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Title:
DAMPING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/040065
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a damping device, particularly for cable-supported structures such as cable-stayed bridges, stadium roofs, and guyed towers comprising a differential cylinder, two hydraulic machines (22, 24), and an electric motor (26). One hydraulic machine (24) acts as a motor while the second hydraulic machine (22) acts as a pump during the damping process, excess hydraulic power being convertible into electric power via the electric motor (26).

Inventors:
FOERSTERLING HEINO (DE)
MANECKE PETER (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/003110
Publication Date:
May 13, 2004
Filing Date:
September 18, 2003
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH REXROTH AG (DE)
FOERSTERLING HEINO (DE)
MANECKE PETER (DE)
International Classes:
E01D19/14; F15B1/02; F15B7/00; F15B15/17; F15B21/14; (IPC1-7): E01D11/04; F15B11/17
Domestic Patent References:
WO2002004820A12002-01-17
Foreign References:
US3259932A1966-07-12
FR2380449A11978-09-08
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 26 1 July 2002 (2002-07-01)
Attorney, Agent or Firm:
Winter, Brandl Fürniss Hübner Röss Kaiser Polte (München, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Dämpfungsvorrichtung, insbesondere für Schrägseil brücken (2), mit einem Differentialzylinder (14), ei nem Tank (20), zwei Hydromaschinen (22,24), einem Hydrospeicher (42) und einem den Hydromaschinen (22, 24) zugeordneten Elektromotor (26), dadurch gekenn zeichnet, dass eine Hydromaschine (22) im Druckmit telströmungspfad zwischen dem Tank (20) und einem kolbestangenseitigen Ringraum (32) und die zweite Hy dromaschine (24) im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Ringraum (32) und einem Zylinderraum (34) ange ordnet ist.
2. Dämpfungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydromaschinen (22,24) je weils ein verstellbares Fördervolumen aufweisen.
3. Dämpfungsvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (26) die Hydromaschinen (22,24) antreibt.
4. Dämpfungsvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckaufnehmer zur Messung eines im Ringraum (32) und/oder im Zylinderraum (34) herrschenden Drucks zum Einstellen der Schwenkwinkel bzw. Fördervolumina der Hydromaschinen (22,24) vor' gesehen ist.
5. Dämpfungsvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinderraum (34) und/oder im Bereich des Hydrospeichers (42) ein Druckaufnehmer zur Messung eines Speicherdrucks und der Speicherla dung des Hydrospeichers (42) und zur Anpassung an die statische Last vorgesehen ist.
6. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (26) über zumindest eine der Hydroma schinen (22,24) antreibbar und somit als Generator nutzbar ist.
7. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im quasi statischen Zustand ein annähernd doppelt so ho her Druck im Zylinderraum (24) wie im Ringraum (22) herrscht.
8. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (16) des Differentialzylinders (14) ortsfest gelagert und der Zylindermantel (18) des Differenti alzylinders (14) axial verschiebbar geführt ist.
9. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderman tel (18) des Differentialzylinders (14) ortsfest ge lagert und der Kolben (16) des Differentialzylinders (14) axial verschiebbar geführt ist.
10. Dämpfungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrospeicher (42) in dem Differentialzylinder (14) integriert ist.
11. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (32) gegenüber der Außenumgebung (62) und/oder gegenüber dem Zylinderraum (34) über eine Spaltdichtung (48,82) abgedichtet ist.
12. Dämpfungsvorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltdichtung (48,82) durch einen Ringspalt (58,84) zwischen kolbenseitigen Flä chen (50, 54) und zylindermantelseitigen Flächen (52, 56) gebildet ist.
13. Dämpfungsvorrichtung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (58) jenseits ei nes Leckanschlusses (60) über zumindest ein Dich tungselement (80,110) gegenüber der Außenumgebung (62) abgedichtet ist.
Description:
Beschreibung Dämpfungsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung ins- besondere für seilgetragene Bauwerke wie z. B.

Schrägseilbrücken, Stadiondächer, abgespannte Türme nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dabei wird unter dem Begriff"Dämpfungsvorrichtung" eine hydraulische Linearachse für eine semiaktive bzw. aktive Dämpfung, bei der im wesentlichen nur Steuerener- gie eingetragen wird, verstanden.

