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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungseinheit für eine Fahrgast-Rückhaltevorrichtung, eine Fahrgeschäft- Fahrgasteinheit mit einer Fahrgast-Rückhaltevorrichtung und einer Verriegelungseinheit sowie ein Verfahren zur Funktionsprüfung einer Verriegelungseinheit.
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Bei der Belustigung von Personen dienenden Fahrgeschäften, bei denen auf die Fahrgäste sehr erhebliche Kräfte bzw. Beschleunigungen ausgeübt werden, sind aus Sicherheitsgründen Fahrgast-Rückhaltevorrichtungen vorhanden. Diese Fahrgast-Rückhaltevorrichtungen fixieren die Fahrgäste an der von ihnen belegten Fahrgastaufnahme so, dass sie die Fahrgastaufnahme (Sitz, Liegefläche, Stehplatz, etc.) nicht verlassen können. Je nach dem individuellen Fahrgeschäft erfolgt dabei durch die Fahrgast-Rückhaltevorrichtung auch eine weitergehende Einschränkung der Bewegungsfreiheit des betreffenden Fahrgastes. Derartige Fahrgeschäft-Fahrgasteinheiten und Fahrgast-Rückhaltevorrichtungen sind beispielsweise aus der
DE 32 37 684 A1 oder der
DE 10 2019 216 083 A1 bekannt.
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Gebräuchliche Rückhalteelemente sind dabei beispielsweise Rückhaltebügel, welche den Fahrgast beispielsweise an Schultern, Brust, Rücken, Bauch, Hüfte und/oder Beinen fixieren. Solche Rückhaltebügel oder sonstigen Rückhalteelemente können insbesondere an der auch die Fahrgastaufnahme umfassenden Struktur der Fahrgasteinheit schwenkbar so angebracht sein, dass sie zur Anpassung an die individuelle Körpergröße des betreffenden Fahrgastes in mehreren unterschiedlichen Stellungen verriegelt werden können.
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Herkömmliche zum Einsatz kommende Verriegelungssysteme sind dabei Ratschen oder vergleichbare mechanische Sperrgetriebe. Bei ebenfalls bereits zum Einsatz kommenden hydraulischen Sperrgliedern basiert die Verriegelungsfunktion typischerweise darauf, dass Hydraulikflüssigkeit in einem Hydraulikzylinder-Arbeitsraum, dessen Volumen sich mit der Stellung des Rückhalteelements bzw. der Kolbenstange ändert, dicht eingesperrt wird. Das erlaubt die stufenlos in unterschiedlichen Positionen mögliche Verriegelung des Rückhalteelements. Der Hydraulikzylinder ist Teil einer Verriegelungseinheit, der zusätzlich zu der Sperr- bzw. Verriegelungsfunktion für das Rückhalteelement eine weitere Funktion zukommt. Sie ist nämlich dazu geeignet und ausgelegt, das Rückhalteelement nach dessen Entriegelung aktiv zu öffnen. So können in sämtlichen Fahrgasteinheiten des Fahrgeschäfts die Rückhaltebügel bzw. sonstigen Rückhalteelemente gleichzeitig und ohne Zutun der Fahrgäste durch die zugeordneten hydraulischen Versteller geöffnet werden, was einen raschen und reibungslosen Fahrgastwechsel ermöglicht. Hierzu weist der hydraulische Versteller zusätzlich zu dem dann typischerweise doppeltwirkenden Hydraulikzylinder einen Hydraulikspeicher und eine Elektronikeinheit mit einer Sensoranordnung auf. Der Hydraulikspeicher bevorratet Hydraulikflüssigkeit unter Druck und wird beim Schließen des Rückhalteelements durch aus dem Hydraulikzylinder verdrängte Hydraulikflüssigkeit geladen. Bei entsprechender Ventilstellung wird über den Hydraulikspeicher mit umgekehrter Strömungsrichtung der Hydraulikzylinder im Sinne eines Öffnens des Rückhalteelements beaufschlagt. Um sicherzustellen, dass das Rückhalteelement geschlossen bzw. geöffnet ist, wird die Stellung der Kolbenstange über die Sensoranordnung überwacht. So können mögliche Sicherheitsrisiken schon vor Fahrtantritt minimiert werden.
