DE3030498A1 - Telescopic hydraulic damper for electric vehicle current wiper - is for small rapid height variations in scissors linkage, and has fully filled hydraulic cylinder (AT 15.7.80) - Google Patents

Abstract

The damper comprises a hydraulic piston-cylinder system (1,2). The cylinder space is completely sealed and fully filled with the hydraulic medium, allowing a damped movement of the piston rod (3), without any play, over the entire stroke of the damper. Pref. the piston rod (3) fits through a seal (4) at either end of the cylinder (1), each with an associated bearing (5). A hollow bar (6) is attached to one end of the cylinder (1) and has a fixing lug (7) at one end, a second similar fixing lug carried by the free end of the piston rod (3), to allow the damper to be secured between two relatively movable components of the scissors linkage.

Description

Dämpfungselemente für Halb- bzw. Vollscherenstrom- Damping elements for half or full scissor flow

abnehmer für elektrische Triebfahrzeuge Durch eine Anzahl von Patenten (Buchberger) ist es bekannt, im Stromabnehmerbau hydraulisch wirkende Schwingungsdämpfer zu verwenden, deren Hauptaufgabe im allgemeinen darin besteht, die Laufeigenschaften und damit das Kontaktverhalten von Stromabnehmern zu verbessern. Speziell bei Scheren- bzw. Halbscherengestellen,welche im Scheitelgelenk eine hierzu getrennt gefederte Wippe oder auch Palette aufweisen, ist bei schnellfahrenden Triebfahrzeugen ohne entsprechende Dämpfung kein Auslangen zu finden. In der Hauptsache finden im modernen Stromabnehmerbau teleskopartige Schwingungsdämpfer Anwendung, wobei sich Dämpferkonstruktionen,wie sie vom Kraftfahrzeugbau her bekannt sind, für diesen Zweck angeboten haben, jedoch mit solchen Konstruktionen müssen vielerlei Nachteile in Kauf genommen werden. Erst eine profunde Sachkenntnis der auftretenden schwingungstechnischen Probleme, welche im Stromabnehmerbau zweifelsohne anders gelagert sind als in der vergleichsweisen Kraftfahrzeugtechnik, kann hier zu einer positiven Weiterentwicklung führen. Als Beweis für die Richtigkeit dieser Behaup-tung mag folgendes Beispiel gelten. electric traction vehicle buyers Through a number of patents (Buchberger) it is known to use hydraulically acting vibration dampers in pantograph construction to use, the main task of which is generally to improve the running properties and thus to improve the contact behavior of pantographs. Especially for scissors or half-scissor frames, which are separately sprung in the apex joint Have a rocker or a pallet, is without it in the case of fast-moving locomotives corresponding damping is not sufficient. Mainly found in the modern Pantograph construction telescopic vibration damper application, with damper constructions such as they are known from the automotive industry, have offered for this purpose, however With such constructions many disadvantages have to be accepted. First a profound knowledge of the occurring vibration problems, which are undoubtedly stored differently in pantograph construction than in the comparative Automotive technology, can lead to a positive further development here. as The following example may apply to prove the correctness of this claim.

Bei einem Federsystem Rad - Wagenkasten sind die Federwege des einfedernden Rades meist gleich groß wie die zugehörigen Hübe des teleskopartigen Schwingungsdämpfers, so daß man das Verhältnis Dämpferweg/Federweg mit annähernd 1 : 1 annehmen kann.In the case of a wheel / car body spring system, the spring deflection is the deflection Wheel usually the same size as the associated strokes of the telescopic vibration damper, so that the ratio of damper travel / spring travel can be assumed to be approximately 1: 1.

Im Stromabnehmerbau hingegen,speziell bei der Dämpfung von Scherengestellen, ist das Verhältnis des Scherenhubes zum Dämpferhub ungleich unterschiedlicher, wobei hier ein Richtwert von ca. 12 : 1 genannt werden kann.In pantograph construction, on the other hand, especially in the damping of scissor frames, the ratio of the scissors stroke to the damper stroke is much more different, where a guideline value of approx. 12: 1 can be given here.

