DE3428086A1

DE3428086A1 - Einrichtung zur daempfung unerwuenschter schwingungen an halbscherenstromabnehmern fuer hochgeschwindigkeitstriebfahrzeuge

Info

Publication number: DE3428086A1
Application number: DE19843428086
Authority: DE
Inventors: Günter Wien Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-08-03
Filing date: 1984-07-30
Publication date: 1985-02-21
Also published as: DE3428086C2; AT377731B; ATA281183A

Description

Einrichtung zur Dämpfung unerwünschter Schwingungen an
Halbscherenstromabnehmern für Hochgeschwindigkeitstriebfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Dämpfung unerwünschter Schwingungen an Halbscherenstromabnehmern für Hochgeschwindigkeitstriebfahrzeuge.
Zur Dämpfung schädlicher Schwingungen an Stromabnehmern, insbesondere an Halbscherenstromabnehmern für Hochgeschwindigkeitstriebfahrzeuge werden hydraulische Dämpfer verwendet. Dies ist etwa aus der DE-OS 27 45 891 ersichtlich, in der ein Stromabnehmer angegeben ist, bei dem jedes Schleifstück über Kniehebel gelenkig mit der Wippe verbunden ist, wobei zwischen den beiden Schenkeln oder Armen jedes der Kniehebel derartige hydraulische Stoßdämpfer als Dämpferelemente angeordnet sind.
Der Dämpfungsgrad dieser Stoßdämpfer muß jedoch wegen der Behinderung der Bewegung auch im niedrigen Frequenzbereich unter 1 Hz, begrenzt sein. Außerdem sind hydraulische Dämpfer relativ voluminös und bedürfen eines Gestänges, was zu Platzschwierigkeiten, insbesondere bei abgesenktem Stromabnehmer, führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Stromabnehmern eine wirksame Maßnahme zur Dämpfung von unerwünschenSchwingungen vorzusehen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Anwendung mindestens eines nach dem an sich bekannten Prinzip gestalteten und arbeitenden Schwingungstilgers.
Schwingungstilger sind z.B. im "ro ro ro Techniklexikon, Maschinenbau Grundlagen, Ausgabe 1971" unter dieser Bezeichnung nach grundsätzlichem Aufbau und Wirkung beschrieben. Ihre Anwendung erfolgt vorwiegend bei rotierenden Wellen, insbesondere bei Antriebswellen von Kraftfahrzeugen. Sie bestehen aus einem mit der Antriebswelle verbindbaren Befestigungsflansch, einem diesen umgebenden Schwungring sowie zwischen beiden angeordneten, sie wirkungsmäßig verbindenden, vorzugsweise gummielastischen Federelementen. Der Schwungring, der dieserart einen zumindest dreidimensionalen Bewegungs-Freiheitsgrad besitzt, wird in Koppelschwingungen versetzt und kann die im System der Antriebswelle wirkenden schwingungserregenden Kräfte vollständig in einem Frequenzbereich kompensieren, der durch seine charakteristische Eigenfrequenz bestimmt ist. Der Effekt ist umso stärker, je größer die für den Schwungring möglichen Schwingungsamplituden sind. Ein derartiger Schwingungstilger ist z.Bw aus der DE-AS 28 22 981 bekannt.
Schwingungstilger in dieser bekannten Ausführung stellen jedoch wegen ihrer kreiszylindrischen Form und der erforderlichen koaxialen Anordnung auf der zu dämpfenden Welle keine für die Anwendung bei Stromabnehmern besonders geeignete Ausführungsform dar.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung-besteht darin, daß der Schwingungstilger bei etwa keulenförmig ausgebildeter Form eine konzentrierte schwingende Masse, vorzugsweise in Form eines Kreiszylinders aufweist, die mittels eines biegeelastischen Elementes wirkungsmäßig mit einem an sich starren Teilsystem des Halbscherenstromabnehmers, vorzugsweise dem Unterarmsystem verbunden ist.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt hauptsächlich darin, daß der Schwingungstilger eine überwiegend einachsige Erstreckung aufweist und bezüglich Ort und Art seiner Anordnung in einem beliebigen Teilsystem des Stromabnehmers ein großer Freiraum gegeben ist.
