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Die
Erfindung betrifft ein Fahrgeschäft
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Es
sind Fahrgeschäfte
bekannt, bei denen die Führungen
durch Gleise gebildet sind, auf denen Wagen fahren, die Sitzplätze für Fahrgäste aufweisen.
Bei solchen Fahrgeschäften
ist die Bewegung der Wagen durch den Verlauf der Führungen
vorgegeben.
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Sollen
die Wagen komplizierte Bewegungen ausführen, ist es bekannt, die Wagen
beispielsweise auf einer Taumelscheibe um eine Achse rotierend vorzusehen.
Durch die Überlagerung
der Taumelbewegung der Scheibe und der Drehbewegung der Wagen auf
der Taumelscheibe werden unterschiedlichste Bewegungen der Wagen
erreicht. Solche Fahrgeschäfte
sind jedoch aufwändig
und dementsprechend teuer.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Fahrgeschäft so auszubilden, dass
die Wagen bei ihrer Fahrt unterschiedlichste Bewegungen und/oder
Geschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen ausführen können.
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Diese
Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Fahrgeschäft erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Beim
erfindungsgemäßen Fahrgeschäft sind die
Wagen über
die drei Arme mit den Antrieben gelenkig verbunden, die unabhängig voneinander
längs jeweils
einer Führung
verfahrbar sind. Aufgrund der gelenkigen Anbindung der Wagen an
die Arme ist es möglich,
die Wagen in die unterschiedlichsten Lagen bzw. Orientierungen zu
bringen. Dies ist einfach dadurch möglich, dass die Antriebe unabhängig voneinander
längs der
Führungen
verfahren werden können.
Die Fahrgeschwindigkeit der Antriebe lässt sich so aufeinander abstimmen,
dass die Wagen die gewünschten
Positionen bzw. Orientierungen während der
Fahrt einnehmen. Auch kann die Fahrgeschwindigkeit der Antriebe
eingestellt werden, auch unabhängig
voneinander, so dass die Wagen in jeder Lage bzw. Orientierung mit
unterschiedlichsten Geschwindigkeiten verfahren werden können.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Führungen
vertikale Säulen,
längs derer
die Wagen in Vertikalrichtung verfahren werden können. Hierbei ist es beispielsweise
möglich,
die Wagen beim Hochfahren zunächst
zu beschleunigen. Nach einer Bewegungsumkehr der Wagen werden sie
für eine
bestimmte Zeit so beschleunigt, dass für die Fahrgäste in den Wagen ein schwereloser
Zustand auftritt. Mit dem Fahrgeschäft lässt sich somit der schwerelose
Zustand simulieren, wie er bislang nur bei Flugzeugen erreichbar
ist, die aus großer
Höhe mit
einer entsprechend hohen Geschwindigkeit nach unten fliegen. Der
Einsatz solcher Flugzeuge ist mit einem sehr hohen Kostenaufwand
verbunden. Beim erfindungsgemäßen Fahrgeschäft kann
dieser schwerelose Zustand problemlos erreicht werden, ohne dass
hierfür
eine konstruktiv aufwändige
und teure Einrichtung erforderlich wäre.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die
Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrgeschäftes,
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2 eine
andere Ansicht des Fahrgeschäftes
gemäß 1,
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3 eine
Draufsicht auf das erfindungsgemäße Fahrgeschäft,
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4 in
vergrößerter Darstellung
einen längs
dreier Säulen
in Höhenrichtung
verfahrbaren Wagen des erfindungsgemäßen Fahrgeschäftes,
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5 bis 7 den
Bewegungsablauf des Wagens bei Erreichen des oberen Endes von Säulen des
erfindungsgemäßen Fahrgeschäftes,
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8 in
einem Diagramm die Beschleunigung des Wagens, aufgetragen über die
Zeit.
