FI75900B - Damper - Google Patents

Abstract

This invention refers to a damper, especially an impact damper, for reducing vibration in structures, the damper includes a support brace (2) connected to frame (1), and a flexible body (3) connected and movable in relation to the frame. A damper following this invention has an impact support (4) connected to the frame, an impact mounting (5) which is arranged to reach inside the body and to which the body is arranged to impact when the structure vibrates, as well as a spring (6) arranged in between the body and impact mounting to control the characteristics of the damper. Current dampers cannot be used to dampen well vibrations at low amplitude, whereas a damper in accordance with this invention efficiently can dampen low amplitude vibrations because of the spring device.<IMAGE>

Description

VAIMENNIN , 7 5 90 0SILENCER, 7 5 90 0

Keksinnön kohteena on vaimennin, erityisesti työntivaimennin, rakenteiden värähtelyjen ehkäisemiseksi, johon vaimen-timeen kuuluu rakenteeseen kiinnitetty kiinnitystuki ja kiinnitystukeen nivelletysti ja rakenteen suhteen liikku-5 vasti kiinnitetty runko.The invention relates to a damper, in particular a thrust damper, for preventing vibrations of structures, which damper comprises a fastening support fixed to the structure and a frame articulated to the fastening support and movably relative to the structure.

Eräät luonnonvoimat kuten esim. tuuli, aallokko, veden virtaus, maanjäristys ja liikkuva jää voivat aiheuttaa rakenteisiin värähtelyjä, jotka ovat vaaraksi rakenteiden tur-10 vallisuudelle ja vähentävät niiden käyttöikää. Värähtely-alttiita ovat erityisesti sellaiset mastomaiset ja muutoin hoikat rakenteet, joiden ominaistaajuudet ovat matalia.Certain forces of nature, such as wind, waves, water flow, earthquakes and moving ice, can cause vibrations in structures, which endanger the safety of structures and reduce their service life. Mast-like and otherwise slender structures with low natural frequencies are particularly susceptible to vibration.

Värähtelyjä voidaan estää mm. estämällä kuormitusten vaiku-15 tus rakenteeseen tai lisäämällä siihen passiivisia tai aktiivisia vaimentimia. Passiivisista vaimentimista tunnetuin on mastoissa käytetty ns. dynaaminen vaimennin. Se on rakenteeseen liittyvä massa, joka vastustaa värähtelyjä rakenteen rungon ja massan välillä olevien lineaaristen jou-20 sien ja iskunvaimentimien välityksellä. Jousivaikutus järjestetään usein siten, että massan annetaan toimia yksinkertaisena heilurina. Viskoosia vaimennusta aiheuttavien iskunvaimentimien sijasta voidaan käyttää myös kitkavoimaan perustuvia laitteita rakenteen ja heilurimassan välillä.Vibrations can be prevented e.g. by preventing the effects of loads on the structure or by adding passive or active dampers. The best known of the passive dampers is the so-called dynamic damper. It is a structure-related mass that resists vibrations through linear springs and shock absorbers between the structure body and the mass. The spring action is often arranged so that the mass acts as a simple pendulum. Instead of viscous damping shock absorbers, frictional force devices can also be used between the structure and the pendulum mass.

2525

Toinen tehokkaaksi osoittautunut vaimennintyyppi on ns. työntivaimennin. Myös se on rakenteeseen liittyvä massa, jolla on erillinen liikevapaus rakenteeseen nähden. Sen tehovaikutus perustuu massan ja rakenteen välisiin tör-30 mäyksiin värähtelyn aikana.Another type of attenuator that has proven to be effective is the so-called työntivaimennin. It is also a structural mass with a separate freedom of movement from the structure. Its power effect is based on collisions between mass and structure during vibration.

Dynaamisen vaimentimen ja työntivaimentimen konstruktio on usein yksinkertainen heiluri, jolloin massa pääsee heilumaan sen yläpuolella olevan nivelpisteen suhteen. Tämän 35 ratkaisun epäkohtana on se, että laitteella ei yleensä t· 75900 voida ehkäistä hyvin alhaisen taajuuden, f <0,5 Hz, omaavia värähtelyjä. Tehollista taajuusaluetta voidaan teoriassa kasvattaa alaspäin lisäämällä heilurin vartta, mutta laitteen mittasuhteet tulevat tällöin kohtuuttoman suuriksi.The construction of a dynamic damper and a thrust damper is often a simple pendulum, allowing the mass to swing with respect to the pivot point above it. The disadvantage of this solution is that it is generally not possible to prevent oscillations at a very low frequency, f <0.5 Hz, with the device t · 75900. The effective frequency range can theoretically be increased downwards by adding a pendulum arm, but the dimensions of the device then become unreasonably large.

