnung ist insbesondere in 1 dargestellt. In der Schale 2 sind Öffnungen vorgesehen, um den Zugang zu der Verbindung 8 und die Durchführung der Kolben-Schwingungsdämpfer zu ermöglichen, wobei gleichzeitig die Bewegungen der Kolben-Schwingungsdämpfer gemäß den Verbindungen 7 und 8 zugelassen ist. Dies Öffnungen können beispielsweise Langlöcher sein, und sie müssen ein ausreichendes Spiel vorsehen, um die Bewegungen der Kolben-Schwingungsdämpfer nicht zu behindern, wenn Schwingungen des Kabels auftreten, aber auch zur Gewährleistung der Wartung der internen Einrichtungen.
  • Im übrigen sind vorteilhaft Dichtungsmittel vorgesehen, um zu vermeiden, daß aufgrund der Anwesenheit der Öffnungen 9 in der Schale 2 Wasser in das Kabel eindringen und mit dem Bündel von metallenen Fasern 5 in Kontakt treten kann. Beispielsweise können dichte Hauben 12 die Dämpfungseinrichtungen um jeden der verwendeten Kolben-Schwingungsdämpfer 1 insgesamt abdecken, wie dies in 1 veranschaulicht ist, und was bewirkt, daß die Dichtigkeit auf Höhe der Öffnungen 9 gewährleistet ist. Es kann auch ein anderes Dichtungssystem verwendet werden: Es besteht aus einer elastischen Schürze, die auf dichte Weise mit einem Kolben-Schwingungsdämpfer 1 einerseits und mit der Schale 2 andererseits verbunden ist. Darüber hinaus sind alle mechanischen Verbindungen bevorzugt dicht entworfen.
  • Wie oben angegeben, ist die Schale 2 bevorzugt mit dem Verankerungsrohr 4 ausgerichtet und durch den dichten Mantel 6 verlängert, der das Bündel von metallenen Fasern 5 im laufenden Teil schützt. Nun bauen die Dämpfer und die Verbindungen im Laufe der Zeit ab, weshalb sie periodisch gewartet oder sogar ersetzt werden müssen. Um zu vermeiden, daß die Schale 2 ausgebaut werden maß, was bedeuten würde, daß der Mantel 6 mit schweren Transportmitteln angehoben werden müßte, sind die Kolben-Schwingungsdämpfer 1 vorteilhaft mit der Schale 2 und der Einspannschelle 3 verbunden, ohne daß die Schale geöffnet werden müßte.
  • Dazu kann eine Schraubverbindung verwendet werden. 1 bietet eine Veranschaulichung einer solchen Verbindung zwischen einem Kolben-Schwingungsdämpfer 1 und der Einspannschelle 3. Das Ende des Kolben-Schwingungsdämpfers besteht dann aus einer Gewindestange, die in einer Wiege 10 verschraubt werden kann, die auf komplementäre Weise gewindet ist, wobei diese Wiege ihrerseits mit der Kugelgelenkverbindung 8 verbunden ist, welche die Schelle 3 mit dem Kolben-Schwingungsdämpfer 1 verbundet.
  • Bei diesem Szenario ermöglicht das Außengewinde des Kolben-Schwingungsdämpfers 1 die Einstellung der Stellung des Kolben-Schwingungsdämpfers 1 in Abhängigkeit von dem Zentrierungsgrad des Bündels von metallenen Fasern 5 im Inneren des Rohrs 4 oder der Schale 2. Ein Arretiersystem gegen das Ausschrauben des Kolben-Schwingungsdämpfers 1 aus der Wiege 10 wird vorteilhaft verwendet, um zu vermeiden, daß die Schwingungen der Einheit das Ausschrauben des Kolben-Schwingungsdämpfers nach sich ziehen.
  • 2 stellt eine alternative Verbindung zwischen einem Kolben-Schwingungsdämpfer 1 und der Einspannschelle 3 dar. Der Kolben-Schwingungsdämpfer 1 weist nämlich an seinem Ende eine Stange auf, die mit einem Gabelgelenk 15 ausgestattet ist. Eine oder mehrere entsprechende Gelenkgabeln 16 sind im übrigen starr mit der Einspannschelle 3 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Kolben-Schwingungsdämpfer 1 und der Einspannschelle 3 besteht dann darin, von außerhalb der Schale 2 einen Stift 17 parallel zu dem Kabel über ein Steuermittel 18 in Translation zu betätigen, das beispielsweise wie ein Kabel einer Fahrradbremse funktioniert. Wenn dieses Mittel betätigt wird, gelangt der Stift 17 in die Öffnungen der Gabelgelenke 15 und 16 oder außerhalb davon und gewährleistet so die lösbare Verbindung zwischen dem Kolben-Schwingungsdämpfer 1 und der Schelle 3.
