DE102014101007B3

DE102014101007B3 - Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs, schienengebundenes Fahrgeschäft mit einer solchen Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102014101007B3
Application number: DE102014101007.8A
Authority: DE
Inventors: Frank Somik; Dennis Gordt
Original assignee: Mack Rides GmbH and Co KG
Current assignee: Mack Rides IP GmbH and Co KG
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: CA2931103C; PL3099390T3; DK3099390T3; JP2017511736A; DE102014101007B8; US10196077B2; JP6392894B2; EP3099390B1; EP3099390A1; HK1231428A1; WO2015113657A1; CA2931103A1; CN105939764B; CN105939764A; US20160288809A1; AU2014381043A1; ES2712801T3; AU2014381043B2

Abstract

Bereitgestellt wird eine Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs mit einem Zuführschienenstrang (101), einem Abführschienenstrang (103, 104) und einem Verbindungsschienenstrang (102), der durch eine Bewegung, die mindestens eine Rotationsbewegung um eine Achse (A) der Rotationsbewegung herum umfasst, aus einer ersten Position (p1, p2), in der der Verbindungsschienenstrang (102) so relativ zum Zuführschienenstrang (101) angeordnet ist, dass das schienengebundene Fahrzeug auf den Verbindungsschienenstrang (102) auffahren kann, in eine zweite Position (p3, p4), in der der Verbindungsschienenstrang (102) so relativ zum Abführschienenstrang (103, 104) angeordnet ist, dass das Fahrzeug auf den Abführschienenstrang (103, 104) auffahren kann, bewegbar ist, bei der der Verbindungsschienenstrang (102) so bewegbar ist, dass die Bewegung des Verbindungsschienenstrangs (102) aus der ersten Position (p1, p2) in die zweite Position (p3, p4) ferner mindestens eine der Rotationsbewegung überlagerte Translationsbewegung des Verbindungsschienenstrangs (102) in einer zu der Achse (A) der Rotationsbewegung parallelen Richtung umfasst, ein schienengebundenes Fahrgeschäft mit einer solchen Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.

Description

Schienengebundene Fahrgeschäfte, insbesondere Achterbahnen, gehören zu den beliebtesten Attraktionen in Vergnügungsparks, auf Volksfesten und bei Kirmessen. Besonders positiv auf das bei der Benutzung derartiger Fahrgeschäfte empfundene Vergnügen wirken sich Effekte aus, die den Nervenkitzel steigern, wozu insbesondere beiträgt, wenn eine dann nicht eintretende Gefahrensituation suggeriert wird. Neben steilen Abfahrten und Fallstrecken, engen Kurven, die das Gefühl hervorrufen, das das Fahrzeug aus der Kurve getragen wird und Effekten, die vermeintlich unvermeidbare Kollisionen suggerieren, sind hier insbesondere auch plötzliche und unerwartete Fahrtrichtungsänderungen zu nennen, weshalb bereits eine Vielzahl von Vorrichtungen zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs entwickelt wurden.
Beispielsweise ist aus der DE 42 00 567 A1 eine Drehvorrichtung für solche Fahrzeuge mit einem Zuführschienenstrang und einem Abführschienenstrang, die in einer Ebene liegen, und mit einem um eine senkrecht zu der durch die Lage von Zuführschienenstrang und Abführschienenstrang definierten Ebene stehende Achse drehbaren Verbindungsschienenstrang bekannt, aus der DE 101 35 365 eine Achterbahn, bei der ein als Wippe ausgebildeter Verbindungsschienenstrang einen Übergang von einem Zuführschienenstrang mit Steigung zu einem Abführschienenstrang mit Gefälle ausbildet bekannt und aus der DE 101 35 368 A1 eine Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs, bei der zusätzlich zu einer Dreh- oder Kippbewegung, wie sie in den beiden erstgenannten Druckschriften offenbart ist, ein Anheben oder Absenken des Verbindungsschienenstrangs erfolgt, bekannt.