Im ersten Fall ist ein sogenanntes weiches Ansprechen des Dämpfers sogar vorteilhast weil hIerdurch der Federungstomfort eines Kraftfahrzeuzes verbessert wird, während im Stromabnehmerbau bei den hier vorhandenen Ubersetzungsverhältnissen ein weiches Ansprechen des Dämpfers unerwünscht ist und den Dämpfer in diesem Fall fast wirkungslos macht.In the first case there is a so-called soft response of the damper even advantageous because it makes the suspension more comfortable of a motor vehicle is improved, while in pantograph construction with the transmission ratios available here a soft response of the damper is undesirable and the damper in this case almost ineffective.

Es muß in diesem Zusammenhanz festgehaiten werden, daß sämtliche aus der Kraftfahrzeugtechnik her bekannten Dämpfersysteme eine sogenannte mehr oder weniger große WezabhängiEkeit aufweisen, d.h. daß erst nach einem gewissen Kolbenweg die volle Dämpfkraft erreicht wird. Dies deshalb, weil ein TeleskopdämDfer eines sogenannten Ausgleichsraumes bedarf, um die durch die eintauchende Kolbenstange auftretende Volumenänderung auszugleichen. Es mag diese hier sehr vereinfacht dargestellte Betrachtung genügen, um den Sinn der gegenständlichen Patentanmeldung zu erkennen.In this context it must be stated that all of the the motor vehicle technology known damper systems a so-called more or show less dependency on water, i.e. only after a certain piston travel the full damping force is achieved. This is because a telescopic damper is one So-called compensation space is required in order to avoid that caused by the plunging piston rod to compensate for any changes in volume. It likes this very simplified one Consideration is sufficient to recognize the meaning of the patent application in question.

Der Zweck der nachfolgend beschriebenen Erfindung besteht darin, Nachteile, wie sie durch den Einbau bisher im Stromabnehmerbau bekannter Dämpferelemente entstanden, weitgehend auszuschalten.The purpose of the invention described below is to eliminate disadvantages, as they were created by installing damper elements known so far in pantograph construction, largely off.

Die Erfindung bezieht sich auf den Einbau von hydraulisch wirkenden, teleskopartigen Schwingungsdämpfern in Scheren- oder Halbscherenstromabnehmer für elektrische Triebfahrzeuge, wobei die Dämpfer zwischen beweglichen oder zumindest einem beweglichen Gestängeteil von Stromabnehmern, Wippen oder auch Paletten eingebaut sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Schwingungsdämpfer ein solches Zylinder - Kolbensystem aufweisen, welches bei vollständiger Füllung des gesamten gegen die Atmosphäre abgedichteten Zylinderraumes mit einem hydraulischen Medium, eine gedämpfte und spielfreie Bewegung der Kolbenstange über den gesamten Hub des Dämpfers zuläßt und zwar ohne Vorhandensein eines zusätzlichen Ausgleichsraumes wegen einer allfällig mehr oder weniger weit in den Zylinderraum eintauchenden Kolbenstange.The invention relates to the installation of hydraulically acting, telescopic vibration dampers in scissor or half scissor pantographs for electric traction vehicles, with the damper between movable or at least a movable rod part of pantographs, rockers or pallets are, and is characterized in that this vibration damper is such a cylinder - Have piston system, which when completely filled against the Atmosphere sealed cylinder space with a hydraulic medium, a damped and allows backlash-free movement of the piston rod over the entire stroke of the damper namely without the presence of an additional compensation space due to a possible piston rod dipping more or less far into the cylinder space.