55

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin vaimennin, jolla voidaan ehkäistä myös hyvin alhaisen taajuuden omaavia värähtelyjä. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin vaimennin, jossa tehollisen taajuusalueen alarajaa 10 voidaan säätää.The object of the invention is to provide an attenuator which can also prevent oscillations having a very low frequency. It is a further object of the invention to provide an attenuator in which the lower limit 10 of the effective frequency range can be adjusted.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan vaimentimella, jolle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa .The object of the invention is achieved by a damper which is mainly characterized by what is stated in the claims.

1515

Vaimentimeen kuuluu keksinnön mukaan rakenteeseen rungon alapuolelle kiinnitetty työntituki, työntitukeen kiinnitetty työntialusta, joka on järjestetty ulottumaan rungon sisäpuolelle ja johon runko on järjestetty törmäilemään 20 rakenteen värähdellessä, sekä rungon ja työntialustan välille järjestetty jousielin vaimentimen ominaisuuksien säätämiseksi. Työntivaimentimelle ominaiseen tapaan keksinnön mukainen vaimennin on ns. laajakaistainen vaimennin, joka ehkäisee monilla eri taajuuksilla tapahtuvia väräh-25 telyjä. Vaimentimen ominaisuuksia, kuten esim. ominaistaajuutta ja tehollisen taajuusalueen alarajaa, säädetään jousielimen avulla, joka kompensoi tai lisää rungon massaan kohdistuvan gravitaatiovoiman vaikutusta. Lisäämällä jousielimeen puristusvoimaa, saadaan tehollisen taajuusalu-30 een alaraja hyvin alhaiseksi, jopa noin 0,1 Hz arvoon. Vastaavasti voidaan tehollisen taajuusalueen alarajaa nostaa, jos jousielimeen säädetään vetovoima.According to the invention, the damper comprises a push support attached to the structure below the body, a push base attached to the push support, arranged to extend inside the body and into which the frame is arranged to collide when the structure vibrates, and a spring member arranged between the body and the push base to adjust damper characteristics. In a manner typical of a pusher damper, the damper according to the invention is a so-called a broadband attenuator that prevents oscillations at many different frequencies. The characteristics of the attenuator, such as the eigenfrequency and the lower limit of the effective frequency range, are controlled by a spring member which compensates for or increases the effect of the gravitational force on the mass of the body. By adding a compressive force to the spring member, the lower limit of the effective frequency range of 30 is made very low, up to about 0.1 Hz. Correspondingly, the lower limit of the effective frequency range can be raised if a traction force is adjusted on the spring member.

Keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla oheiseen 35 piirustukseen, joka esittää erästä sovellusta keksinnön mukaisesta t yönL i va i inent imesta sivulta katsottuna ja poik-kileikattuna.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing 35, which shows an embodiment of the working according to the invention seen from the side and in cross-section.

3 759003 75900

Kuvassa esitetyssä sovelluksessa kuuluu työntivaimentiraeen rakenteeseen 1 kiinnitetty tukilaite, johon kuuluvat rakenteesta poispäin ulottuvat kiinnitystuki 2 ja työntituki 4, kiinnitystukeen nivelen 9 avulla rakenteen suhteen liikku-5 vasti kiinnitetty runko 3, joka on sijoitettu tukien väliin ja järjestetty ulottumaan työntituen läheisyyteen, ja työntitukeen kiinnitetty työntialusta 5 sekä työntialustan ' ja rungon välille järjestetty jousielin 6. Runko muodostaa tässä sovelluksessa pääasiallisen heilurimassan ja runkoon 10 voidaan kiinnittää irroitettavasti erillisiä 1isämassoja. Toisissa sovelluksissa rungon muoto ja/tai massan sijoittelu voi vaihdella tarkoituksenmukaisella tavalla.The embodiment shown in the figure comprises a support device fixed to the structure 1 of the pusher damper, comprising a fastening support 2 and a pusher 4 extending away from the structure, a body 3 movably movable relative to the structure 5 5 and a spring member 6 arranged between the pusher base and the body. In this application, the body forms the main pendulum mass and separate core masses can be detachably attached to the body 10. In other applications, the shape of the body and / or the placement of the mass may vary as appropriate.