Aus der WO 00/34100 ist eine Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs mit einem Zuführschienenstrang, einem Abführschienenstrang und einem Verbindungsschienenstrang bekannt, bei der der Verbindungsschienenstrang durch eine Bewegung, die mindestens eine Rotationsbewegung um eine Achse der Rotationsbewegung herum umfasst, auf einer ersten Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Zuführschienenstrang angeordnet ist, dass das schienengebundene Fahrzeug auf den Verbindungsschienenstrang auffahren kann, in eine zweite Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Abführschienenstrang angeordnet ist, dass das Fahrzeug auf den Abführschienenstrang auffahren kann, bewegbar ist, bei der die Rotationsbewegung erst nach internen Rotationsbewegungen des Verbindungsschienenstranges in einer zur Achse der Rotationsbewegung parallelen Richtung durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs bereitzustellen, die das Vergnügen an und den Nervenkitzel bei der Benutzung eines Fahrgeschäfts mit schienengebundenen Fahrzeugen weiter steigert. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein schienengebundenes Fahrgeschäft mit einer Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 15 und ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs weist (mindestens) einen Zuführschienenstrang, (mindestens) einen Abführschienenstrang und einen Verbindungsschienenstrang, der durch eine Bewegung, die mindestens eine Rotationsbewegung um eine Achse der Rotationsbewegung herum, d. h. eine Drehung um die Achse der Rotationsbewegung um einen Drehwinkel, der insbesondere auch kleiner als 360° sein kann, umfasst, aus einer ersten Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Zuführschienenstrang angeordnet ist, dass das schienengebundene Fahrzeug auf den Verbindungsschienenstrang auffahren kann, in eine zweite Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Abführschienenstrang angeordnet ist, dass das Fahrzeug auf den Abführschienenstrang auffahren kann, bewegbar ist, auf. Dabei umfasst der Begriff „Rotationsbewegung” im Sinne dieser Patentschrift sowohl Drehbewegungen um eine Achse herum, bei denen der Abstand zur Achse gleich bleibt als auch solche, bei denen sich der Abstand zur Achse ändert, so dass in der Ebene senkrecht zur Drehachse sowohl eine Kreisbewegung als auch eine spiralförmige oder elliptische Bewegung erfolgen kann.
Wenn nachfolgend im Interesse einer knappen Formulierung von der ersten Position bzw. der zweiten Position des Verbindungsschienenstrangs die Rede ist, sind damit stets die erste Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Zuführschienenstrang angeordnet ist, dass das schienengebundene Fahrzeug auf den Verbindungsschienenstrang auffahren kann bzw. die zweite Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Abführschienenstrang angeordnet ist, dass das Fahrzeug auf das Abführschienenstrang auffahren kann, bewegbar ist, gemeint.
Angemerkt sei an dieser Stelle noch, dass es auf die exakte Art der Schiene nicht ankommt. Die Erfindung kann nicht nur mit gleisartigen Schienenkonstruktionen realisiert werden, sondern beispielsweise auch mit Einschienensystemen, Magnetschienen oder Luftschienen.
Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Verbindungsschienenstrang so bewegbar ist, dass die Bewegung des Verbindungsstücks aus der ersten Position in die zweite Position ferner mindestens eine der Rotationsbewegung überlagerte Translationsbewegung des Verbindungsschienenstrangs in einer zu der Achse der Rotationsbewegung parallelen Richtung, insbesondere ein Senken des Verbindungsschienenstrangs, umfasst. Insbesondere kann eine Drehfallweiche realisiert werden, bei der eine Fallbewegung der Rotationsbewegung überlagert wird, um den Nervenkitzel bei der Benutzung des Fahrgeschäfts einerseits durch Spiel mit der Furcht des Benutzers vor (freiem) Fall und andererseits dadurch, dass bei solchen Bewegungen schwieriger vorherzusagen ist, wohin die Fahrt weitergeht, noch weiter zu steigern.
Technisch kann ein solches Heben oder Senken des Verbindungsschienenstrangs beispielsweise so realisiert werden, dass der Verbindungsschienenstrang mit einem hydraulischen oder mechanischen Hebewerk angehoben wird. Wie weiter unten ausführlich erläutert wird, ist insbesondere das Senken des Verbindungsschienenstrangs aber auch ohne einen Antrieb möglich. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Senken des Verbindungsschienenstrangs im freien Fall erfolgt.
Insbesondere kann eine solche Überlagerung von Bewegungen zu einer schraubenförmigen Bewegung führen.
Besonders bevorzugt ist es ferner, wenn die Translationsbewegung als Fallbewegung ausgestaltet ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Bewegung des Verbindungsschienenstrangs so angetrieben und/oder so gesteuert, dass der Verbindungsschienenstrang sich auf dem Weg von der ersten Position zur zweiten Position mindestens einmal an der zweiten Position vorbeibewegt, was insbesondere dann der Fall ist, wenn die Rotation zunächst in eine Richtung weiter als bis zu der zweiten Position erfolgt und dann in entgegengesetzter Richtung fortgesetzt wird. Wie insbesondere aus diesem Beispiel deutlich wird, ist als Weg des Verbindungsschienenstrangs somit die gesamte Strecke zu verstehen, die der Verbindungsschienenstrang zurücklegt, ehe er die zweite Position endgültig erreicht hat und dort zur Ruhe gekommen ist, so dass das Fahrzeug zur Fortsetzung der Fahrt auf den Abführschienenstrang auffahren kann.
Das Fahrvergnügen wird hierbei nicht nur durch die damit verbundene Richtungsänderung erhöht, sondern auch dadurch, dass die sichere Erwartung, über den Abführschienenstrang die Fahrt fortzusetzen, zuerst getäuscht zu werden scheint und stattdessen scheinbar die Fahrt ins Nichts weiterführen könnte.