Schrägseilbrücken werden heutzutage für Stützweiten von etwa 150 m bis 600 m als wirtschaftlichste Lösung betrachtet. Jüngste Entwicklungen zeigen, dass auch Stützweiten von bis zu 1000 m möglich sind.

Die materialsparende schlanke Ausbildung großer Schrägseilbrücken ergibt zwar eine architektonisch an- sprechende Konstruktion, die geringe Eigendämpfung führt aber zu extrem schwingungsanfälligen Bauwerken. Insbeson- dere durch Windanregung können Schwingungsamplituden erreicht werden, die eine Sperrung für den Verkehr erfor- derlich machen. Die Beanspruchung der Bauwerksteile (Deck und Seile) ist enorm und die damit verbundenen Folgeko- sten sind beträchtlich.

Der Wirkung bekannter passiver Dämpfer auf die Deck- schwingungen ist nicht zufriedenstellend. Aktive Dämp- fungsvorrichtungen hingegen, speziell in den Endwiderla- gern der Schrägseile vorgesehen, bewirken eine signifi- kante Reduzierung der Schwingungsamplitude. Die bekannten Ausführungen weisen jedoch-neben dem Bedarf an elektri- scher Stellenergie-einen erheblichen Energieverbrauch auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dämp- fungsvorrichtung zu schaffen, die bei minimalem Energie- bedarf und verringerter Baugröße des Aktors ein verbes- sertes Ansprech-und somit Dämpfungsverhalten aufweist und den Einsatz kostengünstiger Sensorik erlaubt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Dämpfungsvor- richtung mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1.

Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung weist einen Differentialzylinder, zwei Hydromaschinen mit verstellba- ren Schwenkwinkeln, einen den Hydromaschinen zugeordneten Elektromotor, einen Hydrospeicher und einen Tank auf.

Eine Hydromaschine ist im Druckmittelströmungspfad zwi- schen dem Tank und einem kolbenstangenseitigen Ringraum angeordnet und die zweite Hydromaschine ist im Druckmit- telströmungspfad zwischen dem Ringraum und einem Zylin- derraum des Differentialzylinders positioniert.

Anstelle der verstellbaren Hydro-bzw. Verdrängerma- schinen können auch Verdrängermaschinen mit konstantem Schluckvolumen eingesetzt werden. Der für die gewünschte Zylindergeschwindigkeit erforderliche variable Volumen- strom wird dann mittels drehzahlvariablem Elektromotor erreicht.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung der Hydroma- schinen stützen sich diese gegeneinander derart ab, dass im quasistatischem Zustand bei entsprechender Auslegung der Hydromaschinen (in Abhängigkeit der gewählten Druck- verhältnisse) das verbleibende Drehmoment Null ist (Reibung und ändere Verluste vernachlässigt) und somit der Elektromotor nahzu drehmomentenfrei die Drehzahl vorgibt. Dabei wirkt eine der Hydromaschinen als Motor

und treibt die zweite Hydromaschine, die als Pumpe wirkt, an.

Wird, infolge der Schwingungen, die Dämpfungsvorrich- tung mit dynamischen Kräften beaufschlagt, wirkt an der motorisch arbeitenden Hydromaschine eine höhere Druckdif- ferenz, während die im Pumpenbetrieb befindliche Hydroma- schine gegen eine geringere Druckdifferenz fördern muß.

Dieser Energieüberschuß wird-sofern er die Reibungs- und sonstigen Verluste, die sich im Leistungfluß ergeben, übersteigt-vom Elektromotor aufgenommen und kann ins elektrische Netz eingespeist werden.

Der Elektromotor ist grundsätzlich nur notwendig, um die Dämpfungsvorrichtung bei geringer Schwingungsanregung in Betrieb zu setzen, die Drehzahl vorzugeben, bzw. um die überschüssige Leistung als Strom nutzbar zu machen oder Reibungsverluste auszugleichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Diffe- rentialzylinder über seinen Kolben ortsfest an einem Endwiderlager einer Schrägseilbrücke gelagert, wobei sein Zylindermantel in Längsrichtung des Kolbens verschiebbar ist. An dem Zylindermantel ist ein Schrägseil der Schrägseilbrücke befestigt, so dass durch geeignete Ansteuerung des Differentialzylinders die in der Sruktur wirkenden Schwingungen bzw. die dadurch im Schrägseil wirkenden dynamischen Kräfte durch eine Längsverschiebung des Zylindermantels-entsprechend Dämpfungsgesetz- gedämpft werden, womit unkontrollierte Spannungen inner- halb Struktur vermeidbar sind.

Die Längsverschiebung des Zylindermantels in Folge von äußeren Belastungen wird durch Verstellen der Schwenkwinkel der Hydromaschinen ermöglicht. Die Schwenk- winkel sind so einstellbar, dass die Geschwindigkeit, mit

der sich der Zylindermantel bewegt, proportional zu den äußeren Belastungen ist. D. h. große Belastung bedingt große Schwenkwinkel, so dass hohe Druckmittelvolumen- ströme realisierbar sind, während kleine Belastungen kleine Schwenkwinkel bedingen, so dass geringe Druckmit- telvolumenströme möglich sind.

Bei einer Ausführungsform ist der Zylindermantel des Differentialzylinders ortsfest gelagert und der Kolben des Differentialzylinders axial verschiebbar geführt.

Bei einer anderen Ausführungsform erfolgt die Ein- stellung der Schwenkwinkel bzw. Fördervolumina in Abhän- gigkeit eines Drucksignals eines im Ringraum oder Zylin- derraum angeordneten Druckaufnehmers.

Im statischen Zustand (Hub = 0) ist eine Vorspannung des Schrägseils über die im Ringraum und Zylinderraum herrschenden Drücke eingestellt. Idealerweise wird der Druck im Zylinderraum, der die statische Seillast auf- nimmt, auf den max. zulassigen Systemdruck ausgelegt. Im Ringraum des Differentialzylinders wird etwa halber Systemdruck angestrebt.

Eine weitere Ausführungsform sieht zur Messung und zur Anpassung des Hydrospeicherdrucks und der Hydropei- cherladung an die jeweilige statische Last einen Druck- aufnehmer im Zylinderraum und/oder im Bereich des Hydro- speichers vor.

Bei einer Ausführungsform ist der Hydrospeicher im Differentialzylinder integriert, so dass eine kompakte Bauweise realisiert ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Ringraum des Differentialzylinders gegenüber der Umgebung und/oder

dem Zylinderraum über eine Spaltdichtung abgedichtet, die über einen Ringspalt zwischen kolbenseitigen und zylin- dermantelseitigen Flächen gebildet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform mündet der Ring- spalt zur Abdichtung des Ringraums gegenüber der Außenum- gebung in einen Leckanschluß, wobei jenseits des Leckan- schlusses zumindest ein Dichtungselement zum Abdichten des Ringspaltes gegenüber der Atmosphäre vorgesehen ist.

Besonders vorteilhaft an einer derartigen erfindungs- gemäßen Spaltdichtung ist, dass die Reibung auf ein Minimum reduziert ist und auf kostenintensive und störan- fällige Hochdruckdichtungen verzichtet werden kann.

Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im Folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine schematische Ansicht einer Schrägseil- brücke, Figur 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemä- Be Ausbildungsform mit einem externen Hydrospeicher, Figur 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemä- ße Ausbildungsform mit einem im Differentialzylinder integrierten Hydrospeicher und Figur 4 einen Längsschnitt durch einen Differential- zylinder mit erfindungsgemäßen Spaltdichtungen.

Figur 1 zeigt eine Schrägseilbrücke 2 mit einer Fahr- bahn 4, die über Hauptträger 6 abgestützt ist. Zur Redu- zierung der auf die Hauptträger 6 wirkenden Belastungen ist die Fahrbahn 4 an Schrägseilen 8 aufgehängt, die über die Hauptträger 6 abgestützt sind. Die Schrägseile 8 sind

über Dämpfungsvorrichtungen 10 an Endwiderlagern 12 der Fahrbahn 4 gelagert, so dass Deckschwingungen gedämpft werden können.

Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine bevorzug- te Ausführungsform einer Dämpfungsvorrichtung 10. Die Dämpfungsvorrichtung 10 hat einen Differentialzylinder 14, zwei Hydromaschinen 22,24, einen Elektromotor 26, einen Hydrospeicher 42 und einen Tank 20.

