用于摆式减振器的阻尼万向悬挂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于使用在高大细长的建筑物和技术设施、尤其风力设施中的摆式减振器用的新型的独立阻尼摆式悬挂。本发明专利技术尤其涉及一种装备有阻尼元件的、被安装在相对摆质量的另一端部处的万向接头，其尽管在该部位处较小的运动仍能够充分抑制摆的由于干扰频率所产生的振动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于摆式减振器的阻尼万向悬挂
本专利技术涉及一种用于使用在高大细长的建筑物和技术设施、尤其风力设施(Windkraftanlagen)中的摆式减振器(Pendeltilger)用的新型的独立阻尼摆式悬挂(Pendelaufhängung)。本专利技术尤其涉及一种装备有阻尼元件的、被安装在相对摆质量(Pendelmasse)的另一端部处的带有两个经由交叉部连接的轴的万向接头(Kardangelenk)，其尽管在该部位处存在的较小的可运动性仍能够充分抑制摆的由于干扰频率所产生的振动。
技术介绍
高大且细长的大楼和设施经受特别的振动情况，其须通过技术措施来留心，以便不发生损伤或提前的疲劳过程。这尤其适用于风力设施，其由于其在过去几年中快速的技术上的进一步发展越来越多地同样被使用在更极端的地区(例如海面上)和高度中，且此外具有越来越高的塔，以便于充分利用在该处更好的风力情况。这样的风力设施须经受住在其处由于风、波浪、天气和运行出现的力，其在不同部位处不同强度地加载这些设施。尤其地，振动力可能威胁设施的运行和安全性。不仅在运行中而且在建立风力设施或高塔的情形中，由于风或其它的力出现振动，其可能(特别是因此)威胁建造，由于处在建筑中的设施尚未最佳地适配于这样的干扰振动。在建立风力设施的情形中，首先逐段建立塔。紧接着装配带有转子的机舱(Gondel)。不带有机舱的情况(单单塔干)关于共振激发应被视为关键的，因为在该状态中可能形成比这在带有机舱的情况下更大的振动幅度。在此，用于这样的目的的振动减振器总是被放置到最上部的塔段的端部上且在该处被拧紧。一直重复该过程，直至塔被完整地建立且机舱可被安放。在此，该设施的固有频率随着提高的装配进展而下降。因此，减振器频率须在较宽的范围(大约因子2)中可以简单的方式被适配且通常处在相比已完成建立的设施更高的水平上。因此必要的是，通过技术措施针对性地且有效地抑制在这些设施中出现的振动。这根据若干不同的使用领域利用不同结构的振动减振器或振动阻尼器而发生。大多数干扰力也作用于设施的塔上，该塔一般而言以大多<1Hz的较低固有频率被激发振动。出于该原因，在现有技术中经常使用用于振动抑制的摆式减振器，其大多被悬挂在塔中。用于风力设施的摆式减振器在现有技术中是已知的。如此地在EP1008747(B1)中描述了一种摆式减振器，其在摆的接头支承部中具有弹性阻尼元件。该技术解决方案是特别节省空间的，然而具有如下缺点，即，对于在接头中引起阻尼的运动而言仅较小的距离可供使用，从而使得阻尼效果经常不够，且在塔内的额外的阻尼须在摆处进行。WO2009/068599描述了一种摆式减振器，在其中摆质量的振动通过借助于若干板的摩擦阻尼来抑制。在摩擦元件中可忽略由温度对频率的影响。在使用流体阻尼器的情形中产生类似的困难。此处存在温度影响，其然而通过我们的补偿在最大程度上被防止。始终存在的空间问题在所有减振器中都是一样的。遇到这点，提出了与摆式减振器相联系的磁体阻尼器或者涡流阻尼器。在常规的磁体阻尼器的情形中，阻尼通过彼此移动经过的相反极性或相同极性的磁体的吸引或排斥实现。涡流阻尼器在功能上基于如下，即，在移动通过变化着的磁场的电导体中感应出电流。引起的涡流又形成磁场，其反作用于原来的磁场且制动导体的移动。如果导体在磁场中以其移动的速度提高，则导体中的涡流增加，这引起更强的磁场，由此运动被进一步且增强地制动。磁体阻尼器或者涡流阻尼器像这样在现有技术中是已知的。如此地在DE3741578A1中描述了一种用于精密机器的震动阻尼装置，其基于板在磁场的北极与南极之间的运动。US2007/0131504描述了一种平面的震动阻尼器，在其中横向摆式装置在平面布置的磁场的场域中移动。在EP2696072中描述了一种带有质量摆和呈板状的磁体元件和导体元件的用于风力设施的振动减振器组件，其中，在元件之间装入滑动组件、尤其滑动层，其应以仅较小的温度相关性确保减振器的紧凑的结构形式。在此，质量摆在振动情况下在优选两个振动装置中被引导，其中，在质量摆的下端部处发生导体板相对磁体板的运动。所提到的磁体减振器具有如下缺点，即，其是非常方向相关的且不可被轴向扭转。此外，利用其经常不可达到经常超过1000kNs/(mxm3)的足够高的阻尼密度，其然而在使用风力设施、尤其带有100m高和比这更高的塔的风力设施的情形中绝对必要。WO2016/023628描述了一种涡流振动减振器，其可达到并且超过该较高的阻尼密度且此外是方向无关的。该阻尼器大致由柱体管构成，其具有磁体组件以及在内部被引导且可移动的导体管。所有已知的磁体阻尼器或者涡流阻尼器具有如下特性，即，产生涡流场且与质量的运动反向的反力取决于该运动的速度。