Derartige, bisher im Stromabnehmerbau nicht verwendete Dämpfer besitzen den beachtlichen Vorteil, daß schon bei kleinsten Hubbewegungen eine gewünschte Dämpfwirkung vorhanden ist, wodurch es erstmals möglich wird, auch kleinere relativ rasch ablaufende Höhenänderungen des Scherengestells wirksam zu dämpfen. Gerade aber jene relativ hochfrequenten Schwingungen konnten durch die bisher verwendeten Dämpfer unbefriedigend erfaßt werden, wobei aber eben diese von entscheidender Bedeutung für das Kontaktverhalten von Stromabnehmern sind. Bezeichnend für den schlechten Wirkungsgrad von Dämpfern der bisher verwendeten Bauart ist die Tatsache, daß bei verschiedenen Hochgeschwindigkeitsfahrten ein großer Zeitaufwand für die richtige Dämpferwahl aufgebracht werden mußte, wobei der gewünschte Erfolg wegen der weitgehenden Untauglichkeit der für diesen Zweck eingesetzten Mittel von fraglicher Größe war. Darüberhinaus,und dies ist gerade bezüglich einer angestrebten hohen Betriebssicherheit von eminenter Bedeutung, war man auf Grund dieser Sachlage gezwungen, die Schwingungsdämpfer extrem hart einzustellen,um schon bei kleinen Wegen und auch kleinen Geschwindigkeiten des Dämpferkolbens die gewünschten Dämpfwerte zu erhalten (Wegabhängigkeit und Geschwindigkeitsabhängigkeit der Dämpfer spielen gerade im Stromabnehmerbau eine bedeutende Rolle). Bei sehr schnell durchfahrenen Fahrdrahtabsenkungen bauten diese herkömmlichen Dämpfer Kräfte auf, die sich der gleichbleibenden Anpreßkraftkurve des Stromabnehmers überlagerten, wodurch die dynamischen Bügelanpreßkräfte unter solchen Bedingungen Werte erreichten, die über die zulässige Belastungsgrenze von Fahrdraht und Stromabnehmer (Schleifstücke) hinausgingen.Such dampers, which have not previously been used in pantograph construction, have the considerable advantage that a desired Damping effect is present, making it possible for the first time, also relatively smaller rapidly expiring Changes in height of the scissor frame are effective dampen. But precisely those relatively high-frequency vibrations could through the previously used dampers are detected unsatisfactorily, but this is exactly what are of decisive importance for the contact behavior of pantographs. Significant for the poor efficiency of dampers of the type previously used is the The fact that various high-speed trips take a lot of time had to be applied for the correct choice of damper, with the desired success because of the extensive unsuitability of the funds used for this purpose by questionable size. In addition, and this is just a strived for high operational reliability of eminent importance, because of this factual situation forced to set the vibration damper extremely hard, even with small The desired damping values because of the low speeds of the damper piston to get (path dependence and speed dependence of the damper play plays an important role especially in pantograph construction). When driven through very quickly Catenary lowering built up these conventional dampers forces that the constant contact pressure curve of the pantograph superimposed, whereby the dynamic Stirrup contact forces under such conditions reached values that exceeded the permissible Load limit of contact wire and pantograph (contact strips) exceeded.

Die Figur 1 zeigt einen Dämpfer,wie er erfindungsgemäß in Stromabnehmem Verwendung finden soll, im Schnitt.FIG. 1 shows a damper as used in pantographs according to the invention Should be used, on average.

Mit 1 ist ein Zylinderrohr, mit 2 ein Kolben und mit 3 eine Kolbenstange bezeichnet, die durch Dichtungen 4 gegenüber dem Zylinder abgedichtet ist. 5 sind Stützlager, um den Dichtungen keine zusätzlichen Führungsaufgaben zuzuordnen. 6 ist eine mit dem Zylinder starr verbundene Hohlstange, die an ihren Enden das Befestgungsauge 7 trägt. An einem Ende der Kolbenstange 3 befindet sich ein Befestigungsauge 7. Der Kolben 2 weist eine Durchlaßbohrung 9 auf, durch deren Größe bezogen auf die Prinzipskizze die Dämpfwirkung bestimmt wird. Gefüllt ist der Zylinder mit einer hydraulischen Flüssigkeit 8.With 1 is a cylinder tube, with 2 a piston and with 3 a piston rod referred to, which is sealed by seals 4 with respect to the cylinder. 5 are Support bearing in order not to assign any additional management tasks to the seals. 6th is a hollow rod rigidly connected to the cylinder, with the fastening eye at its ends 7 wears. A fastening eye 7 is located at one end of the piston rod 3. The piston 2 has a through hole 9, based on the size by the Outline sketch the damping effect is determined. The cylinder is filled with a hydraulic one Liquid 8.