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Bei diesen Verriegelungseinheiten ist eine sichere Fixierung des Rückhalteelements in der gewünschten Schließposition aus Sicherheitsgründen unabdingbar. Bereits kleinere Leckagen könnten dazu führen, dass das Rückhalteelement über die Zeit sich leicht öffnet und es so zu gefährlichen Situationen für die Fahrgäste während der Fahrt des Fahrgeschäfts kommen kann.
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Aus diesem Grund werden die Verriegelungseinheiten in regelmäßigen Abständen, zumeist mehrmals wöchentlich, auf ihre Funktionstüchtigkeit hin geprüft. Hierzu wird durch einen Mechaniker eine Prüfvorrichtung zwischen der Fahrgastaufnahme und dem Rückhalteelement eingebaut und die Dichtheit der Verriegelungseinheit getestet. Sollte eine der Verriegelungseinheiten im Rahmen dieser Funktionsprüfung nicht die über die Prüfzeit erforderliche Dichtheit aufweisen, ist diese auszutauschen, um das Unfallrisiko zu minimieren.
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Diese Art der Prüfung ist äußerst zuverlässig und hat sich über die Jahre bewährt. Jedoch ist diese Funktionsprüfung zeit- und kostenintensiv. Zum einen müssen entsprechende Prüfvorrichtungen vorgehalten werden. Zum anderen muss eine Prüfung für jede Verriegelungseinheit eines Fahrgeschäfts erfolgen. Da moderne Fahrgeschäfte zum Teil Platz für bis zu 30 Fahrgäste bieten, ist bei einem Prüfzeitraum von angenommenen 10 Minuten pro Verriegelungseinheit (Einbau der Prüfvorrichtung, Prüfung, Ausbau der Prüfvorrichtung) und zwei Verriegelungseinheiten pro Fahrgastaufnahme mit einer Gesamtprüfzeit von zehn Stunden zu rechnen. Selbstverständlich kann die Gesamtprüfzeit durch den Einsatz mehrerer Prüfvorrichtungen und Mechaniker minimiert werden, wobei dies dann mit entsprechend höheren Kosten einhergeht.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verriegelungseinheit für eine Fahrgast-Rückhaltevorrichtung aufzuzeigen, mit welcher die Funktionsprüfung schneller und kostengünstiger durchgeführt werden kann. Ferner ist es auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Funktionsprüfung einer Verriegelungseinheit aufzuzeigen.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Verriegelungseinheit gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren zur Funktionsprüfung der Verriegelungseinheit gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Verriegelungseinheit zeichnet sich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verriegelungseinheiten insbesondere dadurch aus, dass die Elektronikeinheit in einen ersten Messmodus schaltbar ist. Erfindungsgemäß ist die Kolbenstange im ersten Messmodus in einer ersten definierten Referenzposition und die Elektronikeinheit erfasst im ersten Messmodus mittels der Sensoranordnung Ist- Stellungen der Kolbenstange über einen ersten Referenzzeitraum. Die erfassten Ist- Stellungen werden mit einem in der Elektronikeinheit hinterlegten ersten Grenzstellungsbereich verglichen, wobei die Elektronikeinheit bei einer Abweichung zwischen den Ist-Stellungen und dem ersten Grenzstellungsbereich ein Warnsignal erzeugt. Unter einer Ist- Stellung im Sinne der Erfindung ist die reine Bewegung der Kolbenstange in mm/s zu verstehen.
