DE3428086C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Dämpfung unerwünschter Schwingungen an Halbscheren­ stromabnehmern für Hochgeschwindigkeitstriebfahrzeuge.

Zur Dämpfung schädlicher Schwingungen an Stromabnehmern, insbesondere an Halbscherenstromabnehmern für Hochge­ schwindigkeitstriebfahrzeuge werden hydraulische Dämpfer verwendet. Dies ist etwa aus der DE-OS 27 45 891 ersicht­ lich, 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 Stoß­ dämpfer als Dämpferelemente angeordnet sind. Der Dämpfungs­ grad 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 Platz­ schwierigkeiten, insbesondere bei abgesenktem Stromab­ nehmer, führen kann.

Bei einem durch die CH-PS 5 57 756 bekannten Halbscheren­ stromabnehmer ist eine Dämpfungseinrichtung in Form eines Stoßdämpfers zwischen einer Antriebsvorrichtung und einem Antriebshebel für die im Hauptlager gelagerte Antriebs­ welle für den Unterarm des Stromabnehmers angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Stromabneh­ mern eine wirksame Maßnahme zur Dämpfung von unerwünschten Schwingungen vorzusehen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art in der Anwendung mindestens eines nach dem an sich bekannten Prinzip gestalteten und arbeitenden Schwingungstilgers. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Schwingungstilger sind z. B. im "ro ro ro Techniklexikon, Maschinenbau Grundlagen, Ausgabe 1971" unter dieser Be­ zeichnung nach grundsätzlichem Aufbau und Wirkung be­ schrieben; ihre Anwendung soll vorwiegend bei rotieren­ den Wellen, insbesondere bei Antriebswellen von Kraftfahr­ zeugen erfolgen. Schwingungstilger bestehen im wesent­ lichen aus einem mit der Antriebswelle verbindbaren Befe­ stigungsflansch, einem diesen umgebenden Schwungring sowie zwischen beiden angeordneten, sie wirkungsmäßig verbinden­ den, vorzugsweise gummielastischen Federelementen. Der Schwungring, der diserart einen zumindest dreidimensio­ nalen Bewegungs-Freiheitsgrad besitzt, wird in Koppel­ schwingungen versetzt und kann die im System der Antriebs­ welle 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 mög­ lichen Schwingungsamplituden sind. Ein derartiger Schwin­ gungstilger ist z. B. aus der DE-AS 28 22 981 bekannt.

Schwingungstilger in dieser bekannten Ausführung stellen jedoch wegen ihrer kreiszylindrischen Form und der erfor­ derlichen koaxialen Anordnung auf der zu dämpfenden Welle keine für die Anwendung bei Stromabnehmern besonders ge­ eignete Ausführungsform dar.

Aus der DE-OS 20 56 164 ist außerdem die Anwendung eines Schwingungstilgers für elektrische Freileitungen und Rohrleitungen mit einer federnd an den Leitungen hängenden Masse bekannt; um die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers leicht verändern und der Eigenfrequenz der Leitungen in einfacher Weise anpassen zu können, ist die Masse verschieb­ bar und arretierbar auf einem parallel zur jeweiligen Lei­ tung liegenden Hebel angeordnet, der an seinem einen Ende über einen Gelenkbolzen mit der Leitung verbunden und dabei in einem aus elastischem Werkstoff hoher Eigendämpfung bestehenden Teil befestigt ist.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Schwingungstilger bei etwa keulenförmig ausgebil­ deter Form eine konzentrierte schwingende Masse, vorzugs­ weise 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 ein­ achsige 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 40 23 438 oder der DE-AS 28 22 081 bekannt, die gummielastischen Feder­ elemente in axialer oder radialer Richtung auf variablen einstellbaren Druck oder Zug vorzuspannen. Es erscheint hier jedoch nachteilig, daß durch Ausübung von verstärk­ tem Zug oder Druck im Ruhezustand der Elastizitätsbe­ reich der gummielastischen Federelemente eingeengt wird und damit die Wirksamkeit der Einrichtung bezüglich der Amplitude der tilgbaren Schwingungen von vornherein be­ schnitten wird.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird dagegen eine eigenfrequenzmäßige Abstimmbarkeit der Einrichtung da­ durch ermöglicht, daß die wirksame Länge des biegeela­ stischen Elementes und/oder die Größe der Schwungmasse einstellbar veränderlich sind. Die vorgenannte Ein­ schränkung wird dadurch vermieden.

Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungs­ beispiel 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 Gummi­ verdrehelementes 7 starr verbunden, etwa durch Schweißung.

Am gummigefedert verdrehbaren Achsenteil 8 dieses Gummi­ verdrehelementes 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, auf­ geschraubt ist. Mittels einer Gegenmutter 15 ist das Schwunggewicht 13 in bekannter Weise gegen ungewollte Verdrehung sicherbar. Durch Verdrehung des Schwungge­ wichtes 13 und dadurch bewirkte schraubende Verschie­ bung auf der Gewindespindel 12 kann somit die wirksame Länge des aus Träger 5, Gummiverdrehelement 7, Gabelele­ ment 11 und Gewindespindel 12 gebildeten biegeelasti­ schen Elementes 16 eingestellt werden.

Eine abgestufte Veränderung der Masse des Schwunggewich­ tes 13 kann durch Hinzufügung oder Wegnahme von Scheiben 17, deren Form vorzugsweise dem Querschnitt des Schwung­ gewichtes 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 liegen­ den Ebene ermöglicht. Dies könnte auch durch Einfügung eines Blattfederelementes bzw. einer Schraubenfeder an­ stelle des Gummiverdrehelementes 7 bewirkt werden. Diese Ausführungsmöglichkeit wird jedoch hier nicht extra be­ schrieben, 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.

• 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

Claims (3)

1. Einrichtung zur Dämpfung unerwünschter Schwingungen an Halbscherenstromabnehmrn für Hochgeschwindigkeits­ triebfahrzeuge, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung mindestens ein entsprechend den an sich bekannten Prinzipien gestalteter Schwingungs­ tilger ist.

2. Einrichten nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schwingungstilger bei etwa keulenförmig ausgebildeter Form eine konzen­ trierte schwingende Masse vorzugsweise in Form eines Kreiszylinders aufweist, die mittels eines biegeela­ stischen Elementes wirkungsmäßig mit einem in sich starren Teilsystem des Halbscherenstromabnehmers, vor­ zugsweise dem Unterarmsystem verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Länge des biegeelastischen Elementes und/oder die Größe der schwingenden Masse einstellbar veränderlich sind.