然而因为在例如风力设施处的较高的塔中或者还在较高的建筑物中经常由于激励频率生成缓慢的运动(风、地震等等)，所以产生如下问题，即，涡流场的所产生的力不足以在特别缓慢的运动的情形中获得足够的阻尼。当振动的幅度较小时同样适用。由此有帮助的是，例如通过普遍地或每个面上增加磁体元件的数量而提高磁密度。这然而不仅提高了成本而且增加了必要的空间需求，其特别在风力设施的塔中经常不存在。此外，通过该措施产生温度相关性的减小，因为在狭窄的空间上由于增加的振动能量产生明显更多的热量。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供磁体阻尼器用于在高大且细长的建筑物和技术设施中、尤其在风力设施中抑制对于第一塔频率而言在10Hz之下、尤其在5Hz之下、尤其在0.5Hz之下、优选在0.1与0.5Hz之间且对于第二塔频率而言1-2Hz的固有频率，所述磁体阻尼器不继续具有所描述的缺点、尤其在与较小空间需求相联系的带有较低运动能量的状态的情形中的相当小的阻尼。该目的通过提供在下面和在权利要求中详细说明的独立阻尼摆式悬挂以及提供具有这样的阻尼悬挂的摆式减振器来实现。该目的尤其由此来实现，即，摆式减振器的振动质量的线性运动借助于具有交叉接头或者万向接头以及在接头的每个轴处具有至少一个涡流旋转构件的摆式悬挂被转化成旋转运动，由此可获得的旋转速度不仅可通过所述的优选旋转对称的旋转构件的选择和大小，而且可通过在交叉接头(万向接头)与涡流旋转构件之间串联至少一个变速传动装置来增大运动质量的线性速度的多倍。如果期望的话，旋转质量可被额外地集成到摆式悬挂中或者到旋转构件中，由此能够可变地且适配地影响待抑制的振动系统(例如风力设施)的固有频率。当导体元件相对涡流旋转构件的磁体元件相对彼此通过旋转被移动时，可产生较高的取决于转速的阻尼效果。如已提及的那样，旋转运动的速度对于在此处所应用的涡流原理的情形中待获得的阻尼效果而言是决定性的。根据本专利技术，因此视结构而定可达到旋转的导体元件相对固定的磁体元件(或相反)的大约4-400倍速度并且由此相比已知的涡流阻尼器可达到阻尼力的相应多倍。为了能够在摆式悬挂(其相比在摆的另一端部处的减振器质量由于激励振动仅经历较少的运动或者较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在振动系统中的摆式减振器的阻尼摆式悬挂(1)，包括带有两个经由交叉部相连接的轴(1.3)，和用于容纳且保持带有摆质量的摆杆的保持装置(1.7)，其特征在于，所述万向接头(1.1)的两个轴(1.3)中的每个具有(i)至少一个变速传动装置(1.2)或制动装置(18)或杠杆装置(25)(26)和(ii)至少一个旋转的且在此产生涡流的阻尼元件(1.4)，其中，所述阻尼元件(1.4)相应地被安装在快速旋转的传动装置输出侧(1.2)上或在所述制动装置(18)或杠杆装置(25)(26)的侧面上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180418 EP 18000373.31.用于在振动系统中的摆式减振器的阻尼摆式悬挂(1)，包括带有两个经由交叉部相连接的轴(1.3)，和用于容纳且保持带有摆质量的摆杆的保持装置(1.7)，其特征在于，所述万向接头(1.1)的两个轴(1.3)中的每个具有(i)至少一个变速传动装置(1.2)或制动装置(18)或杠杆装置(25)(26)和(ii)至少一个旋转的且在此产生涡流的阻尼元件(1.4)，其中，所述阻尼元件(1.4)相应地被安装在快速旋转的传动装置输出侧(1.2)上或在所述制动装置(18)或杠杆装置(25)(26)的侧面上。


2.根据权利要求1所述的摆式悬挂，其特征在于，仅在所述万向接头(1)的每个轴(1.3)的一个端部处相应地装设有由至少一个变速传动装置(1.2)或制动装置(18)或杠杆装置(25)(26)和至少一个阻尼元件(1.4)构成的单元。


3.根据权利要求1所述的摆式悬挂，其特征在于，在所述万向接头(1)的每个轴(1.3)的两个端部处相应地装设有由至少一个变速传动装置(1.2)或制动装置(18)或杠杆装置(25)(26)和至少一个阻尼元件(1.4)构成的单元。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的摆式悬挂，其特征在于，所述涡流阻尼元件(1.4)包括导体盘(1.4.3)(1.4.4)和设有永磁体或电磁体(1.4.2)的盘片(1.4.1)(1.4.4)，其中，两个盘片通过气隙彼此隔开地相对布置，并且-由摆运动触发地-一个盘片相对于另一盘片围绕相应的轴(1.3)旋转，由此产生抑制摆运动的涡流。


5.根据权利要求4所述的摆式悬挂，其特征在于，所述阻尼元件(1.4)具有旋转质量(1.4.7)，其被安装在相应旋转的盘片(1.4.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·米奇，
申请(专利权)人：FM能源有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE