Flüssigkeitsschwingungsdämpfer

Die Firma Schubeis Apparatebau GmbH setzt heute überwiegend flüssigkeitsgefüllte Mehrkammer-Schwingungsdämpfer ein, die auf dem Prinzip der schwappenden Flüssigkeit beruhen und seit langem erfolgreich im Stahlschornsteinbau eingesetzt werden.

Der Dämpfer wird dabei auf die in der Statik ermittelten Eigenfrequenzen ausgelegt und als Ringbehälter am Kopf des Schornsteins konstruiert.

Je nach Frequenz und Höhe der kritischen Windgeschwindigkeit, wird die Anzahl der Kammern sowie die Anzahl der Ringe festgelegt.

Da bei diesem System keine mechanisch beanspruchten Bauteile eingesetzt werden, gibt es keine Verschleißteile, die zusätzliche Kosten über die Lebensdauer der Stahlschornsteinanlage verursachen.

Schwingungen an Stahlschornsteinen

Stahlschornsteine werden in der Regel als kreisförmige Zylinderbauten konstruiert. Derartige Hochbaukonstruktionen können unter bestimmten Vorraussetzungen durch Wind zu Resonanzschwingungen angeregt werden.
Die Anregungsmechanismen lassen sich wie folgt unterscheiden:

- Böeninduzierte Schwingungen
- Bewegungsinduzierte Schwingungen (Flattern, Gallopping)
- Wirbelinduzierte Schwingungen (Karman'sche Querschwingungen)

Die in der Praxis am häufigsten zu beobachtenden Schwingungsanregungen sind die Karman'sche Querschwingungen, bei der die Stahlschornsteine durch Wirbelablösung quer zur Windrichtung angeregt werden. Bei Stahlschornsteinen in Reihe (Bild links)ist zudem mit Interferenzgallopping zu rechnen.

Die oben genannten Schwingungen können zu Ermüdungsbrüchen und Bauteilversagen führen. Die wirksamste Maßnahme gegen die beschriebenen Effekte ist der Einsatz von Flüssigkeitsschwingungsdämpfern
(siehe Abklingkurven unten).

Abklingkurve ohne Schwingungsdämpfer