Die Alternativen „angetrieben” und „gesteuert” unterscheiden sich dabei dadurch, dass als angetriebene Bewegung eine angesehen wird, die durch einen zur Vorrichtung gehörenden Antrieb bewirkt wird. Wie weiter unten an einem Beispiel detaillierter beschrieben wird, kann aber unter Umständen auch potentielle Energie des Verbindungsschienenstrangs genutzt werden, um die Bewegung des Verbindungsschienenstrangs zu bewirken. In diesem Fall wird dann die Bewegung nur durch Führungsmittel (welche grundsätzlich auch bei einer angetriebenen Bewegung einsetzbar sind) gesteuert.
Weitere Steigerung des Fahrvergnügens wird durch Überlagerung weiterer Bewegungsfreiheitsgrade erzielt. Beispielsweise kann der Verbindungsschienenstrang in eine Taumelbewegung versetzt werden, oder die Drehachse kann exzentrisch angeordnet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann der Verbindungsschienenstrang auch noch so bewegbar sein, dass die Bewegung des Verbindungsschienenstrangs aus der ersten Position in die zweite Position ferner mindestens eine der Rotationsbewegung überlagerte Translationsbewegung eines Endes des Verbindungsschienenstrangs in einer zu der Achse der Rotationsbewegung parallelen Richtung und eine entgegengesetzte Translationsbewegung des anderen Endes des Verbindungsschienenstrangs, somit also insgesamt eine Kippbewegung des Verbindungsschienenstrangs, umfasst. Eine derartige Beweglichkeit ermöglicht es beispielsweise, in der ersten Position das schienengebundene Fahrzeug im Wesentlichen parallel zum Erdboden auf den Verbindungsschienenstrang aufzufahren zu lassen und dann in der zweiten Position direkt in eine Schussfahrt überzugehen. Dies ist beispielsweise durch das Vorsehen eines entsprechenden Gelenks am Verbindungsschienenstrang realisierbar, wobei auch die Bewegung hinsichtlich dieses Freiheitsgrads durch einen separaten Antrieb oder durch Auferlegen von (mechanischen) Zwangsbedingungen realisierbar ist.
Eine das Fahrvergnügen noch weiter steigernde Maßnahme besteht darin, dass die Vorrichtung Mittel zur Erzeugung einer Schwingungsbewegung des Verbindungsschienenstrangs um die zweite Position herum aufweist. Dies kann beispielsweise durch die Ansteuerung eines Motors, der daraufhin die Drehrichtung entsprechend variiert, realisiert werden, aber auch durch mechanische Mittel.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Verbindungsschienenstrang auf einer Führungsschiene geführt ist, so dass der Verlauf der Führungsschiene eine Zwangskurve der Bewegung darstellt. Auf diese Weise kann bei durch Verwendung ihrer potentiellen Energie angetriebenen Systemen die Bahnkurve der Bewegung des Verbindungsschienenstrangs in gewünschter Weise beeinflusst werden. Ein weiterer Vorteil einer solchen Anordnung, der insbesondere bei angetriebenen Systemen auftritt liegt darin, dass lediglich ein Antrieb für die Rotationsbewegung vorgesehen werden muss, weil eine zusätzliche Hub- und/oder Kippbewegung dann einfach durch die Führung des Verbindungsschienenstrangs auf der Zwangskurve erzwungen werden kann, was in der Regel deutlich günstiger ist als ein synchron gesteuerter weiterer, z. B. hydraulischer, Antrieb für die Hub- oder Kippbewegung.
Realisiert werden kann eine solche Führung auf einer Führungsschiene insbesondere z. B. dadurch, dass Laufräder, eine Laufkatze oder ein Schlitten am Verbindungsschienenstrang angeordnet sind, die auf oder unter der Führungsschiene entlanglaufen. In manchen Ausführungsformen der Zwangskurve, insbesondere solchen, die eine zusätzliche Kippbewegung des Verbindungsschienenstrangs herbeiführen, ist es dabei zweckmäßig, wenn die Laufräder, die Laufkatze oder der Schlitten relativ zum Verbindungsschienenstrang verschiebbar angeordnet sind, um so die gewünschte Bewegung des Verbindungsschienenstrangs beim Lauf über die Zwangskurve zu ermöglichen.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Führungsschiene eine geschlossene Kurve im Raum beschreibt, weil dann der Verbindungsschienenstrang von der zweiten Position durch einfache Fortsetzung der Rotationsbewegung, die ihn aus der ersten Position in die zweite Position verbracht hat, in die erste Position zurückgeführt werden kann und ein zyklischer Betrieb ermöglicht wird.