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Das
Fahrgeschäft
hat drei vertikale Säulen 1, die
mit Abstand parallel zueinander verlaufen und zwischen denen ein
Wagen in Höhenrichtung
verfahrbar ist. Der Wagen 2 hat einen Tragkörper 3,
auf dem Sitze 4 befestigt sind. Im Ausführungsbeispiel sind vier Sitzreihen
vorgesehen, die jeweils drei Sitze 4 aufweisen. Jede Sitzreihe
ist zum Schutz der Fahrgäste
jeweils mit einem Überrollbügel 5 versehen.
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Der
Wagen 2 kann längs
der Säulen 1 in noch
zu beschreibender Weise verfahren werden. Jede Säule 1 ist hierzu mit
einer Schiene 6 versehen (3), die
sich über
die Länge
der Säulen 1 erstreckt
und längs
der jeweils zwei Antriebe 7, 8 verfahrbar sind.
An den jeweils oberen Antrieben 7 ist jeweils das obere
Ende eines Armes 9 angelenkt. Das untere Ende der Arme 9 ist
um eine horizontale Achse 11 gelenkig mit einem Arm 10 ver bunden.
Sein unteres Ende ist gelenkig mit dem unteren Antrieb 8 verbunden,
während
sein oberes Ende an der Unterseite des Tragkörpers 3 des Wagens 2 angelenkt
ist. Die Arme 9, 10 sind längenunveränderlich. Zusammen mit den
Antrieben 7, 8 bilden sie sogenannte λ-Antriebe 12,
mit denen der Wagen 2 längs
der Säulen 1 verfahren
werden kann.
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Die
Arme 9, 10 sind jeweils um eine horizontale Achse 13, 14 schwenkbar
mit den Antrieben 7, 8 verbunden. Die Schwenkachsen 13, 14 liegen
parallel zueinander und zur Schwenkachse 11, mit der die Arme 9 an
den Armen 10 angelenkt sind. Im Bereich der Anlenkung der
Arme 9 sind die Arme 10 vorteilhaft abgeflacht.
Die Arme 9 umgreifen diesen abgeflachten Teil mit einer
Gabel 15, die um eine in Längsrichtung des Armes 9 sich
erstreckende Achse 16 drehbar gelagert ist.
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Am
oberen Ende ist der Arm 9 mit einer weiteren Gabel 17 versehen
(3), die um eine in Längsrichtung des Armes 9 sich
erstreckende Achse 18 drehbar gelagert ist. Die Schenkel
der Gabel 17 werden von einer Achse 19 durchsetzt,
die sich senkrecht zur Schwenkachse 13 erstreckt und um
die der Arm 9 schwenkbar ist. Die Achse 19 ist
in einem Lagerkörper 20 angeordnet,
der drehbar auf der Schwenkachse 13 gelagert ist.
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Auf
diese Weise können
die Arme 9 um die Schwenkachsen 13 sowie die Schwenkachsen 19 gegenüber dem
Antrieb 6 schwenken. Außerdem ermöglichen die Gabeln 17,
dass die Arme 9 um die senkrecht zu den Schwenkachsen 13, 19 liegenden Achsen 18 gedreht
werden können.
Da die Arme 9 auch um die Achsen 16 gegenüber den
Gabeln 15 drehbar sind, können die Arme 9 bei
der Fahrt des Wagens 2 in die erforderlichen Lagen verstellt
werden. 3 zeigt bei einer bestimmten
Stellung des Wagens 2 die unterschiedlichen Lagen der drei
Arme 9, die sich aufgrund der in 3 dargestellten
Lage und Positionierung des Wagens 2 ergibt.
