CN115531891A - 包括用于具有滑动球接头的座舱的引导结构的摩天轮设备 - Google Patents

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CN115531891A CN202210770222.6A CN202210770222A CN115531891A CN 115531891 A CN115531891 A CN 115531891A CN 202210770222 A CN202210770222 A CN 202210770222A CN 115531891 A CN115531891 A CN 115531891A
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Abstract

摩天轮设备(10)的座舱(14)借助于引导结构(16)连接至摩天轮(10)的轮辋结构(12)，引导结构(16)包括至少一个轴承(20)，该至少一个轴承(20)通过两个滑动球接头(42)连接至轮辋结构(12)，该两个滑动球接头(42)具有彼此平行且彼此间隔开的滑动轴线(200)。

Description

包括用于具有滑动球接头的座舱的引导结构的摩天轮设备
技术领域
本发明涉及一种摩天轮设备，包括：轮辋结构和至少一个座舱，该轮辋结构能够围绕水平回转轴线旋转；该至少一个座舱借助于引导结构连接至轮辋结构，以相对于轮辋结构围绕旋转轴线旋转，该旋转轴线平行于轮辋结构的回转轴线并且远离轮辋结构的回转轴线，最常见的是为了在轮辋回转过程中维持座舱的姿势。
背景技术
在文献DE476892中描述了这种包括座舱的设备，每个座舱借助于围绕座舱的大直径轴承被引导以相对于摩天轮的轮辋旋转。
WO2012/140330描述了一种用于安装在这些设备中使用的座舱的装置。所述装置包括刚性地连接至摩天轮的轮辋的外环，以及刚性地连接至座舱的旋转内环。这两个环可凭借间隔件轴承相对于彼此旋转。外环包括共面的并且成角度地偏移的三个凸耳，这确保座舱在轮辋上的支撑。
对于旨在用于容纳大量乘客的较大尺寸的设备而言，可以借助于彼此间隔开的两个大直径的同轴轴承，来提供对座舱的引导以相对于轮辋旋转，例如在文献FR3088014中所描述的。
当座舱的轴承借助于多个锚固点连接至摩天轮的轮辋时，存在座舱的旋转轴线相对于摩天轮轮辋的回转轴线的对准误差的风险，或者在由两个轴承引导的座舱的情况下，存在两个轴承的旋转轴线的对准误差的风险。此类对准误差产生不利于设备的寿命的应力和磨损。然而，考虑到设施的尺寸，在将座舱组装在摩天轮轮辋上的过程中校正这些对准误差是耗时的且是特别精细的。
当在设备的改造期间设想组装座舱时，困难进一步加重，其中摩天轮的预先存在的轮辋在尺寸公差方面不一定满足与座舱相同的规格，并且在之前的使用期间可能已经工作。
在组装之后，由于例如摩天轮的轮辋随时间的变形，也可能遇到对准误差，无论这些变形是永久的并且是由于老化，还是周期性的，特别是由于热膨胀。
发明内容
在此背景下，本发明的目的是提出一种技术方案，该技术方案使得可以限制在摩天轮的座舱与轮辋之间的界面的区域中所产生的应力。
根据本发明，这个目的是借助于一种摩天轮设备实现的，该摩天轮设备包括围绕水平回转轴线可旋转的轮辋结构、以及借助于包括至少一个轴承的引导结构连接至轮辋结构的至少一个座舱。所述引导结构允许座舱相对于轮辋结构围绕旋转轴线旋转，该旋转轴线平行于或基本上平行于轮辋结构的回转轴线并且远离轮辋结构的回转轴线。
根据本发明，轴承通过两个滑动球接头连接至轮辋结构，两个滑动球接头具有彼此平行且彼此间隔开的滑动轴线。滑动球接头意味着提供三个旋转自由度和一个平移自由度的连接。滑动球接头为轴承提供相对于轮辋结构在空间中定位和定向的自由度，使得座舱相对于轮辋结构的旋转不会在轴承和轮辋结构之间的界面处产生任何显著的应力。
实际上，轴承包括至少两个相对的滚道，至少两个相对的滚道相对于彼此被引导，以围绕轴承的旋转轴线旋转，两个滚道中的第一滚道刚性地连接至座舱，并且两个滚道中的第二滚道刚性地连接至支撑件，支撑件通过滑动球接头连接至轮辋结构。滚道可以由一体式或多个部分的轴承环形成。根据实施例，两个滚道中的第一滚道是轴承的外滚道，而两个滚道中的第二滚道是轴承的内滚道。相反的情况也是可能的。