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Mit anderen Worten, die Elektronikeinheit der Verriegelungseinheit wird zur Funktionsprüfung in den ersten Messmodus geschaltet und das Rückhalteelement wird in die definierte Referenzposition bewegt. Über einen Referenzzeitraum werden die Ist- Stellungen und mithin die Geschwindigkeit der Kolbenstange vorzugsweise permanent überwacht. Sofern die Verriegelungseinheit eine ausreichende Dichtheit aufweist, weil die erfassten Ist- Stellungen innerhalb der Spezifikation gemäß dem ersten Grenzstellungsbereich liegen, kann ein ungewolltes zumindest teilweises Öffnen des Rückhalteelements ausgeschlossen werden kann. Der erste Referenzzeitraum und der erste Grenzstellungsbereich sind so aufeinander abgestimmt, dass tolerierbare Bewegungen der Kolbenstange kein Warnsignal bedingen.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass lediglich das Rückhalteelement in die definierte Referenzposition gebracht werden muss. Es muss keine Prüfvorrichtung aufwendig installiert und deinstalliert werden. Auch können so mehrere Verriegelungseinheiten parallel überprüft werden, was insgesamt die Kosten und den Zeitaufwand der Funktionsprüfung minimiert.
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Zweckmäßigerweise ist die Elektronikeinheit wahlweise in einen zweiten Messmodus schaltbar, wobei die Kolbenstange im zweiten Messmodus in einer zweiten definierten Referenzposition ist. Erfindungsgemäß erfasst die Elektronikeinheit im zweiten Messmodus mittels der Sensoranordnung Ist- Stellungen der Kolbenstange über einen zweiten Referenzzeitraum und vergleicht diese mit einem in der Elektronikeinheit hinterlegten zweiten Grenzstellungsbereich. Die Elektronikeinheit erzeugt bei einer Abweichung zwischen den Ist- Stellungen und dem zweiten Grenzstellungsbereich ein Warnsignal. Der zweite Referenzzeitraum unterscheidet sich vom ersten Referenzzeitraum. Alternativ oder ergänzend unterscheidet sich der zweite Grenzstellungsbereich vom ersten Grenzstellungsbereich. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der erste Referenzzeitraum kürzer als der zweite Referenzeitraum ist. Ferner ist es von Vorteil, wenn der zweite Grenzstellungsbereich kleiner ist als der erste Grenzstellungsbereich. Die zweite definierte Referenzposition entspricht vorzugsweise der ersten definierten Referenzposition.
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So können über die Auswahl des ersten oder zweiten Messmodus unterschiedliche Funktionsprüfungsszenarien abgebildet werden, beispielsweise eine Schnellmessung zur täglichen Prüfung oder regelmäßigen Prüfung vor Fahrtantritt und eine Wartungsmessung zur genaueren Funktionsprüfung im mehrtägigen Rhythmus. Bei der Wartungsmessung wird die Bewegung der Kolbenstange über einen längeren Zeitraum überwacht. Denkbar ist beispielsweise, dass vor Fahrtantritt und nach dem Schließen des Rückhalteelements eine etwas größere Bewegung toleriert wird, da die Fahrgäste regelmäßig eine zusätzliche Kraft auf das Rückhalteelement ausüben, was wiederrum zu Bewegungen und höheren Geschwindigkeiten der Kolbenstange führt. Ferner ist bei der Schnellmessung der Referenzzeitraum deutlich kürzer, sodass größere Bewegungen der Kolbenstange tolerierbar sind. Die Wartungsmessung wird regelmäßig ohne Fahrgäste durchgeführt, sodass einzig mögliche Leckagen in der Verriegelungseinheit oder Umwelteinflüsse zu einer Bewegung der Kolbenstange führen. Insofern kann der (vorzugsweise zweite) Grenzstellungsbereich bei der Wartungsmessung strikter definiert werden, als bei der Schnellmessung.
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Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass die Schnellmessung ab einem gewählten Ereignis automatisch vor Fahrtantritt erfolgt, beispielsweise nach Schließen des Rückhalteelements. Vorzugsweise wird durch die Erzeugung des Warnsignals der Fahrbeginn blockiert, sodass eine Abfahrt bei einem negativen Ergebnis der Funktionsprüfung nicht erfolgen kann.