Es ist selbstverständlich, daß eine solche Dämpferkonstruktion eine relativ große Baulänge gegenüber anderen Dämpferbauarten mit sich bringt, jedoch ist dies speziell für eine Dämpfung des Scherengestelles (große Stablängen) kein Nachteil. Ein großer Vorteil hingegen ist die große, von der Kolbenstellung unabhängige und stets gleichbleibende Stützbasis der Kolbenstange durch die beiden Führungslager.It goes without saying that such a damper construction is a relatively large overall length compared to other types of damper with it, however is this especially for a damping of the scissors frame (large rod lengths) no Disadvantage. A big advantage, however, is the large, independent of the piston position and a constant support base for the piston rod thanks to the two guide bearings.

Die Figur 2 zeigt einen Dämpferkolben im Schnitt, wobei dieser Kolben eine einseitige Wirkung des Dämpfers ergibt, da in einer Richtung ein großer Durchgangsquerschnitt für das Füllmedium vorhanden ist. Hier sind mit 10 die großen Öffnungen im Kolben und mit 9 die kleinen Durchtrittsbohrungen bezeichnet. Eine durch eine Feder 12 belastete Ventilplatte 11 öffnet bei einem bestimmten Flüssigkeitsdruck. Es ist selbstverständlich, daß bei einer solchen Dämpferbauart sämtliche Varianten von bekannten Kolbenausführungen Verwendung finden können, wobei Jeweils zwischen reiner Loch- bzw. reiner Schlitzdämpfung variiert werden kann (entweder progressive oder degressive Dämpferkennlinie) und natürlich auch ein Überdruckventil im Kolben vorgesehen sein kann.Figure 2 shows a damper piston in section, this piston a one-sided effect of the damper results, as there is a large passage cross-section in one direction for the filling medium is available. Here with 10 are the large openings in the piston and 9 denotes the small through-holes. One by a spring 12 loaded valve plate 11 opens at a certain fluid pressure. It is it goes without saying that with such a damper design all variants of known piston designs can be used, each between pure Hole or pure slot damping can be varied (either progressive or degressive damper characteristic) and of course a pressure relief valve is provided in the piston can be.

Abschließend kann gesagt werden, daß es durch die Erfindung möglich wird, erstmals eine korrekte Dämpfung von Scherengestellen zu verwirklichen, wobei diese Dämpfer selbstverständlich auch für alle anderen Zwecke im Stromabnehmerbau vorteilhaft angewandt werden können.In conclusion, it can be said that the invention makes it possible is to realize a correct damping of scissor frames for the first time, with Of course, these dampers are also used for all other pantograph construction purposes can be used advantageously.

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Claims (1)

Patentanspruch: 1. Hydraulischwirkende, teleskopartige Schwingungsdämpfer in Scheren oder Halbscherenstromabnehmer für elektrische Triebfahrzeuge, wobei die Dämpfer zwischen beweglichen, oder zumindest einem beweglichen Gestängeteil von Stromabnehmern, Wippen oder auch Paletten eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schwingungsdämpfer ein solches Zylinder - Kolbensystem besitzen, welches bei vollständiger Füllung des gesamten, gegen die Atmosphäre abgedichteten Zylinderraumes mit einem hydraulischen Medium, eine gedämpfte und spielfreie Bewegung der Kolbenstange über den gesamten Hub des Dämpfers zuläßt und zwar ohne Vorhandensein eines zusätzlichen Ausgleichsraumes wegen einer allfällig mehr oder weniger tief in den Zylinderraum eintauchenden Kolbenstange. Claim: 1. Hydraulically acting, telescopic vibration damper in scissors or half-scissor pantographs for electric traction vehicles, the Damper between movable, or at least one movable rod part of Pantographs, rockers or pallets are installed, characterized in that that these vibration dampers have such a cylinder-piston system, which when the entire cylinder space, which is sealed against the atmosphere, is completely filled with a hydraulic medium, a damped and backlash-free movement of the piston rod over the entire stroke of the damper allows without the presence of an additional Compensating space because of a possibly more or less deep into the cylinder space immersing piston rod.