Der Differentialzylinder 14 weist einen abgestuften Kolben 16 auf, der den durch den Zylindermantel 18 gebil- deten Raum in zwei Druckräume-einen kolbenstangenseiti- gen Ringraum 32 und einen Zylinderraum 34-unterteilt.

Der Kolben 16 des Differentialzylinders 14 ist über seinen radial zurückgestufte Teil 28-im Folgenden Kolbenstange genannt-ortsfest an dem Endwiderlager 12 gelagert, so dass eine Hubbewegung über eine Längsver- schiebung des Zylindermantels 18 erfolgt. Aufgrund der beidseitigen hydraulischen Einspannung des Kolbens 16, wird bei jeder Hubbewegung Druckmittel aus dem einen Druckraum 32,34 verdrängt und in den anderen Druckraum 34,32 nachgefördert, wobei fehlende bzw. überschüssige Druckmittelvolumen durch den Tank 20 ausgleichbar sind.

Am Zylindermantel 18 greift das Schrägseil 8 an, so dass die Vorspannung des Schrägseils 8 über die im Ring- raum 32 und Zylinderraum 34 herrschenden Drücke vorbe- stimmt ist.

In kinematischer Umkehr ist ist jedoch auch vorstell- bar, den Zylindermantel 18 ortsfest an dem Endwiderlager 12 zu lagern und die Kolbenstange 28 mit dem Schrägseil 8 zu verbinden.

Die erste Hydromaschine 22 ist in einer ersten Ar- beitsleitung 36 zwischen dem niederdruckseitigen Tank 20 und dem hochdruckseitigen Ringraum 32 angeordnet, wobei sie in Verbindung mit dem Elektromotor 26 steht. Sie hat ein einstellbares Fördervolumen und ist als Pumpe oder Motor nutzbar.

Die zweite Hydromaschine 24 ist in einer zweiten Ar- beitsleitung 38 zwischen dem hochdruckseitigen Ringraum 32 und dem hochdruckseitigen Zylinderraum 34 angeordnet, wobei die zweite Arbeitsleitung 38 vorzugsweise in die erste Arbeitsleitung 36 mündet. Entsprechend der ersten Hydromaschine 22 hat auch die zweite Hydromaschine 24 ein einstellbares Fördervolumen, steht ferner mit dem Elek- tromotor 26 in Verbindung und ist als Pumpe oder Motor nutzbar.

Beide Hydro-bzw. Verdrängermaschinen 22,24 förden während der Schwingungsdämpfung in zwei Richtungen, wobei die erste Hydromaschine 22 nur auf einer Seite hochdruck- fest ist, d. h. ringraumseitig, und an der anderen Seite Niederdruck anliegt, d. h. tankseitig, während die zweite Hydromaschine 24 auf beiden Seiten hochdruckfest, d. h. ringraumseitig und zyinderraumseitig, sein muß und sich auch die Richtung der Druckdifferenz entsprechend einem 4-Quadrantenbetrieb umkehren kann.

Die Fördervolumina der Hydromaschinen 22,24 sind in Abhängigkeit vom Signal einer Kraftmessdose 40 einstell- bar. Die Kraftmessdose 40 ist im Bereich der Verbindung Schrägseil 8-Zylindermantel 18 angeordnet und einem Regelkreis der Hydromaschinen 22,24 zugeordnet. Sie erfaßt die auf das Schrägseil 8 wirkenden Belastungen und leitet die dabei erfaßten Zugspannungen bzw. Zugkräfte an den Regelkreis weiter, so dass dieser in Abhängigkeit von

diesen äußeren Belastungen die Schwenkwinkel der Hydroma- schinen 22,24 einstellt.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, anstelle der kostenintensiven Kraftmessung den im Ringraum 32 oder Zylinderraum 34 herrschenden Druck als Rückführungsgröße des Regelkreises zu verwenden. Dies kann beispielsweise über einen im Ringraum 32 oder Zylinderram 34 angeordne- ten Druckaufnehmer (nicht dargestellt) erfolgen.