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Die
Arme 10 sind wie die Arme 9 an den Antrieben 8 sowie
am Tragkörper 3 um
mehrere Achsen verstellbar angelenkt. Am unteren Ende sind die Arme 10 mit
einer Gabel 21 versehen, die um eine in Längsrichtung
des Armes 10 liegende Achse 22 drehbar im Arm 10 gelagert
ist. Die Gabel 21 sitzt auf einer Achse 23, welche
die Gabelschenkel durchsetzt und die in einem Lagerkörper 24 gehalten
ist, der auf der Schwenkachse 14 drehbar gelagert ist. Am
oberen Ende ist jeder Arm 10 mit einer Gabel 25 versehen,
die um eine in Längsrichtung
des Armes 10 sich erstreckende Achse 26 drehbar
im Arm 10 gelagert ist. Die Gabelschenkel werden von einer Achse 27 durchsetzt,
die in einem Lagerkörper 28 angeordnet
ist, der auf einer Schwenkachse 29 drehbar gelagert ist.
Die beiden Schwenkachsen 27, 29 liegen wie die
Schwenkachsen 14, 23 am unteren Ende der Arme 10 senkrecht
zueinander. Die Schwenkachsen 29 sind in den Schenkeln
jeweils eines U-förmigen
Bügels 30 befestigt,
der an der Unterseite des Tragkörpers 3 des
Wagens 2 vorgesehen ist. Wie sich aus 3 ergibt,
liegen zwei Bügel
an einander gegenüberliegenden
Längsseiten 31, 32 benachbart zu
einer Schmalseite 33 des Wagens 2. Ein dritter Bügel liegt
nahe benachbart zur gegenüberliegenden Schmalseite 34 mit
geringem Abstand zur Längsseite 32 des
Wagens 2. Aufgrund der beschriebenen Gelenkverbindung der
Arme 10 mit den Bügeln 30 können die
Arme 10 beim Verfahren des Wagens 2 längs der
Säulen 1 jede
erforderliche Lage bezüglich
des Wagens 2 sowie des Antriebes 8 einnehmen.
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Die
beiden Antriebe 7, 8 jeder Säule 1 können unabhängig voneinander
längs der
Säulen 1 verfahren
werden, soweit dies die Gelenkverbindung zwischen den Armen 9 und 10 zulässt. Die
beiden Antriebe 7, 8 können auch gemeinsam längs der Säulen 1 verfahren
werden. Da die Antriebe 7, 8 jeder Säule 1 unabhängig voneinander
angesteuert werden können,
kann der Wagen 2 beim Verfahren längs der Säulen 1 in unterschiedlichste
Lagen gebracht werden. Die 5 bis 7 zeigen
beispielhaft verschiedene Stellungen des Wagens 2 kurz
vor Erreichen des oberen Endes der Säulen 1 (5), bei
Erreichen des oberen Endes der Säulen 1 (6) und
beim Abwärtsfahren
kurz nach Erreichen des oberen Endes der Säulen 1 (7).
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
werden die Antriebe 7, 8 so gesteuert, dass der
Wagen 2 in eine steil aufwärts gerichtete Lage gelangt.
Es ist selbstver ständlich
auch möglich,
die Antriebe 7, 8 so zu steuern, dass der Wagen 2 beim
Hochfahren längs
der Säulen 1 beispielsweise
eine horizontale oder eine weniger geneigte Lage einnimmt. Sobald
sich der Wagen 2 dem oberen Ende der Säulen 1 nähert, werden
die in den 5 bis 7 rechts
liegenden beiden Antriebe 7, 8 angehalten, während die
Antriebe 7, 8 der linken Säule 1 weiter aufwärts verfahren
werden. Da die beiden gegenüberliegenden
Antriebe stillstehen, gelangt der Wagen 2 aus der schräg aufwärts geneigten Lage
in eine horizontale Lage (6). In dieser
Lage haben die oberen Antriebe 7 der Säulen 1 ihre obere Endlage
erreicht. Nunmehr bleiben die Antriebe 7, 8 der
linken Säule 1 in
ihrer oberen Endlage, während die
gegenüberliegenden
beiden Antriebe 7, 8 längs ihrer Säulen 1 nach unten
gefahren werden. Dies führt
dazu, dass der Wagen 2 in eine nach unten geneigte Lage
gelangt. Der Neigungswinkel bestimmt sich danach, wann die Antriebe 7, 8 der
linken Säule 1 ebenfalls
nach unten gefahren werden.