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Zweckmäßigerweise entspricht die erste definierte Referenzposition und/ oder die zweite definierte Referenzposition einer Mindestschließposition der Fahrgast-Rückhaltevorrichtung. Dies erlaubt eine Erfassung der Ist- Stellungen der Kolbenstange über den theoretisch größtmöglichen Bewegungsbereich der Kolbenstange. Die Kolbenstange wird also bis zu einem Referenzpunkt verfahren:[SE1], der der Schließposition des Rückhalteelements für den maximalen Fahrgast entspricht.
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Es ist von Vorteil, wenn die Elektronikeinheit einen Speicher umfasst, wobei die Elektronikeinheit mittels der Sensoranordnung Ist- Stellungen der Kolbenstange zumindest teilweise erfasst und im Speicher ablegt. Zweckmäßigerweise weist die Verriegelungseinheit eine Daten-Schnittstelle zum Auslesen des Speichers auf. Der Speicher ist vorzugsweise ein nicht- flüchtiger Speicher.
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Mit den gespeicherten Daten kann die Abnutzung einer Verriegelungseinheit ins Verhältnis zu der Abnutzung von anderen Verriegelungseinheiten gesetzt werden, und Auswertungen in Bezug auf die Belegung des Fahrgeschäfts werden möglich. Beispielsweise kann auf dieser Datengrundlage eine Verriegelungseinheit einer besonders häufig frequentierten Fahrgastaufnahme nach einer gewissen Zeit mit einer Verriegelungseinheit einer deutlich weniger frequentierten Fahrgastaufnahme getauscht werden, um eine insgesamt homogenere Abnutzung zu erreichen.
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Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Elektronikeinheit eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Fahrgeschäft- Steuerung aufweist. Insbesondere kann die Elektronikeinheit so zentral zwischen dem ersten und zweiten Messmodus geschaltet werden.
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Ferner gelingt die Lösung mit einer Fahrgeschäft-Fahrgasteinheit gemäß Anspruch 8. Erfindungsgemäß umfasst die Fahrgeschäft-Fahrgasteinheit eine Fahrgast-Rückhaltevorrichtung und eine vorstehend beschriebene Verriegelungseinheit, wobei die Kolbenstange der Verriegelungseinheit mit der Fahrgast-Rückhaltevorrichtung verbunden ist.
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Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur Funktionsprüfung einer vorstehend beschriebenen Verriegelungseinheit vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Verfahren der Kolbenstange in eine erste oder zweite definierte Referenzposition; Schalten der Elektronikeinheit in den ersten oder zweiten Messmodus; Erfassung der Ist- Stellungen über den ersten Referenzzeitraum im ersten Messmodus oder über den zweiten Referenzzeitraum im zweiten Messmodus; Vergleichen der Ist- Stellungen mit dem ersten Grenzstellungsbereich im ersten Messmodus oder dem zweiten Grenzstellungsbereich im zweiten Messmodus; Ausgabe des Warnsignals, wenn die Ist- Stellungen im ersten Messmodus vom ersten Grenzstellungsbereich oder im zweiten Messmodus vom zweiten Grenzstellungsbereich abweichen.
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Es ist von Vorteil, wenn die Kolbenstange vor dem Verfahren in die erste definierte Referenzposition oder in die zweite definierte Referenzposition in eine Position verfahren wird, die einer vollständig geöffneten Fahrgast- Rückhaltevorrichtung entspricht, wobei die Ist- Stellungen der Kolbenstange durch die Elektronikeinheit erfasst werden. So kann die Speichervorspannung überprüft werden. Denkbar ist, dass ein Warnsignal durch die Elektronikeinheit ausgegeben wird, wenn die Kolbenstange nicht in einer Position verfahren werden kann, die einer vollständig geöffneten Fahrgast- Rückhaltevorrichtung entspricht.