Zur Angleichung der charakteristischen Eigenfrequenz des Schwingungstilgers an die Frequenz der zu tilgenden Schwingung ist es, etwa aus der US-PS 4.023.438 oder der DE-AS 28 22 081 bekannt, die gummielastischen Federelemente in axialer oder radialer Richtung auf variablen einstellbaren Druck oder Zug vorzuspannen. Es erscheint hier jedoch nachteilig, daß durch Ausübung von verstärktem Zug oder Druck im Ruhezustand der Elastizitätsbereich der gummielastischen Federelemente eingeengt wird und damit die Wirksamkeit der Einrichtung bezüglich der Amplitude der tilgbaren Schwingungen von vornherein beschnitten wird.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird dagegen eine eigenfrequenzmäßige Abstimmbarkeit der Einrichtung dadurch ermöglicht, daß die wirksame Länge des biegeelastischen Elementes und/oder die Größe der Schwungmasse einstellbar veränderlich sind. Die vorgenannte Einschränkung wird dadurch vermieden.
Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbei spiel einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung näher beschrieben.
An einer Fahne 1, die am Basisrohr 2 des Unterarms 3 eines Halbscherenstromabnehmers angeordnet ist, ist mittels Schrauben 4 ein Träger 5 befestigt. Dieser ist an seinem anderen Ende mit dem Gehäuse 6 eines Gummiverdrehelementes 7 starr verbunden, etwa durch Schweißung.
Am gummigefedert verdrehbaren Achsenteil 8 dieses Gummiverdrehelementes 7 ist mittels einer Schraube 9 mit Mutter 10 ein Gabelelement 11 auf eine der bekannten Weisen, die eine Verdrehungssicherheit gewährleistet, festgeklemmt. Am Mittelsteg dieses Gabelelementes 11 ist starr eine Gewindespindel 12 angesetzt, an deren freiem Ende das Schwunggewicht 13, hier in Form eines Kreiszylinders mit konzentrischem Innengewinde 14, aufgeschraubt ist. Mittels einer Gegenmutter 15 ist das Schwunggewicht 13 in bekannter Weise gegen ungewollte Verdrehung sicherbar. Durch Verdrehung des Schwunggewichtes 13 und dadurch bewirkte schraubende Verschiebung auf der Gewindespindel 12 kann somit die wirksame Länge des aus Träger 5, Gummiverdrehelement 7, Gabelelement 11 und Gewindespindel 12 gebildeten biegeelastischen Elementes 16 eingestellt werden.
Eine abgestufte Veränderung der Masse des Schwunggewichtes 13 kann durch Hinzufügung oder Wegnahme von Scheiben 17, deren Form vorzugsweise dem Querschnitt des Schwunggewichtes 13 entspricht, durchgeführt werden. Diese Scheiben 17 werden vorteilhaft zwischen Schwunggewicht 13 und Gegenmutter 15 angeordnet.
Durch das Gummiverdrehelement 7 wird also eine Schwingung des Schwunggewichtes 13 in einer, senkrecht zur Achse des Basisrohres 2 des Unterarmes 3 des Stromabnehmers liegenden Ebene ermöglicht. Dies könnte auch durch Einfügung eines Blattfederelementes bzw. einer Schraubenfeder anstelle des Gummiverdrehelementes 7 bewirkt werden. Diese Ausführungsmöglichkeit wird jedoch hier nicht extra beschrieben, da sie für jeden Fachmann individuell leicht durchführbar ist.
Es ist augenscheinlich, daß durch Auswahl verschiedener Typen von Gummiverdrehelementen eine Grundabstufung der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers, für den auch der Ausdruck "Gegenschwinger" bekannt ist, erzielbar ist.
3 Patentansprüche 1 Figur Bezugszeichenliste 1 Fahne 2 Basisrohr 3 Unterarm 4 Schrauben 5 Träger 6 Gehäuse 7 Gummiverdrehelement 8 Achsenteil 9 Schraube 10 Mutter 11 Gabelelement 12 Gewindespindel 13 Schwunggewicht 14 Innengewinde 15 Gegenmutter 16 Element 17 Scheibe - Leerseite -

Claims

Patentansprüche Einrichtung zur Dämpfung unerwünschter Schwingungen an Halbscherenstromabnehmern für Hochgeschwindigkeitstriebfahrzeuge, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Einrichtung mindestens ein entsprechend den an sich bekannten Prinzipien gestalteter Schwingungstilger ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Schwingungstilger bei etwa keulenförmig ausgebildeter Form eine konzentrierte schwingende Masse vorzugsweise in Form eines Kreiszylinders aufweist, die mittels eines biegeelastischen Elementes wirkungsmäßig mit einem in sich starren Teilsystem des Halbscherenstromabnehmers, vorzugsweise dem Unterarmsystem verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die wirksame Länge des biegeelastischen Elementes und/oder die Größe der schwingenden Masse einstellbar veränderlich sind.