In einer für eine Rotationsbewegung und eine mit dieser kombinierte Hub-Senkbewegung besonders bevorzugten Geometrie ist der Abstand der Führungsschiene von der Achse der Rotationsbewegung in alle Richtungen, die senkrecht zur Achse der Rotationsbewegung stehen, gleich. Dadurch, dass unterschiedliche Abschnitte der Führungsschiene in Richtung parallel zur Achse der Rotationsbewegung voneinander beabstandet sind, lässt sich durch die Führungsschiene auf einfache Weise auch eine Hub- und Senkbewegung des Verbindungsschienenstrangs hervorrufen.
In einer noch weiter detaillierten Ausgestaltung der Führungsschiene, weist die durch die Führungsschiene beschriebene Raumkurve in dem Abschnitt der Führungsschiene, an dem der Verbindungsschienenstrang geführt ist, wenn es sich an der zweiten Position befindet, ein Minimum, d. h. mindestens ein lokales, bevorzugt aber ein globales Minimum auf. Dies erlaubt es, bei einem Einbau der Vorrichtung in ein schienengebundenes Fahrgeschäft, der in einer Weise erfolgt, dass das Minimum einem Minimum der potentiellen Energie im Schwerefeld der Erde entspricht, durch Nutzung der auf den Verbindungsschienenstrangs wirkenden Erdanziehungskraft die Bewegung von der ersten Position in die zweite Position durchzuführen.
Um die bequeme Rückführung der Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs in die Ausgangsposition zu ermöglichen ist es sinnvoll, wenn ein Antrieb zum Verfahren des Verbindungsschienenstrangs aus der zweiten Position in die erste Position vorhanden ist.
Das erfindungsgemäße schienengebundene Fahrgeschäft, das insbesondere eine Achterbahn sein kann, zeichnet sich dadurch aus, dass sein Schienensystem eine Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem der vorstehenden Ansprüche umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform des schienengebundenen Fahrgeschäfts ist die Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs so eingebaut, dass an der ersten Position die potentielle Energie gegenüber dem Erdboden höher ist als an der zweiten Position. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die auftretende potentielle Energie an der ersten Position maximal und an der zweiten Position minimal ist.
Dies erlaubt es, die Vorrichtung als eine im Wesentlichen schwerkraftgetriebene Drehfallweiche zu betreiben. Dabei kann die erste Position, beispielsweise durch das Vorsehen einer entsprechend geformten Führungsschiene, als eine labile Gleichgewichtsposition ausgeführt sein, die beim Auffahren des Fahrzeugs auf den Verbindungsschienenstrang mit einem Haltemechanismus fixiert wird und nach dem Lösen des Haltemechanismus und/oder einem etwaigen Impulsübertrag, um das Verlassen der Gleichgewichtsposition zu bewirken, getrieben durch die Schwerkraft eine kombinierte Dreh-Fall-Bewegung auszuführen beginnt. Dementsprechend hat der Verbindungsschienenstrang zu dem Zeitpunkt, zu dem er sich das erste Mal an der zweiten Position befindet, eine kinetische Energie und setzt seine Bewegung zunächst an der zweiten Position vorbei fort.
Wenn an der zweiten Position ein (lokales oder globales) Minimum der potentiellen Energie vorliegt, wird im Verlauf der weiteren Bewegung des Verbindungsschienenstrangs dessen kinetische Energie wieder in potentielle Energie umgewandelt, bis dieser Umwandlungsprozess komplett ist. Daraufhin setzt sich der Verbindungsschienenstrang, getrieben von der potentiellen Energie, in die entgegengesetzte Richtung, also wieder zurück in Richtung auf die zweite Position, in Bewegung. Es entsteht somit eine Schwingungsbewegung des Verbindungsschienenstrangs um die zweite Position herum, die durch die Reibungsverluste der Lagerung des Verbindungsschienenstrangs gedämpft ist, sofern nicht der Verbindungsschienenstrang an der zweiten Position durch einen Fangmechanismus abgefangen wird.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass ein Schwingen des Verbindungsschienenstrangs um die zweite Position herum, wie es vorstehend beschrieben ist, keineswegs zwingend eine Führungsschiene mit der oben beschriebenen Formgebung voraussetzt. Beispielsweise kann alternativ ein den Verbindungsschienenstrang an der zweiten Position abfangendes, an Federn gelagertes Fangsystem vorgesehen sein. Die kinetische Energie des Verbindungsschienenstrangs an der zweiten Position wird dann in Federspannung, also potentielle Energie der Feder umgewandelt, die dann die Bewegungsrichtungsänderung zurück in Richtung auf die zweite Position bewirkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs mit einem Zuführschienenstrang, einem Abführschienenstrang und einem Verbindungsschienenstrang, der durch eine Rotationsbewegung und eine der Rotationsbewegung überlagerte Hub- oder Senkbewegung aus einer ersten Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Zuführschienenstrang angeordnet ist, dass das schienengebundene Fahrzeug auf den Verbindungsschienenstrang auffahren kann, in eine zweite Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Abführschienenstrang angeordnet ist, dass das Fahrzeug auf das Abführschienenstrang auffahren kann, bewegbar ist, weist zumindest die Schritte

– Bewegen des Verbindungsschienenstrangs in die erste Position,
– Zuführen des schienengebundenen Fahrzeugs über den Zuführschienenstrang auf den Verbindungsschienenstrang,
– Bewegen des Verbindungsschienenstrangs von der ersten Position in die zweite Position, und
– Abführen des schienengebundenen Fahrzeugs vom Verbindungsschienenstrang auf den Abführschienenstrang auf.