  • Da die Schwingungsamplitude des Verankerungsseils nicht mit Sicherheit voraussehbar ist, kann es interessant sein, die Verschiebungsamplitude der Einspannschelle 3 durch von den Kolben-Schwingungsdämpfern 1 unabhängige mechanische Mittel zu begrenzen, so daß der Hub der Kolben nicht unnötig überdimensioniert wird, aber auch, um sie vor Überlasten zu schützen. Ferner ist es nützlich, wenn die Stellung des Dämpfers in dem Fall angepaßt werden kann, wo das Kabel nicht perfekt in dem Verankerungsrohr zentriert ist, insbesondere aufgrund der Ausführungstoleranzen des Bauwerks.
  • Dazu können regelbare Hubbegrenzer an der Einspannschelle 3 angeordnet sein. 1 zeigt ein Beispiel eines solchen Elements 11. In 3 sind sechs Schrauben 11 an den sechs Außenseiten der hexagonalen Einspannschelle 3 angeordnet, um den Hub des Faserbündels 5 zu begrenzen. Diese Schrauben können in Teile wie Muttern eingeschraubt oder ausgeschraubt werden, die auf die Seiten der Einspannschelle 3 aufgeschweißt sind. Sie enden vorteilhaft in einem Kopf, der mit einem stoßabsorbierenden Material wie z.B. Kautschuk beschichtet ist. Sie sind in einem Abstand von der Schale positioniert, welcher dem maximal erwünschten Hub für das Bündel von Fasern 5 entspricht.
  • 3 zeigt im Querschnitt einen Schwingungsdämpfer nach der Erfindung, wo ein einziger Kolben-Schwingungsdämpfer 1 dargestellt worden ist, um die Lektüre zu erleichtern. In dieser Figur ist das Bündel von metallischen Fasern 5 im Inneren der Schale 2 zentriert, die in der Verlängerung des Verankerungsrohrs 4 und des Mantels 6 des Kabels liegt. Außerdem befindet sich der Kolben-Schwingungsdämpfer in radialer Position bezüglich des Kabels. Diese Position entspricht einer Ruheposition, in welcher keinerlei Schwingung aufgetreten ist und der Dämpfer damit keine Relativbewegung des Fasern von Bündeln 5 bezüglich der Schale 2 abzuschwächen hat, d.h. bezüglich der Struktur, mit welcher die Schale fest verbunden ist.
  • 4 zeigt ihrerseits die gleiche Struktur wie in 3. Dagegen ist in dieser Figur zu sehen, daß das Bündel von metallenen Fasern 5 aufgrund von Schwingungen eine Relativverschiebung bezüglich der Schale mitgemacht hat. Das Bündel von Fasern 5 verschiebt sich also, bis die Schelle 3 maximal in Kontakt mit der Schale 2 ankommt (oder bis ein Hubbegrenzer 11 in Kontakt mit der Schale gelangt). Die Bewegung des Bündels von Fasern 5 wird durch die Wirkung des Kolben-Schwingungsdämpfers 1 abgeschwächt, der sich dank seiner Kugelgelenkverbindung 8 mit der Einspannschelle 3 und seiner Drehzapfenverbindung 7 mit der Schale 2 verschiebt. Bei dem in 4 veranschaulichten Beispiel ist die Verschiebung des Kolben-Schwingungsdämpfers 1 so, daß sich dieser in einer um einen Winkel α aus seiner radialen Ruheposition versetzten Position befindet. Natürlich erfährt dann, wenn mehrere Kolben-Schwingungsdämpfer verwendet werden, was bei der vorliegenden Erfindung allgemein der Fall ist, jeder Kolben-Schwingungsdämpfer eine Eigenverschiebung entsprechend der Verbindungen, die er mit der Einspannschelle 3 und der Schale 2 besitzt. Jede Verschiebung des Bündels von Fasern 5 setzt sich dann in eine gleichzeitige Aktion jedes Kolben-Schwingungsdämpfers um, und zwar in Richtungen, die den jeweiligen Komponenten der allgemeinen Verschiebungsrichtung des Bündels 5 entsprechen.
  • 5 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher drei (nicht dargestellte) Kolben-Schwingungsdämpfer mit der Schale 2 auf regelmäßige Weise derart verbunden sind, daß ihre jeweiligen Achsen paarweise einen Winkel von 120° bilden.