Des Weiteren ist ein Hydrospeicher 42 vorgesehen, der mittels einer dritten Arbeitsleitung 44 mit der zweiten Arbeitsleitung 38 und dem Zylinderraum 34 verbunden ist, so dass der Druck im Zylinderraum 34 weitgehend unabhän- gig vom Zylinderhub wird und stets etwa der voreinge- stellte Druck herrscht.

Die Speicherladung und die Regelung des Speicher- druckes des Hydrospeichers 42 kann vorteilhaft durch gegenseitiges Vertrimmen der Fördervolumina der Hydroma- schinen 22,24 erreicht werden. Hierzu ist ein Druckauf- nehmer bzw. Druckmessumformer vorgesehen, der vorzugswei- se im Hydrospeicheranschluß bzw. in der Arbeitsleitung 38 oder im Zylinderraum 34 angeordnet ist.

Der Elektromotor 26 steht mit den beiden Hydromaschi- nen 22,24 in Wirkverbindung, wobei er sowohl als Antrieb für die Hydromaschinen 22,24 nutzbar, als auch in Form eines Generators durch die Hydromaschinen 22,24 antreib- bar ist und somit als Bremse wirkt. Beispielsweise können über das Antreiben der Hydromaschinen 22,24 die vorein- gestellten Drücke in den Druckräumen 32,34 eingestellt und der Hydrospeicher 42 aufgeladen werden. Es kann jedoch auch im Betrieb bei Dämpfung die von der ersten Hydromaschine 22 oder der zweiten Hydromaschine 24 er- zeugte hydraulische Energie durch die Schaltung des

Elektromotors 26 als Generator in elektrische Energie umgewandelt werden.

Die Wirkungsweise dieser vorbeschriebenen erfindungs- gemäßen Anordnung ist im Folgenden näher erläutert : Im quasi statischen Zustand (Hub = 0) befindet sich die Dämpfungsvorrichtung 10 im Gleichgewicht bzw. in Ruheposition. Dabei ist vorzugsweise im Zylinderraum 34 ein doppelt so hoher Druck wie im Ringraum 32 einge- stellt, so dass etwa die erste und zweite Hydromaschine 22,24 mit der gleichen Druckdifferenz beaufschlagt sind.

Da keine Schwingungsbelastungen auf das Schrägseil 8 wirken, sind über die Kraftmessdose 40 keine Kraftände- rungen messbar. Die Schwenkwinkel der Hydromaschinen 22, 24 befindet sich in ihrer Grundstellung, d. h. Schwenkwin- kel = 0.

Im Schwingungszustand (Hub t 0) wirken infolge der Schwingungen dynamische Kräfte im Schrägseil 8, wodurch das Gleichgewicht gestört ist. Dabei ist grundsätzlich zwischen Zug-und"Druck"-Beanspruchung zu unterscheiden.

Da für die Dämpfungsregelung nur Abweichungen vom stati- schen Mittelwert relevant sind (die statischen Lasten sind durch die Druckvorspannung bereits kompensiert), bedeutet Zugbeanspruchung im Folgenden, dass die im Schrägseil 8 wirkende-infolge Schwingung-erhöhte Zugbeanspruchung auf den Zylindermantel 18 bzw. das Zylindergehäuse tendenziell zu einer Druckerhöhung im Zylinderraum 34 führt bzw. Hydraulikmedium von dort in den Hydrospeicher 42 verdrängt wird, während dies im Ringraum 32 zu einer Verringerung des Druckes führt.

Hingegen bedeutet, dass die im Schrägseil 8 wirkende Zugspannung unter die voreingestellte Zugspannung fällt.

D. h. bei Zug bewegt sich der Zylindermantel 18 gemäß Figur 1 nach links und bei"Druck"nach rechts.

Die Kraftmessdose 40 erfaßt die auftretenden Zugspan- nungen, wobei in Abhängigkeit vom Signal der Kraftmessdo- se 40 die Fördervolumina der Hydromaschinen 22,24 so eingestellt werden, dass ein Hub des Zylindermantels 18 zugelassen wird. Druckmittel wird über die jeweilige Arbeitsleitung 36,38 aus dem sich verkleinernden Druck- raum 32,34 verdrängt, wobei Druckmittel in den sich vergrößernden Druckraum 34,32 über die eine Hydromaschi- ne 22,24 nachgefördert (Pumpenfunktion) wird. Dabei wird die als Pumpe geschaltete Hydromaschine 22,24 von der anderen Hydromaschine 24,22 angetrieben (Motor).