在实践中，存在引导结构的参考位置，其中，轴承的旋转轴线平行于滑动球接头的滑动轴线。优选地，在参考位置中，轴承的旋转轴线与滑动轴线等距。
两个球形接头共同为轴承提供相对于轮辋结构的运动自由度。优选地：
在第一接触位置中，轴承围绕与滑动轴线共面且垂直于滑动轴线的倾斜轴线自由地枢转，和/或
在第一接触位置中，轴承能够围绕与座舱的旋转轴线相切的枢转轴线自由地枢转。在实践中，这种运动伴随着滑动球接头在相反的轴向方向上的平移。
根据实施例，引导结构包括止动装置，该止动装置包括至少一个第一止动件，该至少一个第一止动件刚性地连接到轴承、并与刚性地连接到轮辋结构的第一反向止动件相对，第一止动件和第一反向止动件在第一接触位置中根据第一接触区而彼此接触，以限制轴承相对于轮辋结构的、平行于滑动轴线在第一平移方向上的平移运动。
第一止动件允许从座舱到轮辋结构的应力传递，特别是由于风引起的应力。
第一接触区优选地位于距离包含滑动轴线的平面小于10cm处，和/或位于距离两个滑动轴线之间的中间平面小于10cm处。
根据实施例，止动装置包括至少一个第二止动件，至少一个第二止动件刚性地连接至轴承、并与刚性地连接至轮辋结构的第二反向止动件相对，第二止动件和第二反向止动件在第二接触位置中根据第二接触区相接触，以限制轴承相对于轮辋结构的、平行于滑动轴线在与第一平移方向相反的第二平移方向上的平移运动。
根据实施例，止动装置允许轴承相对于轮辋结构的、平行于座舱的旋转轴线的平移，止动装置在第一接触位置与第二接触位置之间具有轴向间隙。根据替代实施例，第一接触位置与第二接触位置重合，并且止动装置阻止轴承相对于轮辋结构的、平行于座舱的旋转轴线的任何平移。
根据本发明的实施例，每个滑动球接头包括滑动轴承。根据另一个实施例，每个滑动球接头包括球接头轴承，例如球面轴承。
根据实施例，轮辋结构包括两个平行的防护件，两个平行的防护件限定间隔件凹槽，刚性地连接至轴承的支撑件的一部分以及两个滑动球接头被接纳在间隔件凹槽中。优选地，两个防护件属于固定至轮辋结构的轮辋的共用板。限制轴承平移运动的反向止动件优选地刚性地连接至所述共用板。
根据实施例，引导结构包括限定旋转轴线的至少一个附加轴承，附加轴承刚性地连接至座舱，并且优选地通过两个附加滑动球接头连接至轮辋结构，两个附加滑动球接头具有彼此平行且彼此间隔开的滑动轴线，附加轴承与轴承的距离在平行于座舱的旋转轴线情况下测得大于1米。
在实践中，附加轴承包括至少两个附加的相对滚道，至少两个附加的相对滚道相对于彼此被引导，以围绕附加轴承的旋转轴线旋转，两个附加滚道中的第一附加滚道刚性地连接至座舱，并且两个附加滚道中的第二附加滚道刚性地连接至支撑件，支撑件通过附加滑动球接头连接至轮辋结构。
优选地，两个附加滑动球接头的滑动轴线平行于附加轴承的旋转轴线。优选地，两个附加滑动球接头的滑动轴线在制造公差内各自与两个滑动球接头的滑动轴线之一重合。
两个附加球接头一起为附加轴承提供相对于轮辋结构的运动自由度。具体地：
在附加接触位置中，附加轴承能够围绕与附加滑动轴线共面且垂直于附加滑动轴线的附加倾斜轴线自由地枢转，和/或
在附加接触位置中，附加轴承能够围绕与附加轴承的旋转轴线相切的附加枢转轴线自由地枢转。
根据实施例，引导结构包括附加止动装置，附加止动装置包括至少一个第一附加止动件，该至少一个第一附加止动件刚性地连接到附加轴承、并与刚性地连接到轮辋结构的第一附加反向止动件相对，第一附加止动件和第一附加反向止动件在第一附加接触位置中根据第一附加接触区相接触，以限制附加轴承相对于轮辋结构的、在第一平移方向上平行于滑动轴线的平移运动，附加止动件和附加反向止动件在附加接触位置中根据接触区相接触，使得：接触区位于距包含滑动轴线的平面小于10cm处，和/或接触区位于距两个滑动轴线之间的中间平面小于10cm处。
根据实施例，座舱包括呈圆筒形状的中央部分以及呈鼻锥体形状的两个侧向部分，第一滚道安装在中央部分与侧向部分之间的连接处。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从参考附图给出并在下文解释的描述中变得清楚。
图1是根据本发明的实施例的摩天轮设备的一部分的立体图，其具体使得可以示出摩天轮的轮辋、座舱以及座舱的引导结构。
图2是引导结构的细节的主视图。
图3是引导结构的细节的立体剖视图。
