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Durch die österr. Patentschriften Nr. 196912, Nr. 201664, Nr. 212873 und Nr. 219652 ist es bekannt, hydraulisch bzw. pneumatisch wirkende Schwindungsdämpfer im Stromabnehmerbau anzuwenden. Sämtliche in diesen Patentschriften angeführten Dämpfungsvorrichtungen sind dazu gedacht, das Lauf- bzw. Kontaktverhalten von Stromabnehmern zu verbessern und haben nichts mit dämpfenden Abfangvorrichtungen, welche zur
Absenkverzögerung des Stromabnehmers dienen, gemein. Durch einen Dämpfereinbau nach den oben zitierten
Patentschriften haben sich wohl beachtliche lauftechnische Vorteile ergeben, doch sind speziell bei
Hochgeschwindigkeitsstromabnehmern durch den Einbau dieser Dämpfer, unerwünschte Nebeneffekte entstanden.
Diese bestehen darin, dass die vorzugsweise als Teleskopdämpfer ausgebildeten Schwingungsdämpfer, welche vorwiegend aus einem, in einem Zylinder dichtgeführten und mit einer Kolbenstange verbundenen,
Durchtrittsöffnungen aufweisenden Kolben bestehen, wobei der Zylinderraum mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, ein rasches Entspannen von Federsystemen verhindern. Auch im Falle einer Anwendung von Schwingungsdämpfern, welche ausschliesslich auf pneumatischer Basis arbeiten, ergeben sich verschiedentliche Nachteile, welche unter anderem darin bestehen, dass ein exaktes Verhältnis zwischen Dämpfungs- bzw. Federungsanteil nur sehr schwer oder überhaupt nicht herstellbar ist.
Es ist bekannt, hydraulisch, bzw. pneumatisch wirkende Dämpferelemente so zu gestalten bzw. in den Stromabnehmer einzubauen, dass die Dämpfung nur beim Absenken bzw. beim
Einfedern des Stromabnehmers wirksam wird, während das Ausfedern des Stromabnehmers oder auch dessen federnde Wippenteile weitgehend ungedämpft erfolgen soll. Trotz der einseitigen Dämpferwirkung von bisher im
Stromabnehmerbau bekannten Schwingungsdämpfern trat eine durch die Dämpfer verursachte, unerwünschte
Verzögerung in der Entspannungsgeschwindigkeit von federnden Stromabnehmerteilen auf. Speziell bei
Dämpferanordnungen zwischen getrennt gefederten Schleifstücken und oberen Scherenarmen eines
Stromabnehmers haben sich die oben angeführten Nachteile stark bemerkbar gemacht.
Obwohl sich durch den
Dämpfereinbau die Zahl der Kontaktunterbrechungen stark reduziert, ist jedoch die Unterbrechungsdauer eine erheblich längere geworden, wodurch der Vorteil solcher Dämpfungsanordnungen weitgehend kompensiert wird. überhaupt ist in diesem Zusammenhang grundsätzlich zu sagen, dass die innere Reibung und die damit verbundene Bremswirkung von Stromabnehmerdämpfern bekannter Art, dann um so schädlicher wird, wenn die zu dämpfenden ungefederten Massen des Stromabnehmers kleiner werden und damit eine rasche Rückführung der beispielsweise gedämpften Schleifstücke an den Fahrdraht unerwünscht stark verzögert wird.
Als typisches Beispiel hiefür gilt eine Wippenbauart nach der Patentschrift Nr. 212873, deren
Dämpferanlenkung als vorbildlich zu betrachten ist und damit als klassische Ausführung für einen Hochgeschwindigkeitsstromabnehmer prädestiniert wäre. Mit solchen Wippen wurden umfangreiche
Messfahrversuche durchgeführt und konnten damit trotz kompromissloser Anwendung einer exakten
Einzelfederung keine durchschlagenden Erfolge erzielt werden, weil, wie schon oben erwähnt, die
Teleskopdämpfer eine rasche Rückfederung der Schleifstücke an den Fahrdraht verhinderten. (Lange Unterbrechungsdauer).
Diese hier angeführten Nachteile, welche durch den Einbau von bekannten Schwingungsdämpfern in
Stromabnehmern entstehen, auszuschalten, ist das Ziel der in der Folge beschriebenen Erfindung.
Die Erfindung betrifft demnach einen einseitig wirkenden Teleskopschwingungsdämpfer für elektrische
Stromabnehmer bzw. für Wippen derselben, welcher aus einem in einem Zylinder dichtgeführten und mit einer
Kolbenstange versehenen Kolben besteht, wobei der Kolben Durchtrittsöffnungen aufweist, die mit in beiden Richtungen unterschiedlich wirkenden Drosselelementen z. B. federnden Abdeckelementen für Teile der Durchtrittsöffnungen auf einer der Kolbenseiten ausgestattet sind und wobei eine Flüssigkeitsfüllung vorhanden ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsfüllung nur einen Teil des Zylinderraumes erfüllt und der restliche, gegebenenfalls durch einen fliegenden Kolben oder eine Membran abgesonderte Zylinderraum eine unter Druck stehende Gasfüllung aufweist.