  • Darüber hinaus besteht die Schale 2 von 5 aus zwei getrennten Teilen 2a und 2b, wobei die zwei Schalenabschnitte beispielsweise durch Schraubenmittel miteinander verbunden sind. Eine solche Schale weist den Vorteil auf, daß sie leicht um das Bündel von Fasern 5 befestigt werden kann und darüber hinaus leicht ausbaubar ist.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zur Dämpfung der Schwingungen eines Seils, das Teil der Struktur eines Bauwerks ist, wobei das Seil aus einem Bündel von metallenen Fasern (5) besteht, deren Enden an dem Bauwerk verankert sind, und in mindestens einem Bereich, der an ein verankertes Ende des Faserbündels angrenzt, von einem mit dem Bauwerk verbundenen Rohr (4) umgeben ist, wobei die Vorrichtung eine Schelle (3), die um das Faserbündel herum angeordnet ist, und Mittel zur Absorption von Schwingungsenergie, die im Wesentlichen zwischen der Schelle und dem Rohr angebracht sind, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsmittel mindestens zwei Kolben-Schwingungsdämpfer (1) mit im Wesentlichen linearem Hub umfassen, die im Winkel um das Seil verteilt angeordnet sind, wobei jeder Kolben-Schwingungsdämpfer eine erste Gelenkverbindung (8) mit der Schelle und eine zweite Gelenkverbindung (7) mit einem fest mit dem Rohr verbundenen Tragelement (2) aufweist, und dass die Arbeitsachsen dieser Kolben-Schwingungsdämpfer im Wesentlichen in radialer Richtung zum Seil verlaufen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der dieses fest mit dem Rohr (4) verbundene Tragelement (2) im Wesentlichen in der Verlängerung des Rohrs angeordnet ist oder Teil dieses Rohrs ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der dieses fest mit dem Rohr (4) verbundene Tragelement (2) im Wesentlichen in der Verlängerung eines Mantels angeordnet ist, der das Bündel von metallenen Fasern (5) an einem laufenden Teil des Seils umgibt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das fest mit dem Rohr (4) verbundene Tragelement (2) mindestens zwei Abschnitte aufweist, die um das Bündel von metallenen Fasern (5) herum aneinander befestigt oder voneinander getrennt werden können.
  5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Absorptionsmittel zwei Kolben-Schwingungsdämpfer (1) umfassen, die im Wesentlichen im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Absorptionsmittel mindestens drei Kolben-Schwingungsdämpfer (1) umfassen, die in regelmäßigen Abständen im Winkel zueinander um das Seil herum angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die genannte erste Verbindung (8) zumindest für bestimmte Kolben-Schwingungsdämpfer (1) eine Kugelgelenkverbindung ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die genannte zweite Verbindung (7) zumindest für bestimmte Kolben-Schwingungsdämpfer (1) eine Kugelgelenkverbindung ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die genannte zweite Verbindung (7) zumindest für bestimmte Kolben-Schwingungsdämpfer (1) eine parallel zum Seil bestehende Drehzapfenverbindung ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der sich zumindest bestimmte Kolben-Schwingungsdämpfer (1) teilweise über das fest mit dem Rohr (4) verbundene Tragelement (2) hinaus erstrecken, und bei der in dem Tragelement jeweilige Öffnungen (9) vorgesehen sind, um Zugang zu der ersten Gelenkverbindung (8) zwischen den genannten Kolben-Schwingungsdämpfern und der Schelle (3) zu schaffen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, die Dichtungsmittel (12) aufweist, um mindestens einen Zwischenraum zwischen diesen Kolben-Schwingungsdämpfern (1) und den jeweiligen Öffnungen (9) in dem Tragelement dicht zu machen.
  12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die erste Gelenkverbindung (8) mit der Schelle (3) zumindest bei bestimmten Kolben-Schwingungsdämpfern (1) Mittel zum Verschrauben eines mit Gewinde versehenen Endes der Kolben-Schwingungsdämpfer in jeweiligen Wiegen (10) umfasst.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Verschraubmittel einstellbar sind, um die Stellung der Kolben-Schwingungsdämpfer (1) auf einen Zentrierungsgrad des Bündels von metallenen Fasern (5) in dem Rohr (4) einzustellen.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der die erste Gelenkverbindung (8) mit der Schelle (3) bei diesen Kolben-Schwingungsdämpfern (1) ferner Arretiermittel umfasst, die geeignet sind, ein Lösen des mit Gewinde versehenen Endes der Kolben-Schwingungsdämpfer aus den jeweiligen Wiegen (10) zu verhindern.
  15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der ein Ende wenigstens einiger Kolben-Schwingungsdämpfer (1) mit einer Gabelgelenkstange (15) versehen ist, bei der mindestens eine entsprechende Gelenkgabel (16) an der Schelle (3) befestigt ist, und bei der die erste Gelenkverbindung (8) mit der Schelle (3) für diese Kolben-Schwingungsdämpfer (1) Mittel zum Einführen eines Stifts (17) in die Gabelgelenkstange des Kolbens und in die entsprechende Gelenkgabel umfasst, wobei diese Mittel zum Einführen eines Stifts von außerhalb des Rohrs (4) zu betätigen sind.
  16. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, die ferner Mittel (11) aufweist, um den Hub der Kolben regelbar zu begrenzen.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Mittel (11) zum Begrenzen des Hubs der Kolben Schrauben umfassen, die geeignet sind, in Teile eingeschraubt oder ausgeschraubt zu werden, die auf einer Oberfläche der Schelle aufgeschweißt und verteilt angeordnet sind, wobei die Schrauben außerdem einen Kopf aufweisen, der mit einem stoßabsorbierenden Material beschichtet ist.
  18. Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen eines Seils, bei dem das Dämpfen der Schwingungen durch eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche erfolgt.
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