Abstützung der Masse durch Federn

Diese Form entspricht zunächst direkt dem mechanischen Modell. Die Masse wird über mechanische Federn an die schwingende Struktur angekoppelt. In Bild 1 ist das Prinzip dargestellt. Der Dämpfer wirkt gegen eine vertikale Schwingung. Die Masse ist über die Federn gelagert, im Zentrum oder in der Symmetrielinie sind Dämpfer angebarcht. Diese funktionieren meist nach dem Prinzip "Hingtopf". Eine zähe, viskose Masse im Topf wird durch den Stempel, der an den schwingenden Massen befestigt ist, "durchgewalkt". Dabei wird Energie vernichtet. Die Federn und das Dämpfungsmaß werden nach den Formeln im Hauptkapitel passive Dämpfer bemessen.


Bild 1: veertikal wirkender Dämpfer

Man erkennt seitlich zwei Führungen, die die Massenbewegung in eine vertikale Richtung erzwingen. Solche Dämpfer können mit einer sehr geringen Bauhöhe realisiert werden, so dass sie auch in sehr schlanken Fußgängerbrücken eingesetzt werden können und eingesetzt werden. Für größere Brücken müssen die schwingenden Dämpfermasser natürlich größer werden, Das Massenverhältnis ist ein wesentlicher, steuernder Parameter der Dämpferbemssung, vgl passive Dämpfer. Bild 2 zeigt einen größeren Dämpfer für eine Schrägseilbrücke. Dere Dämpfer stammt von der Fa. Maurer, München, die eine große Zahl von Dämpfern unterschiedlicher Ausbildung im Programm hat und dabei auch das zugehörige Engineering mit erledigt.

Bild 2: Feder-Dämpfer der Fa.Maurer, München

Wenn zusätzlich zur vertikalen Bewegungsrichtung auch die horiziontale mit bedämpft werden soll, müsse auch horizontale Federn eingesetzt werden. Die Führung entfällt dabei naturgemäß. Da auch die vertikalen Federn eine Quersteifigkeit haben, muss dieser Effekt bei der Dimensionierung der horizontalen Federn berücksichtigt werden. In Bild 3 ist eine Prinzipskizze eines vertikal und horizontal wirkenden Dämpfers dargestellt. Bei reiner Horizontaldämpfung und ggf. großen Dämpfermassen kann überlegt werden, die vertikalen Federn durch eine Kugelauflagerung zu ersetzen, so dass der Dämpfer sich in Querrichtung frei bewegen kann. Natürlich muss dann für das Dämpferelement eine andere Lösung gefunden werden als in BIld 3. Denkbar wäre z.B. eine kreisförmige Aussparung in der Masse, die dann mit einem visoelastischen Material, wie z.B. Neopren gefüllt wird. Auf der Grundplatte wird ein Stempel vorgesehen, der voll in das Neopren eingreift (Bild 4).


Bild 3: Dämpfer mit vertikaler und horizontaler Wirkung

Das Bedämpfen der horizontalen Richtung ist bei Fußgängerbrücken wichtig, da beim Gehen stets auch neben der vertikalen periodischen Erregung durch die auftretenden Füße, ein e horizontale Errgung stattfindet, da die Beine in einem leichten Winkel seitlich stehen udn somit beim Auftreten auch eine geringe Komponente in Querrichtung hervorrufen. Die Periode der Quererregung ist halb so groß, wie die der vertikalen Erregung. Die Frequenz entspricht also der halben Schrittfrequenz. Hierduch werden Schwingungen sehr geringer Frequenz angeregt, die aber, wenn sie in Resonanz erfolgen, erhebliche Querschwingungen zur Folge haben können.


Bild 4: Dämpfer mit rein horizontaler Wirkung und Kugellagerung

Es sei darauf hingewiesen, dass alle Elemente des Dämpfers dauerfest konstruiert werden müsse, da sonst Ermüdungsbrüche zu erwarten sind.

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