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Am
unteren Ende der Säulen 1 erfolgt
dann eine entsprechende Umkehrung der Verfahrrichtung der Antriebe 7, 8 in
den drei Säulen 1,
so dass der Wagen 2 über
eine horizontale Zwischenlage wieder in die schräg aufwärts gerichtete Lage gemäß 5 gelangt.
In der unteren Endlage können
die Antriebe 7, 8 angehalten werden, wenn der
Wagen 2 seine horizontale Lage einnimmt. Dann können die
Fahrgäste aus
dem Wagen 2 aussteigen bzw. in den Wagen einsteigen.
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Im
beschriebenen beispielhaften Ablauf werden die Antriebe 7, 8 der
beiden rechten Säulen 1 gemäß den 5 bis 7 gleich
angetrieben, so dass der Wagen 2 in der geneigten Lage
translatorisch hochgefahren bzw. nach unten gefahren wird. Die Antriebe 7, 8 der
beiden rechten Säulen 1 können aber
auch unterschiedlich zueinander längs der Säulen verfahren werden, so dass
der Wagen 2 nicht nur aufwärts, sondern auch seitwärts geneigt
wird. Durch das Zusammenspiel aller Antriebe 7, 8 der
drei Säulen 1 lässt sich
der Wagen 2 in die unterschiedlichsten Positionen während der
Fahrt bringen. Es ist sogar möglich,
die Lage des Wagens 2 während
der Fahrt beispielsweise stetig zu ändern, indem abwechselnd einer
oder zwei Antriebe längs
ihrer Säulen
in wechselnden Geschwindigkeiten verfahren werden.
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Die
Antriebe 7, 8 können Linearmotoren sein, mit
denen eine zuverlässige
Betriebsweise des Fahrgeschäftes
gewährleistet
ist. Zum Verfahren des Wagens 2 können auch Kugelrollspindeln
oder Seilzüge
verwendet werden, die mit längs
der Schienen 6 der Säulen 1 verfahrbaren
Antriebsteilen verbunden sind.
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Anstelle
der λ-Antriebe 12 können beispielsweise
auch Kniehebelgelenke oder auch gerade Stäbe eingesetzt werden, die am
Wagen 2 angreifen. Auch bei diesen alternativen Anbindungen
des Wagens 2 an die Antriebe ist sichergestellt, dass der
Wagen 2 in unterschiedlichste Positionen und Orientierungen
gebracht werden kann.
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Beim
beschriebenen Ausführungsbeispiel können sechs
Freiheitsgrade für
den Wagen 2 beliebig eingestellt werden, so dass die Position
und die Orientierung des Wagens 2 unabhängig voneinander eingestellt
werden können.
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Mit
den Antrieben 7, 8 können sehr hohe Beschleunigungen
erzielt werden. Zur Sicherheit der Fahrgäste wird die Beschleunigung
beschränkt.
Sie ist beispielsweise nicht größer als
2 g.
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Anhand
von 8 wird beispielhaft eine Beschleunigungs- und
Bremsphase des Wagens 2 erläutert. Zunächst befindet sich der Wagen 2 in
der unteren Stellung, in der die Fahrgäste in den Wagen 2 einsteigen
bzw. aus ihm aussteigen können.
Nunmehr wird der Wagen 2 bis zum Zeitpunkt t1 beschleunigt.
Diese Beschleunigungsphase kann zum Beispiel über das erste Drittel der Höhe der Säulen 1 erfolgen.
Es kann aber auch nahezu die gesamte Höhe der Säulen 1 für die Beschleunigung
ausgenutzt werden. Anschließend
bewegt sich der Wagen 2 mit hoher Beschleunigung längs der
Säulen 1 nach unten.