Erfindungswesentlich ist dabei, dass das Bewegen des Verbindungsschienenstrangs aus der ersten Position in die zweite Position mindestens eine Drehbewegung um eine Drehachse herum und eine der Drehbewegung überlagerte Translationsbewegung parallel zur Achse (A) der Drehbewegung umfasst. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Translationsbewegung eine Fallbewegung ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Bewegen des Verbindungsschienenstrangs von der ersten Position in die zweite Position so durchgeführt wird, dass der Verbindungsschienenstrang auf dem Weg von der ersten Position zur zweiten Position mindestens einmal an der zweiten Position vorbeigeführt wird. Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass das Bewegen des Verbindungsschienenstrangs von der ersten Position in die zweite Position in Form einer – insbesondere gedämpften – Schwingungsbewegung erfolgt, also als eine Bewegung, die zunächst an der zweiten Position vorbeiführt und dann mit vorzugsweise kleiner werdenden Maximalabständen zur zweiten Position um diese herum oszilliert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Bewegen des Verbindungsschienenstrangs durch die Wirkung der Schwerkraft bewirkt wird, da dadurch das Gefühl eines freien Falls verstärkt wird. In diesem Fall wird dann bevorzugt nur das Bewegen des Verbindungsschienenstrangs in die erste Position durch einen Motor oder Antrieb bewirkt.
Es ist aber auch möglich, eine sämtliche Bewegungen des Verbindungsschienenstrangs durch von einer entsprechend programmierten Steuerung kontrollierte Antriebe durchführen zu lassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die spezielle Ausführungsformen zeigen, exemplarisch erläutert. Es zeigt:
1a: eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs in einer ersten Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Zuführschienenstrang angeordnet ist, dass das (nicht dargestellte) schienengebundene Fahrzeug auf den Verbindungsschienenstrang auffahren kann,
1b: eine Aufsicht auf die Ausführungsform aus 1a in der in 1a dargestellten ersten Position,
1c: eine Seitenansicht der Ausführungsform aus 1a in einer zweiten Position, in der der Verbindungsschienenstrang so relativ zum Abführschienenstrang angeordnet ist, dass das nicht dargestellte Fahrzeug auf den Abführschienenstrang auffahren kann, und
1d: eine Aufsicht auf die Ausführungsform aus 1a in der in 1c dargestellten zweiten Position
Da in den 1a bis 1d jeweils dieselbe Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, werden dieselben Bezugszeichen verwendet. Um die Übersichtlichkeit der Figuren zu verbessern, wurden nicht alle Bezugszeichen in allen Figuren eingezeichnet. Wegen der Symmetrie des Ausführungsbeispiels gibt es jeweils zwei erste Positionen p1, p2 und zwei zweite Positionen p3, p4, die ein Auffahren erlauben. Wenn ein Verbindungsschienenstrang vorgesehen ist, der, beispielsweise als Folge der Ausgestaltung des Antriebsmechanismus für das nicht dargestellte Fahrzeug auf den Schienen, eine Bewegung des Fahrzeugs nur in eine Richtung erlaubt, gibt es in der Regel nur eine erste und eine zweite Position für einen gegebenen erwünschten Fahrtverlauf des Fahrzeugs.
1a zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung 100 zur Änderung der Fahrtrichtung eines nicht dargestellten schienengebundenen Fahrzeugs mit einem Zuführschienenstrang 101, einem Verbindungsschienenstrang 102 und Abführschienensträngen 103, 104. In der Darstellung gemäß 1a befindet sich der Verbindungsschienenstrang 102 in einer ersten Position p1 oder p2, in der er direkt an den Zuführschienenstrang 101 angrenzt, so dass das nicht dargestellte schienengebundene Fahrzeug vom Zuführschienenstrang 101 auf den Verbindungsschienenstrang 102 auffahren kann.
Das Vorsehen mehrerer Abführschienenstränge 103, 104 ermöglicht es, den Fahrtverlauf zu variieren und für den Benutzer des Fahrgeschäfts weniger vorhersehbar zu gestalten, was zu einer Steigerung des Fahrvergnügens beitragen kann. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, mehr als einen Zuführschienenstrang vorzusehen.