Durch die Anwendung solcher Dämpfer ergibt sich die gewünschte, hohe Ausschubgeschwindigkeit der Kolbenstange, welche überdies durch die Durchlassöffnungen im Dämpferkolben gesteuert werden kann, so dass eine optimale Anpassung der Dämpfercharakteristik möglich ist.
Ein besonderer Vorteil dieser Dämpfer liegt darin, dass es unter Ausnutzung ihrer Federwirkung möglich wird, zumindest in einigen Einbaufällen auf gesonderte Federsysteme zu verzichten, was einerseits konstruktive Vereinfachungen und anderseits eine weitere Reduzierung der ungefederten Massen erbringt. Speziell bei einer getrennten Schleifstückabfederung gegenüber dem Scherengestell können die Dämpfer gleichzeitig zwei Funktionen und zwar die der Federung und die der Dämpfung übernehmen. Weitere positive Eigenschaften von Gasdruckdämpfern gegenüber bisher bekannten, im Stromabnehmerbau verwendeten Schwingungsdämpfern sind darin zu erblicken, dass die Lebensdauer der Gasdruckdämpfer sowie ihr Ansprechvermögen bei Schwingungen kleiner Amplituden besser ist.
Die Gasdruckstossdämpfer unterscheiden sich in ihrem konstruktiven Aufbau nicht wesentlich von herkömmlichen Teleskop-Schwingungsdämpfern, wobei deren einfachster Aufbau darin besteht, dass sich die Gasfüllung direkt im Ölraum des Dämpfers befindet. Solche Dämpfer erlauben allerdings nur eine Schrägstellung bis zu einem Winkel von 300 gegen die Senkrechte und sind daher im Stromabnehmerbau nur beschränkt verwendbar. Weitere Möglichkeiten bestehen im Einbau einer sogenannten Parallelscheibe, womit in der Hauptsache die Verschaumungsgefahr der Dämpferflüssigkeit vermieden werden kann. Die gebräuchlichsten
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Ausführungen besitzen einen vom Ölraum getrennten Gasraum, wobei die Trennung entweder durch einen fliegenden Kolben einer Membrane bzw. Federbalg besorgt wird.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen sind lediglich zwei beliebig herausgegriffene Ausführungsformen von Gasdruck-Stossdämpfern dargestellt, wobei auf andere Ausführungsmöglichkeiten bereits hingewiesen wurde. Die Fig. 1 zeigt einen Gasdruckdämpfer im Schnitt. Mit--l--ist der Zylinder bezeichnet, welcher durch einen Dichtsatz--3--gegen die Kolbenstange--2--abgedichtet ist. Die Kolbenstange--2--ist mit einem Kolben--4--verbunden, welcher den öldurchlass in Abhängigkeit von seiner Bewegungsrichtung bestimmt.
Mit--5-ist die Flüssigkeitsfüllung bezeichnet. Der ölraum bzw. Flüssigkeitsraum --5-- wird durch den fliegenden Kolben Gasraum-7-getrennt. Als Gas wird meist Stickstoff verwendet, wobei das Gas meist unter einem Druck von 25 at steht. Da das Gas zum Unterschied zur Flüssigkeit des Dämpfers kompressibel ist, kann man von einer Kombination Gasfeder-Flüssigkeitsdämpfer sprechen.
In der Fig. 2 ist ein in seiner Wirksamkeit gleicher Gasdruck-Schwingungsdämpfer dargestellt, jedoch ist hier die Trennung des ölraumes vom Gasraum mit Hilfe einer Membrane --6-- bewerkstelligt. Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass aufeinander gleitende Teile zum Wegfall kommen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Gasdruck-Schwingungsdämpfer auf dem Spezialgebiet des Stromabnehmerbaues erhebliche Vorteile bringen und dem Konstrukteur hiemit technische Mittel zur Hand gegeben werden, welche zu einer echten Verbesserung der Stromabnahme, speziell bei hohen Fahrgeschwindigkeiten führen.
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From the Austrian patents No. 196912, No. 201664, No. 212873 and No. 219652 it is known to use hydraulically or pneumatically acting vibration dampers in pantograph construction. All of the damping devices cited in these patents are intended to improve the running or contact behavior of pantographs and have nothing to do with damping interception devices which are used for
Serve lowering delay of the pantograph, common. By installing a damper according to those cited above
Patent specifications have shown considerable advantages in terms of running technology, but are special at
High-speed pantographs by installing these dampers, undesirable side effects arose.