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Zweckmäßigerweise wird ein Gutsignal durch die Elektronikeinheit ausgegeben, wenn die Ist-Stellungen im ersten Messmodus innerhalb des ersten Grenzstellungsbereichs liegen oder wenn die Ist- Stellungen im zweiten Messmodus innerhalb des zweiten Grenzstellungsbereichs liegen. So kann sichergestellt werden, dass die Funktionsprüfung der Verriegelungseinheit positiv ist und der Fahrgeschäftebetreiber durch diesen Automatisierungsgrad Zeit einsparen und das Sicherheitsniveau erhöhen kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:
- 1 in prinzipieller Darstellung eine Fahrgeschäft-Fahrgasteinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Verriegelungseinheit,
- 3 einen Hydraulikschaltplan zu der Verriegelungseinheit gemäß 2,
- 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2, und
- 5 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Prüfung der Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Verriegelungseinheit.
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Die in 1 schematisch veranschaulichte Fahrgeschäft-Fahrgasteinheit umfasst eine Fahrgastaufnahme 1 und eine Fahrgast-Rückhaltevorrichtung 2. Die Fahrgastaufnahme 1 ist als ein auf einer Basisstruktur 3 des Fahrgeschäfts, nämlich auf einem Sitzträger 4 montierter Sitz 5 ausgeführt. Und die Fahrgast-Rückhaltevorrichtung 2 umfasst ein lageveränderbares Rückhalteelement 6 in Form eines an der Basisstruktur 3 des Fahrgeschäfts an einem Gelenk 7 schwenkbar (vgl. Pfeil A) gelagerten Rückhaltebügels 8 mit einer gepolsterten Druckplatte 9, mittels derer ein auf dem Sitz 5 sitzender Fahrgast an den Oberschenkeln nahe der Hüfte auf dem Sitz 5 fixiert wird.
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Auf den Rückhaltebügel 8 wirkt eine sperrbare Verriegelungseinheit 10 ein. Diese umfasst eine Zylinder-Kolben-Einheit 11 und einen Hydraulikspeicher 12. Der Hydraulikspeicher 12 ist dabei als eine Einheit in Form eines Feder-Kolbenspeichers 13 ausgeführt. Er umfasst einen Zylinder 14 mit einem darin dichtend geführten Freikolben 15. Dieser trennt innerhalb des Zylinders 14 einen Federraum 16 von einem Hydraulikraum 17 ab, wobei die Feder in diesem Ausführungsbeispiel als Gasfeder und der Federraum 16 somit als Gasraum 18 ausgeführt ist. Neben dem Zylinder 14 des Feder-Kolbenspeichers 13 und parallel zu diesem ist ein Zylinder 19 der als Differentialzylinder 20 ausgeführten Zylinder-Kolben-Einheit 11 angeordnet. Der Feder-Kolbenspeicher 13 und die Zylinder-Kolben-Einheit 11 bilden dabei eine bauliche Einheit, indem der Zylinder 19 der Zylinder-Kolben-Einheit 11 und der Zylinder 14 des Feder-Kolbenspeichers 13 Teil einer integrierten Zylinder-Baugruppe 21 sind. Die Kolbenstange 22 der Zylinder-Kolben-Einheit 11 ist gelenkig mit dem Rückhaltebügel 8 verbunden. Gegenüberliegend ist die Zylinder-Baugruppe 21 gelenkig an dem Sitzträger 4 befestigt.
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Der Federraum 16 ist endseitig mit einem speziellen Verschluss auch gegenüber hohen dort herrschenden Gasdrücken gasdicht verschlossen. Der Verschluss weist hierzu einen der Befüllung des Federraums 16 (bzw. des Gasraums 18) mit Federgas dienenden Befüllanschluss 77 auf. Der Befüllanschluss 77 (vgl. 2) zeichnet sich durch eine zweistufige Abdichtung aus. Ein Rückschlagventil 79, zu dem ein in einen Befüllstutzen 80 eingepresster Einsatz 81 nur teilweise angedeutet ist, bildet ein primäres Dichtelement 82. Und ein sekundäres Dichtelement 83 wird durch eine Verschlussschraube 84 gebildet. Von der auf diese Weise besonders zuverlässigen Abdichtung profitiert die Funktion der Verriegelungseinheit 10; denn die genaue Einstellung des Gas-Vordrucks im Federraum 16 (und die Aufrechterhaltung des eingestellten Gas-Vordrucks) ist ein entscheidender Faktor bei der Abstimmung der Verriegelungseinheit 10 an die jeweilige Anwendungsumgebung. Ein zu der Gasseite vergleichbarer Befüllanschluss ist, in 2 nicht näher dargestellt, auf der Ölseite 85 vorgesehen.