Die Vorrichtung 100 weist eine – in diesem Beispiel kreisförmig ausgeführte – Bodenplatte 105 auf. Im Mittelpunkt der kreisförmigen Bodenplatte 105 wird diese von einem relativ zur Bodenplatte 105 um eine Achse A drehbar gelagerten Hohlzylinder 106 durchsetzt, in dessen Innenraum eine Säule 107, die mit dem Verbindungsschienenstrang 102 verbunden ist und im Hohlzylinder 106 zumindest dann, wenn ein Antrieb aktiviert ist, bevorzugt aber auch ohne solchen, verschiebbar aber gegen Rotation um die Achse A gesichert geführt ist. Alternativ könnte auch auf eine drehbare Lagerung des Hohlzylinders 106 verzichtet werden und stattdessen die Säule 107 verschiebbar und drehbar um die Achse A ausgeführt werden.
Diese Anordnungen erlauben somit eine Rotationsbewegung des Verbindungsschienenstrangs 102 um die Achse A und eine dieser überlagerte Hub- oder Senkbewegung des Verbindungsschienenstrangs 102 in Richtung parallel zur Achse A.
1c zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung 100 aus 1a nach der Bewegung in eine zweite Position p3 oder p4, in der der Verbindungsschienenstrang 102 so relativ zum Abführschienenstrang 103, 104 angeordnet ist, dass das nicht dargestellte Fahrzeug auf den Abführschienenstrang 103, 104 auffahren kann. Um aus der ersten Position p1 in die zweite Position p2 zu gelangen, muss der Verbindungsschienenstrang 102 eine Rotationsbewegung des Verbindungsschienenstrangs 102 um die Achse A und eine dieser überlagerte Hub- oder Senkbewegung des Verbindungsschienenstrangs 102 in Richtung parallel zur Achse A ausführen. Dementsprechend überragt die Säule 107 in 1c im Gegensatz zu der Situation in 1a nicht mehr den Hohlzylinder 106, sondern ragt unten aus diesem heraus.
Falls als weiterer Bewegungsfreiheitsgrad des Verbindungsschienenstrangs 102 eine der Rotationsbewegung überlagerte Translationsbewegung eines Endes des Verbindungsschienenstrangs 102 in einer zu der Achse A der Rotationsbewegung parallelen Richtung und eine entgegengesetzte Translationsbewegung des anderen Endes des Verbindungsschienenstrangs 102 gewünscht ist, was allerdings in dem hier dargestellten Beispiel nicht der Fall ist, muss die Verbindung zwischen Säule 107 und Verbindungsschienenstrang 102 als Gelenk ausgeführt werden und es sollten auch Mittel zur Fixierung einer etwaig möglichen Translationsbewegung des gesamten Verbindungsschienenstrangs 102 parallel zu der Achse A der Rotationsbewegung vorgesehen werden.
Wie man weiter den 1a und 1c entnimmt, ist an der Bodenplatte 105 ist darüber hinaus eine Führungsschiene 108 angeordnet, die mit Streben 109 befestigt ist und auf der der Verbindungsschienenstrang 102 an beiden Enden mit Führungselementen 110 geführt ist. Die Führungselemente 110 können z. B. Laufräder, eine Laufkatze oder ein Schlitten sein.
Wie man besonders gut in 1b und 1d erkennen kann, beschreibt die Führungsschiene 108 eine geschlossene Kurve im Raum, die in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet ist, dass der Abstand der Führungsschiene 108 von der Achse A der Rotationsbewegung in allen Richtungen, die senkrecht zur Achse der Rotationsbewegung stehen, gleich ist. Dies ist allerdings nicht zwingend der Fall. Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen als weiterer Bewegungsfreiheitsgrad des Verbindungsschienenstrangs 102 eine der Rotationsbewegung überlagerte Translationsbewegung eines Endes des Verbindungsschienenstrangs 102 in einer zu der Achse A der Rotationsbewegung parallelen Richtung und eine entgegengesetzte Translationsbewegung des anderen Endes des Verbindungsschienenstrangs 102 vorgesehen ist, kann eine Abweichung von dieser Ausgestaltung und/oder auch eine relativ zum Verbindungsschienenstrang 102 verschiebbare Anordnung der Führungselemente 110 am Verbindungsschienenstrang 102 zweckmäßig sein.
Ferner sind, wie man den 1a und 1c entnimmt, unterschiedliche Abschnitte der Führungsschiene 108 in Richtung parallel zur Achse A der Rotationsbewegung voneinander beabstandet, und zwar so, dass die Führungsschiene 108 bei einer parallel zum Erdboden ausgerichteten Bodenplatte 105, wie sie in 1a dargestellt ist, an den Stellen, an denen der Verbindungsschienenstrang 102 geführt ist, wenn er sich in der ersten Position p1 oder p2 befindet, die Höhe der Führungsschiene 108 gegenüber der Bodenplatte 105 maximal ist, so dass an dieser Position p1 oder p2 ein Maximum der potentiellen Energie im Schwerefeld der Erde vorliegt. Im Gegensatz dazu ist an den Stellen, an denen der Verbindungsschienenstrang 108 geführt ist, wenn er sich in der zweiten Position p3 oder p4 befindet, die Höhe der Führungsschiene gegenüber der Bodenplatte 105 minimal, so dass in dieser Position ein Minimum der potentiellen Energie im Schwerefeld der Erde vorliegt.