Bei erhöhter Zugbeanspruchung im Schrägseil 8 bewegt sich der Zylindermantel 18 in Figur 1 nach links, so dass der Zylinderraum 34 verkleinert und der Ringraum 32 vergrößert wird. Gleichzeitig sinkt der Druck im Ringraum 32 unter den voreingestellten Druck (beispielsweise < 100 bar), während der Druck im Zylinderraum 34 aufgrund der ausgleichenden Wirkung des Hydrospeichers 42 im wesentlichen unverändert bleibt (beispielsweise 200 bar).

Somit strömt Druckmittel aus dem Zylinderraum 34 über die zweite Hydromaschine 24 in den Ringraum 32, wobei die zweite Hydromaschine 24 von dem Druckmittelstrom ange- trieben wird und als Hydromotor wirkt. Diese treibt dann die erste Hydromaschine 22 an, so dass von dieser Druck- mittel aus dem Tank 20 in den Ringraum 32 gefördert wird.

Somit wirkt die erste Hydromaschine 22 als Pumpe. Da der Druckabfall über der zweiten Hydromaschine 24 größer als der Druckabfall über der ersten Hydromaschine 22 ist, kann durch die zweite Hydromaschine 24 (Motor) mehr Leistung erzeugt werden, als für den Antrieb der ersten Hydromaschine 22 notwendig ist, so dass neben der ersten Hydromaschine 22 (Pumpe) noch ein weiterer Abnehmer betrieben werden könnte. Dieser weitere Abnehmer ist erfindungsgemäß der Elektromotor 26, die in dieser Anord-

nung als Generator betrieben wird und somit die über- schüssige hydraulische Energie der zweiten Hydromaschine 24 in elektrische Energie umwandelt bzw. als Bremse wirkt.

Somit wirkt bei Zugbeanspruchung des Schrägseils 8 die erste Hydromaschine 22 als Pumpe, die zweite Hydroma- schine 24 als Motor für die erste Hydromaschine 22, und der Elektromotor 26 optional als Generator, wobei eine, die Brückendeckschwingung dämpfende Bewegung des Zylin- dermantels 18, realisiert wird.

Bei Bewegung des Schrägseils 8 nach rechts bewegt sich der Zylindermantel 18 nach rechts, so dass der Zylinderraum 34 vergrößert und der Ringraum 32 verklei- nert wird. Der Druck im Ringraum 32 steigt an (beispielsweise > 100 bar), während der Druck im Zylin- derraum 34 über den Hydrospeicher 42 konstant gehalten wird (beispielsweise 200 bar). Gleichzeitig strömt Druck- mittel aus dem Ringraum 32 über die erste Hydromaschine 22 in den Tank 20, so dass diese von dem Druckmittelstrom angetrieben wird und als Hydromotor wirkt. Diese treibt dann die zweite Hydromaschine 24 an, so dass diese als Pumpe wirkt und Druckmittel aus dem Ringraum 32 in den Zylinderraum 34 fördert. Dabei erzeugt die erste Hydroma- schine 22 (Motor) mehr Leistung, als zum Antrieb der zweiten Hydromaschine 24 (Pumpe) erforderlich ist, so dass ein weiterer Abnehmer betrieben werden könnte.

Dieser weitere Abnehmer ist erfindungsgemäß der Elektro- motor 26, der in dieser Anordnung als Generator betrieben wird und somit die überschüssige hydraulische Energie der ersten Hydromaschine 22 in elektrische Energie umwandelt bzw. als Bremse wirkt.

Somit wirkt bei"Druckbeanspruchung"des Schrägseils 8 die erste Hydromaschine 22 als Motor für die zweite

Hydromaschine 24, die zweite Hydromaschine 24 als Pumpe, und der Elektromotor 26 optional als Generator, wobei eine, die Brückendeckschwingung dämpfende Bewegung des Zylindermantels 18, realisiert wird.