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Details der Zylinder-Baugruppe 21 sind der 2 entnehmbar. So ist der Zylinder 14 des Feder-Kolbenspeichers 13 durch ein Zylindergehäuse 23 definiert, welches an einer Schaltplatte 35 eines Anschlussblocks 25 lösbar angeordnet ist. Wie dargestellt ist das Zylindergehäuse 23 über eine Verschraubung 68 und eine Dichtung 69 lösbar an der Schaltplatte 35 angeordnet, sodass der gesamte Hydraulikspeicher 12 als eine Einheit an der Schaltplatte 35 festgelegt oder von dieser entfernt werden kann. Die Zylinder-Baugruppe 21 umfasst ferner einen Abschnitt eines stranggepressten Doppelrohrprofils 86. Ferner ist das Zylindergehäuse 23 in einem Rohrabschnitt 33 des stranggepressten Doppelrohrprofils 86 geführt, welcher das Zylindergehäuse 23 radial umschließt. Der Anschlussblock 25 erstreckt sich auch über die eine Stirnseite des Zylinders 19 der Zylinder-Kolben-Einheit 11 hinweg. Der Zylinder 19 der Zylinder-Kolben-Einheit 11 wird teilweise durch einen weiteren Rohrabschnitt 87 des Doppelrohrprofils 86 gebildet und ist ferner in Doppelrohrbauweise mit einem Außenrohr 26 und einem Innenrohr 27, einem Kopfteil 28 und einem Bodenteil 29 ausgeführt, wobei zwischen dem Innenrohr 27 und dem Außenrohr 26 ein Ringraum 30 besteht, der über Bohrungen 31 des Innenrohres 27 mit einem über einen Kolben 46 der Kolbenstange 22 definierten Kolbenstangenarbeitsraum 32 des Zylinders 19 kommuniziert. Ferner ist auf Seite des Kopfteils 28 ein Verschlussdeckel 24 vorgesehen.
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Der die Schaltplatte 35 aufweisende Anschlussblock 25 umfasst ferner eine Abschlussplatte 34. Der Zylinder 19 der Zylinder-Kolben-Einheit 11 ist zwischen dem Verschlussdeckel 24 und der Anschlussplatte 34 eingespannt. Verspannt wird die entsprechende Baueinheit über entsprechende Zuganker.
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Die Schaltplatte 35 weist eine integrierte, den Hydraulikraum 17 des Hydraulikspeichers 12 mit der Zylinder-Kolben-Einheit 11 hydraulisch verschaltende Leitungs- und Ventilanordnung auf. Die Kanäle 36 der Leitungs- und Ventilanordnung kommunizieren dabei über entsprechende Übergaben 37 mit in dem - die Schaltplatte 35 durchsetzenden - Bodenteil 29 vorgesehenen Kanälen 38, welche in den durch den Kolben 46 vom Kolbenstangenarbeitsraum 32 getrennten Kolbenarbeitsraum 39 bzw. den Ringraum 30 münden. Die Schaltplatte 35 weist weiterhin eine elektrische Schaltschnittstelle 40 auf, über die eine Ansteuerung der Schaltmagnete 41 der in die Leitungs- und Ventilanordnung integrierten Schaltventile möglich ist.