图4是根据图3中示出的剖切面C的引导结构的滑动球接头的横截面图。
图5是根据图3中示出的剖切面S的引导结构的止动装置的横截面图。
图6是引导结构的附加止动装置的横截面图。
出于提高清晰度的原因，在该文本和附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记指示。在附图中示出并且在下面描述的本发明的实施例仅通过非限制性示例的方式给出。
具体实施方式
图1示出了摩天轮设备10的一部分，该摩天轮设备10包括：轮辋结构12和座舱14，轮辋结构12是可围绕水平回转轴线旋转的，座舱14借助于引导结构16连接至轮辋结构12，以相对于轮辋结构12围绕旋转轴线旋转，该旋转轴线平行于轮辋结构12的回转轴线并且远离轮辋结构12的回转轴线。
例如，座舱14可具有椭圆形结构，该椭圆形结构例如由呈鼻锥体形状的两个端部部分14.2所围绕的形成圆筒体的中央部分14.1形成鼻锥体。所示出的座舱14具有大尺寸，并且使得可以容纳大量乘客(十几名或更多名)就坐或站立。
座舱14的引导结构16包括至少一个轴承20，并且优选地两个轴承20，上述至少一个轴承20位于彼此远离且理想地平行的平面中，使得这些轴承的旋转轴线100理想地重合，并且共同限定座舱的旋转轴线。在实施例中，每个轴承20均位于座舱14结构的中央圆筒形部分14.1与鼻锥体形端部部分14.2中的一个鼻锥体形端部部分之间的接合平面中，并且具有大于1.5米、并且优选地大于2米的直径。
每个轴承20包括两个轴承环22、24，两个轴承环22、24形成了相对的滚道26、28，滚动元件30在滚道26、28上滚动以引导两个滚道26、28之间的、围绕轴承20的旋转轴线100的相对旋转运动。更具体地，形成第一滚道26的第一环22刚性地连接至座舱10，而形成第二滚道28的第二环24刚性地连接至支撑件32，支撑件32连接至板34，板34刚性地连接至轮辋结构12。在变体中，支撑件32和环24可以形成仅一个单件。
板34优选地一体形成，以具有极佳控制的尺寸，并且包括例如两个平行的防护件36，两个平行的防护件36在它们之间限定间隔件凹槽38，支撑件32的一部分被接纳在间隔件凹槽38中。板34包括用于固定至轮辋结构12的主体的界面40。
板34与支撑件32之间的运动学连接是通过具有彼此平行且彼此远离的滑动轴线200的两个滑动球接头42来实现的。在本发明的背景下，滑动球接头是机械连接件，机械连接件确保围绕旋转中心的三个旋转自由度以及从旋转中心沿着滑动轴线的一个平移自由度。对于一些应用，如果适用，根据旋转自由度的运动可以具有非常小的幅度，例如小于5°。平移自由度又可以是20mm的量级。然而，这些值是通过示例给出的，因为它们可能根据观察到的舱体结构的几何缺陷、或舱体尺寸和轴承尺寸而显著变化。不排除较大的间隙。两个滑动球接头42的滑动轴线200优选地平行于两个滑动球接头42所支撑的轴承20的旋转轴线100，至少在引导结构16的中间参考位置如此。所述滑动球接头42被接纳在板34的两个平行防护件36之间。
例如，每个滑动球接头42包括环44，环44被接纳在U形夹46中，U形夹46被固定到支撑件32并且旨在接纳滑动轴承48，滑动轴承48至少部分地是球形的并且在例如由销50形成的轴上滑动，销50例如借助于两个凸缘52刚性地连接到两个平行的防护件36。刚性地连接至U形夹46的环36包括凹形滑动轨道，该凹形滑动轨道具有球形外壳和与滑动轴承48的外轮廓互补的轮廓，以能够围绕轴承48的中心旋转，轴承48本身能够沿销50的轴线200移动。
由销40限定的滑动轴线200是平行的。每个滑动球接头42为支撑件32与板34之间的连接提供三个旋转自由度和平行于销50的轴线200的一个平移自由度，这使得可以校正支撑件32之间或两个轴承20的旋转轴线100之间的可能的偏移。
对于支撑件32中的至少一个支撑件，并且在此情况下对于两个支撑件32，引导结构16包括止动装置54，止动装置54优选地被接纳在板34的两个防护件36之间。每个止动装置54(其中一个止动装置在图5中示出，另一个止动装置在图6中示出)包括两个止动件56，两个止动件56刚性地连接至板34的防护件36中的一个防护件，每个止动件56与反向止动件58相对，反向止动件58刚性地连接至支撑件32，由此刚性地连接至轮辋结构12。止动件56中的第一个止动件在第一接触位置中与面对第一个止动件的反向止动件58接触，以限制支撑件32相对于轮辋结构23的、在第一平移方向上平行于滑动轴线200的平移运动。以类似的方式，在第二接触位置中，止动件56中的第二个止动件与面对第二个止动件的反向止动件58接触，以限制支撑件32相对于轮辋结构12的、在与第一平移方向相反的第二平移方向上平行于滑动轴线200的平移运动。