These consist in the fact that the vibration dampers, which are preferably designed as telescopic dampers, which predominantly consist of a sealed cylinder and connected to a piston rod,
Pistons having through-openings exist, the cylinder space being filled with a liquid, preventing the spring systems from releasing rapidly. Also in the case of the use of vibration dampers which work exclusively on a pneumatic basis, there are various disadvantages which, among other things, consist in the fact that an exact ratio between the damping and suspension components can only be established with great difficulty or not at all.
It is known to design hydraulically or pneumatically acting damper elements or to install them in the pantograph so that the damping only occurs when lowering or when
Compression of the pantograph is effective, while the rebound of the pantograph or its resilient rocker parts should be done largely undamped. Despite the one-sided dampening effect previously im
With pantograph construction known vibration dampers, an undesired occurrence caused by the dampers occurred
Delay in the relaxation speed of resilient pantograph parts. Especially at
Damper arrangements between separately sprung contact strips and upper scissor arms of a
Pantograph, the disadvantages listed above have become very noticeable.
Although the
Installation of dampers greatly reduces the number of contact interruptions, but the interruption duration has become considerably longer, which largely compensates for the advantage of such damping arrangements. In general, it can be said in this context that the internal friction and the associated braking effect of known type pantograph dampers are all the more damaging when the unsprung masses of the pantograph to be damped become smaller and thus a rapid return of the, for example, damped contact strips to the Contact wire is undesirably greatly delayed.
A typical example of this is a rocker design according to patent specification No. 212873, whose
The damper linkage is to be regarded as exemplary and would therefore be predestined as a classic design for a high-speed pantograph. Such seesaws were extensive
Test drives were carried out and, despite the uncompromising application of an exact
Single suspension no resounding success can be achieved because, as already mentioned above, the
Telescopic dampers prevented the contact strips from springing back quickly on the contact wire. (Long interruption time).
These disadvantages listed here, which are caused by the installation of known vibration dampers in
The aim of the invention described below is to switch off pantographs.
The invention therefore relates to a single-sided telescopic vibration damper for electrical
Current collector or rocker of the same, which consists of a tightly guided in a cylinder and with a
Piston rod provided piston, wherein the piston has passage openings, which with different acting in both directions throttle elements z. B. resilient cover elements for parts of the passage openings are equipped on one of the piston sides and a liquid filling is available. The invention is characterized in that the liquid filling only fills a part of the cylinder space and the remaining cylinder space, optionally separated by a flying piston or a membrane, has a gas filling under pressure.
The use of such dampers results in the desired, high extension speed of the piston rod, which can also be controlled through the passage openings in the damper piston, so that an optimal adaptation of the damper characteristics is possible.
A particular advantage of these dampers is that, by using their spring action, it is possible to dispense with separate spring systems, at least in some installation cases, which on the one hand simplifies the design and on the other hand results in a further reduction in the unsprung masses. Especially with a separate contact pad suspension compared to the scissor frame, the dampers can simultaneously take on two functions, namely that of suspension and that of damping. Further positive properties of gas pressure dampers compared to previously known vibration dampers used in pantograph construction can be seen in the fact that the service life of the gas pressure dampers and their responsiveness to vibrations of small amplitudes is better.
The construction of gas pressure shock absorbers does not differ significantly from conventional telescopic vibration dampers, the simplest of which is that the gas filling is located directly in the oil chamber of the damper. Such dampers, however, only allow an inclination of up to an angle of 300 to the vertical and are therefore of limited use in pantograph construction. Other possibilities exist in the installation of a so-called parallel disk, which mainly avoids the risk of foaming of the damper fluid. The most common
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Versions have a gas space that is separate from the oil space, the separation either being provided by a flying piston of a diaphragm or bellows.
In Figs. 1 and 2 of the drawings, only two arbitrarily selected embodiments of gas pressure shock absorbers are shown, other possible embodiments have already been pointed out. Fig. 1 shows a gas pressure damper in section. The cylinder which is sealed against the piston rod 2 by a sealing set 3 is designated by 1. The piston rod - 2 - is connected to a piston - 4 - which determines the oil passage depending on its direction of movement.
The liquid filling is denoted by -5. The oil space or liquid space --5-- is separated by the flying piston, gas space-7-. Nitrogen is usually used as the gas, whereby the gas is usually under a pressure of 25 at. Since the gas, unlike the liquid in the damper, is compressible, one can speak of a combination of gas spring and liquid damper.
In Fig. 2 a gas pressure vibration damper with the same effectiveness is shown, but here the separation of the oil space from the gas space is accomplished with the aid of a membrane --6--. This embodiment has the advantage that parts sliding on one another are no longer necessary.
In summary, it can be said that gas pressure vibration dampers bring considerable advantages in the specialist field of pantograph construction and that the designer is given technical means that lead to a real improvement in current consumption, especially at high driving speeds.