Bis zum Zeitpunkt t2 tritt eine Schwerelosigkeitsphase
auf, da der Wagen 2 mit sehr hoher Geschwindigkeit und
Beschleunigung abwärts
bewegt wird. Je nach Höhe
der Säulen 1 kann
diese schwerelose Phase unterschiedlich lang sein. Zum Zeitpunkt
t2 wird der Wagen abgebremst, so dass er
mit nur noch geringer Geschwindigkeit in seine untere Endlage gelangt.
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Die
Säulen 1 können beispielsweise
eine Höhe
von 20 bis 30 m haben, so dass eine ausreichend lange schwerelose
Phase t2 – t1 erreicht
werden kann.
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Es
ist in einer Weiterbildung möglich,
dass die Fahrgäste
im Wagen 2 beispielsweise mit einem Joystick oder dergleichen
die Drehung bzw. Neigung des Wagens 2 selbst beeinflussen
können.
Mit Hilfe dieses Joysticks können
sie beispielsweise die Geschwindigkeit der Antriebe 7, 8 der
einzelnen Säulen 1 verändern, so
dass der Wagen 2 entsprechend dem Wunsch der Fahrgäste verstellt
wird. Mit dem Joystick können
sie beispielsweise auch die Fahrgeschwindigkeit verändern, beispielsweise
wenn eine schwerelose Phase nicht gewünscht wird. In diesem Falle
kann der Wagen 2 mit nur geringer Geschwindigkeit längs der
Säulen 1 verfahren
werden, wobei eine Änderung
der Neigung des Wagens 2 nicht unbedingt erforderlich ist.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, dass die Fahrgäste mit
dem Wagen 2 bis in die obere Endstellung fahren (6)
und in dieser oberen Endstellung mit Hilfe eines Joysticks oder
dergleichen versuchen, den Wagen 2 bei laufenden Antrieben 7, 8 in
einem bestimmen Zielbereich zu halten. Zu diesem Zweck müssen die
Antriebe 7, 8 in den drei Säulen 1 so mittels
des Joysticks gesteuert werden, dass der Wagen 2 in der
oberen Stellung verbleibt. Gelingt es den Fahrgästen nicht, den Wagen 2 im
Zielbereich auf diese Weise zu halten, wird er mittels der Antriebe 7, 8 wieder
längs der
Säulen 1 nach unten
gefahren, wobei diese Abwärtsbewegung
mit oder ohne Beschleunigung erfolgen kann.
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Bei
Einsatz des beispielhaft beschriebenen Joysticks sind die Antriebe 7, 8 selbstverständlich so ausgebildet,
dass sie die vom Joystick ausgesandten Signale, die vorzugsweise
drahtlos übertragen
werden, empfangen und auswerten können.
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Anstelle
der Säulen 1 ist
es auch möglich, den
Wagen 2 längs
Bahnen zu verfahren, die aus mindestens drei parallel zueinander
liegenden Führungen
bestehen. Solche Bahnen können
beispielsweise Teil einer Achterbahn sein, längs der der Wagen 2 in
der beschriebenen Weise mit den Antrieben 7, 8 verfahren
werden kann. Die Antriebe 7, 8 sind in diesem
Falle so ausgebildet, dass sie sich nicht von den Führungen
lösen können. Beispielsweise
können
die Antriebe Stützrollen
haben, die so an den Führungen
ablaufen, dass die Antriebe nicht von den Führungen abfallen können. Während der
Fahrt des Wagens 2 längs
der Bahnen kann die Neigung des Wagens 2 in der beschriebenen
Weise bei Bedarf variiert werden. Auch ist es möglich, die Fahrgeschwindigkeit
zu variieren. Die Fahrgäste
im Wagen 2 können
beispielsweise mittels eines Joysticks und dergleichen vorteilhaft
die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Neigung des Wagens 2 während der Fahrt
verändern.