在每个接触位置中，所讨论的止动件56与对应的反向止动件58之间的接触区Z(在图2中指示)被定位在滑动球接头42之间的大致一半处。给出的想法是，每个接触区Z的中心优选地位于距包含滑动轴线的平面P小于10cm处，并且优选地位于距两个滑动轴线200之间的中间对称平面S小于10cm处。
在每个支撑件32与止动装置54相关联的这种实施例中，可以提供将两个支撑件32、止动件56和反向止动件58中的至少一者布置成使得第一接触位置与第二接触位置不重合，如图5所示；换言之，使得支撑件32可在第一接触位置与第二接触位置之间相对于板34平行于滑动轴线200平移几毫米。因此，对应的支撑件32相对于轮辋结构12、平行于滑动轴线200自由地平移移动，围绕垂直于包含滑动轴线并与轴承的旋转轴线100相切的平面P的假想枢转轴线300枢转，并围绕穿过滑动球接头42的旋转中心的假想倾斜轴线400枢转。
对于另一个支撑件32，第一接触位置和第二接触位置优选地重合，如图6所示，使得支撑件32相对于轮辋结构12的任何平移都被阻止。
滑动球接头42使得可以校正对准误差，特别是校正在两个轴承20之间的对准误差，以减少设备的冗余度并且使机械应力最小化。止动装置54进而使得能够将座舱14的轴向间隙限制到补偿对准误差所需的间隙，并且可以吸收例如由于风引起的轴向应力。
每个止动装置54可以根据需要通过增加或减少、或实际上消除对应的轴向间隙来调节。
根据未示出的变体，两个支撑件32中的仅一个支撑件通过滑动球接头42连接至轮辋结构，另一个支撑件32不具有自由度。
根据另一变体，引导结构16配备有单个板，以用于确保两个支撑件32到轮辋结构12的连接。

Claims (15)

1.一种摩天轮设备(10)，包括：轮辋结构(12)和至少一个座舱(14)，所述轮辋结构(12)是能够围绕水平回转轴线旋转的，所述至少一个座舱(14)借助于引导结构(16)连接至所述轮辋结构(12)，所述引导结构(16)包括限定旋转轴线(100)的至少一个轴承(20)，所述轴承包括至少两个相对的滚道(26、28)，所述滚道(26、28)相对于彼此被引导以围绕所述轴承(20)的旋转轴线(100)旋转，所述两个滚道中的第一滚道(26)刚性地连接至所述座舱(14)，并且所述两个滚道中的第二滚道(28)刚性地连接至支撑件(32)，其特征在于，所述支撑件(20)通过具有彼此平行且彼此远离的滑动轴线(200)的两个滑动球接头(42)连接至所述轮辋结构(12)。
2.根据权利要求1所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，在中间参考位置中，所述轴承(20)的旋转轴线(100)平行于所述滑动球接头(42)的滑动轴线(200)。
3.根据权利要求2所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，在所述中间参考位置中，所述轴承(20)的旋转轴线(100)与所述滑动轴线(200)等距。
4.根据前述权利要求中任一项所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述引导结构(16)包括止动装置(54)，所述止动装置(54)包括至少一个第一止动件(56)，所述至少一个第一止动件(56)刚性地连接至所述轮辋结构(12)、并与刚性地连接至所述轴承(20)的第一反向止动件(58)相对，所述第一止动件(56)和所述第一反向止动件(58)在第一接触位置中根据第一接触区(Z)相接触，以限制所述轴承(20)相对于所述轮辋结构(12)的、在第一平移方向上平行于所述滑动轴线(200)的平移运动。
5.根据权利要求4所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述第一接触区(Z)具有中心，所述中心位于距包含所述滑动轴线(200)的平面(P)小于10cm处，和/或位于距所述两个所述滑动轴线(200)之间的中间平面(S)小于10cm处。