Dadurch ist erfindungsgemäß eine Dämpfungsvorrichtung 10 geschaffen, die im vorgespannten Zustand im wesentli- chen ohne externe Energiezufuhr funktioniert. Sämtliche notwendige Energie zum Erhalt bzw. Ausgleich der Drücke kann entsprechend der erfindungsgemäßen Ausbildung der Dämpfungsvorrichtung 10 prinzipiell aus der Schwingungs- energie gedeckt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Differenti- alzylinders 14 (Figur 3) ist der Hydrospeicher 42 nicht extern angeordnet, sondern im Differentialzylinder 14 mit seinem Speicher 64 integriert. Der Zylindermantel 18 ist bei dieser Ausführungsform verlängert und begrenzt den Speicher 64, der über eine Trennwand 46 vom Zylinderraum 34 getrennt ist. Zur Bereitstellung zusätzlichen Gasvolu- mens ist dieser mit externen Ausgleichsbehältern 68 verbunden. Die Trennwand 46 ist zylinderraumseitig mit dem Druck pH in dem Zylinderraum 34 beaufschlagt, so dass diese je nach dem Verhältnis zwischen dem Gasdruck pG und dem Druck pH axial verschoben und der Druck pH im Zylin- derraum 34 entsprechend der Gesetzmäßigkeiten der Zu- standsgrößen des Gases weitgehend konstant gehalten wird.

Eine derartige Anordnung des Hydrospeichers 42 ist besonders kompakt aufgebaut. Des Weiteren ist die Verroh- rung einfach, da keine Druckmittelleitung zwischen dem Hydrospeicher 42 und dem Zylinderraum 34 notwendig ist.

Figur 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Differentialzylinders 14 mit einer erfindungsgemäßen

Abdichtung eines Ringraums 32 gegenüber einer Außenumge- bung 62 und gegenüber einem Zylinderraum 34. Der Diffe- rentialzylinder 14 weist einen mehrteiligen Kolben 16 und einen Zylindermantel 18 auf. Der Differentialzylinder 14 hat am freien Endabschnitt 90 seines Kolbens 16 eine Aufnahme 72 zur Abstützung des Differentialzylinders 14 am Endwiderlager 12 und am Zylindermantel 18 eine Aufnah- me 70 zur Befestigung eines Schrägseils 8.

Zur Messung des Hubes des Zylindermantels 18 hat der Differentialzylinder 14 eine Hubmesseinrichtung 76, die stirnseitig am Zylindermantel 18 angeordnet ist und mit dem Kolben 16 in Wirkverbindung steht. Dabei weist der Kolben 16 ein ringförmiges Element 66 auf, dass in Wirk- verbindung mit einem am Zylindermantel 18 angeordneten stabförmigen Element 78 steht. Das ringförmige Element 66 ändert bei Hüben des Zylindermantels 18 seine Relativpo- sition in Bezug zur Längsachse des stabförmigen Elements 78, so dass der Hub bestimmt werden kann und eine Positi- onsregelung der Dämpfungsvorrichtung 10 realisiert werden kann.

Der Ringraum 32 (Detail x) erstreckt sich radial zwi- schen einem Kolbenabschnitt 52 und einem gegenüberliegen- den Zylindermantelabschnitt 112 und ist axial durch gegenüberliegende Stirnflächen 92,94 einer am Zylinder- mantel 18 angeordnete Gleithülse 96 und einer auf dem im aufgenommenen Endabschnitt 98 des Kolbens 16 angeordneten Distanzhülse 100 begrenzt. Er ist über radiale Bohrungen 102, die in einen nicht dargestellten axialen Druckkanal münden, mit einem Druckanschluß 104 zum Anschluß der ersten Arbeitsleitung 36 bzw. der Hydromaschinen 22,24 verbunden. Im Bereich der Gleithülse 96 ist im Zylinder- mantel 18 ein Leckanschluß 60 vorgesehen.

Der Zylinderraum 34 erstreckt sich radial über den gesamten Innendurchmesser des Zylindermantels 18 und ist axial durch gegenüberliegende Stirnflächen 86,88 des Zylindermantels 18 und des Kolbens 16 begrenzt. Er ist über einen im Kolben 16 angeordnete Druckhülse 106 mit einem Druckanschluß 108 zum Anschluß der zweiten Arbeits- leitung 38 bzw. der zweiten Hydromaschine 24 und des Hydrospeichers 42 verbunden.