Diese Ausgestaltung führt dazu, dass die Bewegung des Verbindungsschienenstrangs 102 als eine schwerkraftgetriebene Schwingungsbewegung erfolgen kann. Nachdem das nicht dargestellte schienengebundenen Fahrzeug auf den in der ersten Position p1 oder p2 befindlichen, vorzugsweise in dieser Position p1 oder p2 während des Auffahrens fixierten, Verbindungsschienenstrang 102 aufgefahren ist, bewegt sich der Verbindungsschienenstrang 102 getrieben durch die Schwerkraft (wobei die Drehrichtung gegebenenfalls durch eine kurze Aktivierung eines Antriebs oder einen Stoß vorgegeben werden kann, alternativ aber auch zufallsbedingt aus einer labilen Gleichgewichtsposition heraus erfolgen kann) in einer kombinierten Rotations- und Senkbewegung in Richtung auf die zweite Position p3 oder p4, schwingt an dieser Position p3 oder p4 wegen der dort vorhandenen kinetischen Energie jedoch vorbei.
Dementsprechend beginnt der Verbindungsschienenstrang 102 wieder die Führungsschiene 108 hinaufzulaufen, wodurch kinetische Energie wieder in potentielle Energie umgewandelt wird, bis ein Umkehrpunkt, an dem die Umwandlung der kinetischen Energie vollständig erfolgt ist, erreicht ist. Wegen der vorhandenen Reibung wird dieser Umkehrpunkt im Normalfall nicht der ersten Position p1 oder p2 entsprechen, sondern eine Position, an der der Verbindungsschienenstrang 102 eine geringere potentielle Energie aufweist.
Die am Umkehrpunkt vorhandene potentielle Energie wird dann in kinetische Energie einer zunächst wieder in Richtung auf die zweite Position p3 oder p4 zu verlaufenden Bewegung umgewandelt, die, wenn sie nicht an der zweiten Position p3 oder p4 abgefangen wird, erneut bis zu einem Umkehrpunkt weiterläuft, der wegen der Reibung wieder eine etwas geringere potentielle Energie haben wird, als der Ausgangspunkt der Bewegung. Dieser Prozess setzt sich fort, bis der Verbindungsschienenstrang 102 die durch das Minimum der potentiellen Energie an der zweiten Position vorgegebene Gleichgewichtsposition erreicht hat.
Insgesamt gesehen führt der Verbindungsschienenstrang 102 also eine schwerkraftgetriebene, insbesondere auch gedämpfte, Schwingung um die zweite Position p3 oder p4 herum aus. Durch Wahl oder Veränderung der Dämpfung kann dabei die Zahl der Schwingungen, bis die Gleichgewichtsposition erreicht ist, beeinflusst werden.
Bezugszeichenliste

100: Vorrichtung
101: Zuführschienenstrang
102: Verbindungsschienenstrang
103, 104: Abführschienenstrang
105: Bodenplatte
106: Hohlzylinder
107: Säule
108: Führungsschiene
109: Strebe
110: Führungselement
A: Achse
131, 132: erste Position
133, 134: zweite Position

Claims

Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs mit einem Zuführschienenstrang (101), einem Abführschienenstrang (103, 104) und einem Verbindungsschienenstrang (102), der durch eine Bewegung, die mindestens eine Rotationsbewegung um eine Achse (A) der Rotationsbewegung herum umfasst, aus einer ersten Position (p1, p2), in der der Verbindungsschienenstrang (102) so relativ zum Zuführschienenstrang (101) angeordnet ist, dass das schienengebundene Fahrzeug auf den Verbindungsschienenstrang (102) auffahren kann, in eine zweite Position (p3, p4), in der der Verbindungsschienenstrang (102) so relativ zum Abführschienenstrang (103, 104) angeordnet ist, dass das Fahrzeug auf den Abführschienenstrang (103, 104) auffahren kann, bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschienenstrang (102) so bewegbar ist, dass die Bewegung des Verbindungsschienenstrangs (102) aus der ersten Position (p1, p2) in die zweite Position (p3, p4) ferner mindestens eine der Rotationsbewegung überlagerte Translationsbewegung des Verbindungsschienenstrangs (102) in einer zu der Achse (A) der Rotationsbewegung parallelen Richtung umfasst.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerung der Rotationsbewegung und der Translationsbewegung zu einer schraubenartigen Bewegung führt.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Translationsbewegung eine Fallbewegung ist.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Verbindungsschienenstrangs (102) so angetrieben und/oder so gesteuert ist, dass der Verbindungsschienenstrang (102) sich auf dem Weg von der ersten Position (p1, p2) zur zweiten Position (p3, p4) mindestens einmal an der zweiten Position (p3, p4) vorbeibewegt.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschienenstrang (102) eine Taumelbewegung ausführt.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (A) exzentrisch angeordnet ist.