6.根据权利要求4或5所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述止动装置包括至少一个第二止动件(56)，所述至少一个第二止动件(56)刚性地连接至所述轮辋结构(12)、并与刚性地连接至所述轴承(20)的第二反向止动件(58)相对，所述第二止动件(56)和所述第二反向止动件(58)在第二接触位置中相接触，以限制所述轴承(20)相对于所述轮辋结构(12)的、在与所述第一平移方向相反的第二平移方向上平行于所述滑动轴(200)的平移运动。
7.根据权利要求6所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述止动装置(54)允许所述轴承(20)相对于所述轮辋结构(12)的、平行于所述轴承的旋转轴线(100)的轴向平移，所述止动装置(54)在所述第一接触位置与所述第二接触位置之间具有轴向间隙。
8.根据权利要求6所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述第一接触位置与所述第二接触位置重合，所述止动装置(54)阻止所述轴承(20)相对于所述轮辋结构(12)的、平行于所述轴承的旋转轴线(100)的任何轴向平移。
9.根据前述权利要求中任一项所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述引导结构(16)包括限定旋转轴线(100)的至少一个附加轴承(20)，所述至少一个附加轴承(20)与所述轴承(20)的距离在平行于所述轴承的旋转轴线(100)情况下测得大于1米，所述附加轴承(20)包括至少两个附加的相对滚道，所述至少两个附加的相对滚道相对于彼此被引导，以围绕所述附加轴承的旋转轴线旋转，所述两个附加滚道中的第一附加滚道刚性地连接至所述座舱(14)，并且所述两个附加滚道中的第二附加滚道刚性地连接至支撑件(32)，所述支撑件(32)通过附加滑动球接头连接至所述轮辋结构。
10.根据权利要求9所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述附加轴承(20)通过两个附加滑动球接头(42)连接至所述轮辋结构(12)，所述两个附加滑动球接头(42)具有彼此平行且彼此间隔开的滑动轴线(200)。
11.根据权利要求10所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述两个附加滑动球接头(42)的滑动轴线(200)平行于所述附加轴承(20)的旋转轴线(100)。
12.根据权利要求10至11中任一项所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述引导结构(16)包括附加止动装置(54)，所述附加止动装置(54)包括至少一个第一附加止动件(56)，所述至少一个第一附加止动件(56)刚性地连接至所述轮辋结构(12)、并与刚性地连接至所述附加轴承(20)的第一附加反向止动件(58)相对，所述第一附加止动件(56)和所述第一附加反向止动件(58)在第一接触位置中相接触，以限制所述附加轴承(20)相对于所述轮辋结构(12)的、在第一平移方向上平行于所述滑动轴线(200)的平移运动。
13.根据权利要求12所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述附加止动装置(54)允许所述附加轴承(20)相对于所述轮辋结构(12)的、平行于所述附加轴承(20)的旋转轴线(100)的轴向平移。
14.根据权利要求12所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述附加止动装置(54)阻止所述附加轴承(20)相对于所述轮辋结构(12)的、平行于所述附加轴承(20)的旋转轴线(100)的任何轴向平移。
15.根据前述权利要求中任一项所述的摩天轮设备(10)，其特征在于，所述轴承(20)具有的节圆直径大于1.5米，优选大于2米。
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