Die erfindungsgemäße Abdichtung des Ringraums 32 ge- genüber der Außenumgebung 62 und dem Zylinderraum 34 ist über Spaltdichtungen 48,82 in Form von Ringspalten 58, 84 realisiert. Dabei ist der Ringspalt 58 zur Abdichtung des Ringraums 32 gegenüber der Außenumgebung 62 zwischen der Innenumfangsfläche 54 der Gleithülse 96 und dem jeweiligen Außenumfangsabschnitt 50 des Kolbens 16 gebil- det. Der Ringspalt 58 mündet in einen Leckanschluß 60.

Der Ringspalt 84 zur Abdichtung des Ringraums 32 gegen- über dem Zylinderraum 34 ist zwischen der Außenumfangs- fläche 52 der Distanzhülse 100 und dem jeweiligen gegen- überliegendem Innenumfangsabschnitt 112 des Zylinderman- tels 18 gebildet.

Um eine ausreichende Dichtheit und einen genügend großen Druckabbau über die Ringspalte 58,84 zu verwirk- lichen, sind diese radial entsprechend eng und axial entsprechend lang auszubilden.

Erfindungsgemäß sind jenseits des Leckanschlusses 60 radiale Dichtungselemente bzw. Abstreifer 80,110 vorge- sehen, die den Ringspalt 58 gegenüber der Außenumgebung 62 abdichten. Dabei sind aufgrund des geringen Druckge- fälles zwischen dem Druck der Außenumgebung 62 und dem Druck des Druckmittels im Bereich des Leckanschlusses 60 nur Niederdruckdichtungen 80,110 notwendig.

Neben dem Verzicht auf Hochdruckdichtungen zur Abdichtung des Ringraums 32 ist an den erfindungsgemäßen Spaltdichtungen 48,82 besonders positiv, dass die Rei- bung zwischen gegenüberliegenden kolbenseitigen Flächen 50,54 und zylindermantelseitigen Flächen 52,56 redu- ziert ist, so dass ein derartiger Differentialzylinder 14 ein besseres Ansprechverhalten als vergleichbare Diffe- rentialzylinder 14 mit herkömmlichen Dichtungen aufweist.

Offenbart ist eine Dämpfungsvorrichtung, insbesondere für seilgetragene Bauwerke wie z. B. Schrägseilbrücken, Stadiondächer, abgespannte Türme mit einem Differential- zylinder, zwei Hydromaschinen und einem Elektromotor, bei der bei Dämpfung die eine Hydromaschine als Motor und die zweite Hydromaschine als Pumpe wirkt, wobei überschüssige hydraulische Energie über den Elektromotor in elektrische Energie umwandelbar ist.

Bezugszeichenliste 2 Schrägseilbrücke 4 Fahrbahn 6 Hauptträger 8 Schrägseil 10 Dämpfungsvorrichtung 12 Endwiderlager 14 Differentialzylinder 16 Kolben 18 Zylindermantel 20 Tank 22 erste Hydromaschine 24 zweite Hydromaschine 26 Elektromotor 28 Kolbenstange 32 Ringraum 34 Zylinderraum 36 erste Arbeitsleitung 38 zweite Arbeitsleitung 40 Kraftmessdose 42 Hydrospeicher 44 dritte Arbeitsleitung 46 Trennwand 48 Spaltdichtung 50 Außenumfangsabschnitt 52 Außenumfangsfläche 54 Innenumfangsabschnitt 56 Innenumfangsabschnitt 58 Ringspalt 60 Leckanschluß 62 Außenumgebung 64 Speicher 66 ringförmiges Element 68 Ausgleichsbehälter 70 Aufnahme

72 Aufnahme 74 Druckkanal 76 Hubmesseinrichtung 78 stabförmigen Element 80 Dichtungselement (Niederdruckdichtung) 82 Spaltdichtung 84 Ringspalt 86 Stirnfläche 88 Stirnfläche 90 freier Endabschnitt 92 Stirnfläche 94 Stirnfläche 96 Gleithülse 98 aufgenommener Endabschnitt 100 Distanzhülse 102 Bohrungen 104 Druckanschluß 106 Druckhülse 108 Druckanschluß 110 Dichtungselement 112 Zylindermantelabschnitt