Vaimentimen runko on tässä sovelluksessa sylinterimäinen, 15 pohjastaan avoin ja pääasiassa ontto laite. Rungon yläosaan on sen sisälle kiinnitetty poikittainen tanko 8 ja jousielin on kiinnitetty nivelöidysti tangon keskikohtaan toisesta päästään ja työntialustaan nivelöidysti toisesta päästään. Työntialusta ulottuu osittain rungon si-20 sään ja työntialustan ulkopinta on päällystetty pehmustema-teriaalilla 7, edullisesti neopreenikumilla tai vastaavalla.In this application, the body of the damper is a cylindrical device which is open at the bottom and substantially hollow. A transverse rod 8 is attached to the upper part of the body, and a spring member is articulated to the center of the rod at one end and to the push base articulated at one end. The push base partially extends into the weather of the body and the outer surface of the push base is coated with a cushioning material 7, preferably neoprene rubber or the like.

Rakenteen värähdellesssä joutuu myös vaimentimen runko värähtelyliikkeeseen, minkä aikana se törmäilee jaksottai-25 sesti työntialustaan. Vaimentimen ominaisuuksia säädetään jousielimen avulla lisäämällä jousen puristusvoimaan tai säätämällä siihen vetovoima. Myös alustan pehmusteen avulla vähennetään meluhaittoja ja säädetään laitteen toiminta-ominaisuuksia .As the structure vibrates, the damper body also vibrates, during which it collides periodically with the pusher base. The properties of the damper are adjusted by means of a spring member by adding to the compressive force of the spring or adjusting the traction to it. The chassis padding also reduces noise and adjusts the device's performance.

3030

Erässä toisessa keksinnön sovelluksessa vaimentimen runko on sijoitettu rakenteen sisään ja tällöin tukilaite ja muut vaimentimen osat on sijoitettu ja muotoiltu tarkoitusta vastaavalla tavalla.In another embodiment of the invention, the body of the damper is placed inside the structure, in which case the support device and other parts of the damper are placed and shaped in a manner corresponding to the purpose.

Keksintöä ei rajata esitettyihin sovelluksiin vaan se voi vaihdella patenttivaatimuksien puitteissa.The invention is not limited to the applications presented but may vary within the scope of the claims.

3535

Claims (4)

1. Vaimennin, erityisesti työntivaimennin, rakenteiden värähtelyiden ehkäisemiseksi, johon vaimentimeen kuuluu rakenteeseen (1) kiinnitetty kiinnitystuki (2) ja kiinni-tystukeen nivelletystä ja rakenteen suhteen liikkuvasti 5 kiinnitetty runko (3), tunnettu siitä, että vaimentimeen kuuluu rakenteeseen rungon alapuolelle kiinnitetty työntituki (4), työntitukeen kiinnitetty työntialusta (5), joka on järjestetty ulottumaan rungon sisäpuolelle ja johon runko on järjestetty törmäilemään rakenteen väräh-10 dellessä, sekä rungon ja työntialustan välille järjestetty jousielin (6) vaimentimen ominaisuuksien säätämiseksi.A damper, in particular a thrust damper, for preventing vibrations of structures, the damper comprising a fastening support (2) fixed to the structure (1) and a frame (3) articulated to the fastening support and movably fixed relative to the structure, characterized in that the damper comprises a push support fixed below the frame (4), a push base (5) attached to the push support, arranged to extend inside the body and into which the frame is arranged to collide when the structure vibrates, and a spring member (6) arranged between the body and the push base to adjust the damping properties. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaimennin, tunnettu siitä, että runko on pääasiassa sylinterimäinen, 15 pohjasta avoin rakenne.A damper according to claim 1, characterized in that the body is a substantially cylindrical structure open at the bottom. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaimennin, tunnettu siitä, että työntialusta on päällystetty pehmus-temateriaalilla (7). 20Shock absorber according to Claim 1 or 2, characterized in that the thrust base is coated with a cushioning material (7). 20 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen vaimennin, tunnettu siitä, että jousielin on toisesta päästään kiinnitetty nivelöidysti työntialustaan ja toisesta päästään kiinnitetty nivelöidysti runkoon kiinnitettyyn poikki- 25 tankoon (8) pääasiassa tangon keskiosaan. t xA damper according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the spring member is articulated at one end to the push base and at the other end articulated to a cross bar (8) fixed to the body mainly in the middle of the bar. t x