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschienenstrang (102) so bewegbar ist, dass die Bewegung des Verbindungsschienenstrangs (102) aus der ersten Position (p1, p2) in die zweite Position (p3, p4) ferner mindestens eine der Rotationsbewegung überlagerte Translationsbewegung eines Endes des Verbindungsschienenstrangs (102) in einer zu der Achse (A) der Rotationsbewegung parallelen Richtung und eine entgegengesetzte Translationsbewegung des anderen Endes des Verbindungsschienenstrangs (102) umfasst.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) Mittel zur Erzeugung einer Schwingungsbewegung des Verbindungsschienenstrangs (102) um die zweite Position (p3, p4) herum aufweist.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschienenstrang (102) auf einer Führungsschiene (108) geführt ist, so dass der Verlauf der Führungsschiene (108) eine Zwangskurve der Bewegung darstellt.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (108) eine geschlossene Kurve im Raum beschreibt.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der einzelnen Abschnitte der Führungsschiene (108) von der Achse (A) der Rotationsbewegung in alle Richtungen, die senkrecht zur Achse (A) der Rotationsbewegung stehen, gleich ist.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Abschnitte der Führungsschiene (108) in Richtung parallel zur Achse (A) der Rotationsbewegung voneinander beabstandet sind.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Führungsschiene (108) beschriebene Raumkurve im mindestens einem Abschnitt der Führungsschiene (108), an dem der Verbindungsschienenstrang (102) geführt ist, wenn es sich an der zweiten Position (p3, p4) befindet, ein Minimum aufweist.
Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb zum Verfahren des Verbindungsschienenstrangs (102) aus der zweiten Position (p3, p4) in die erste Position (p1, p2) vorhanden ist.
Schienengebundenes Fahrgeschäft, insbesondere Achterbahn, mit einer Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Schienengebundenes Fahrgeschäft nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs so eingebaut ist, dass an der ersten Position (p1, p2) die potentielle Energie gegenüber dem Erdboden höher ist als an der zweiten Position (p3, p4).
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (100) zur Änderung der Fahrtrichtung eines schienengebundenen Fahrzeugs mit einem Zuführschienenstrang (101), einem Abführschienenstrang (103, 104) und einem Verbindungsschienenstrang (102), der durch eine Rotationsbewegung um eine Achse (A) und eine der Rotationsbewegung überlagerte Hub- oder Senkbewegung aus einer ersten Position (p1, p2), in der der Verbindungsschienenstrang (102) so relativ zum Zuführschienenstrang (101) angeordnet ist, dass das schienengebundene Fahrzeug auf den Verbindungsschienenstrang (102) auffahren kann, in eine zweite Position (p3, p4), in der der Verbindungsschienenstrang (102) so relativ zum Abführschienenstrang (103, 104) angeordnet ist, dass das Fahrzeug auf den Abführschienenstrang (103, 104) auffahren kann, bewegbar ist mit den Schritten – Bewegen des Verbindungsschienenstrangs (102) in die erste Position (p1, p2), – Zuführen des schienengebundenen Fahrzeugs über den Zuführschienenstrang (101) auf den Verbindungsschienenstrang (102), – Bewegen des Verbindungsschienenstrangs (102) von der ersten Position (p1, p2) in die zweite Position (p3, p4), und – Abführen des schienengebundenen Fahrzeugs vom Verbindungsschienenstrang (102) auf den Abführschienenstrang (103, 104), dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen des Verbindungsschienenstrangs (102) von der ersten Position (p1, p2) in die zweite Position (p3, p4) so durchgeführt wird, dass der Verbindungsschienenstrang (102) auf dem Weg von der ersten Position (p1, p2) zur zweiten Position (p3, p4) mindestens eine Drehbewegung um eine Drehachse herum und eine der Drehbewegung überlagerte Translationsbewegung parallel zur Achse (A) der Drehbewegung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschienenstrang (102) beim Bewegen von der ersten Position (p1, p2) in die zweite Position (p3, p4) mindestens einmal an der zweiten Position (p3, p4) vorbeigeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen des Verbindungsschienenstrangs (102) von der ersten Position (p1, p2) in die zweite Position (p3, p4) in Form einer Schwingungsbewegung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen des Verbindungsschienenstrangs (102) aus der ersten Position (p1, p2) in die zweite Position (p3, p4) durch die Wirkung der Schwerkraft bewirkt wird.