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Ferner weist die Zylinder-Kolben-Einheit 11 eine Elektronikeinheit 88 mit einer als Kolbenstellungssensor ausgeführten Sensoreinheit 42 auf. Der Kolbenstellungsensor 42 umfasst eine sich parallel zur Zylinderachse X erstreckende, relativ zum Zylinder 19 axialfest-drehbar gelagerte Spindel 43 mit einem ein Steilgewinde aufweisenden Gewindeabschnitt 44, welcher in einen Hohlraum 45 des Kolbens 46 bzw. der Kolbenstange 22 eintaucht. Der Gewindeabschnitt 44 wirkt mit einer an dem Kolben 46 angeordneten korrespondierenden Spindelmutter 47 dergestalt zusammen, dass eine Linearbewegung der Kolbenstange 22 bzw. des Kolbens 46 längs der Zylinderachse X in eine Drehung der Spindel 43 um ihre Achse umgesetzt wird. Zur Erfassung dieser Spindeldrehung ist in dem Zylinder 19, nämlich in dessen Bodenteil 29 ein Aufnehmer 48 untergebracht. Das von dem Aufnehmer 48, welcher als berührungsloser Drehaufnehmer ausgeführt ist, bereitgestellte Signal wird auf eine mit ihm verbundene elektrische Kontrollschnittstelle im Sinne von Ist- Stellungen der Kolbenstange 22 bzw. des Kolbens 46 geschaltet. Mit der Kontrollschnittstelle ist eine elektronische Auswerteschaltung 89 verbunden, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
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Die Spindelmutter 47 ist in diesem Ausführungsbeispiel vollständig in einer Bohrung des Kolbens 46 aufgenommen und dort mittels eines Zackenrings 54 gesichert. Die Spindel 43 ist zweiteilig ausgeführt. Sie umfasst ein Hauptteil 55, auf dessen Oberfläche das Steilgewinde ausgeführt ist, und ein mit dem Hauptteil 55 verschraubtes Endstück 56. Was die Lagerung der Spindel 43 betrifft, so ist hier der (nicht gezeigte) Innenring eines Wälzlagers 57 in einem Übergangsbereich von Hauptteil 55 zu Endstück 56 an der Spindel 43 fixiert. Wie dargestellt ist der Innenring des Wälzlagers 57 zwischen einem an dem Hauptteil 55 vorgesehenen ersten Absatz 58 und einem an dem Endstück 56 vorgesehenen zweiten Absatz 59 eingespannt. Im Hinblick auf die präzise, spielfreie Abstützung der Spindel 43 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung ist das Wälzlager 57 dabei als unter Öl laufendes zweireihiges Kugellager ausgeführt. Dessen (ebenfalls nicht gezeigter) Außenring ist in einem Lagereinsatz 60 aufgenommen, der seinerseits in eine Bohrung des Bodenteils 29 eingesetzt und gegenüber dieser mittels eines Dichtungsrings 61 abgedichtet ist. Gegenüber dem Endstück 56 der Spindel 43 ist der Lagereinsatz 60 mittels eines Dichtungsrings 62 abgedichtet. Der Verbund aus Wälzlager 57 und Lagereinsatz 60 wird mittels eines Zackenrings 63 gegen eine Buchse 64 verspannt, die wiederum einen stationären Teil bzw. Sensor 74 des Aufnehmers 48 fixiert, vgl. hierzu auch 4.
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Auf dem durch die Buchse 64 hindurchtretenden Bereich des Endstücks 56 ist ein Drehteil 67 des Aufnehmers (Drehgebers) 48 fixiert. Wie dargestellt, ist das Drehteil 67 über einen die Buchse 64 und das Drehteil 67 durchsetzenden Stift 65 gesichert.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst die elektronische Auswerteschaltung 89 einen Speicher und ist in einem in der Schaltplatte 35 ausgeführten Aufnahmeraum 66 untergebracht. An dem diesen verschließenden Deckel 70 ist eine als Kontaktbuchse 71 ausgeführte Schnittstelle 72 angebracht. Die Schnittstelle 72 ist mit einer (nicht dargestellten) übergeordneten Steuerung des Fahrgeschäfts verbunden. Ferner kann über die Schnittstelle 72 auch der Speicher ausgelesen werden. Denkbar ist aber auch, dass der Speicher über eine separate Schnittstelle, beispielswiese eine NFC- Schnittstelle, ausgelesen werden kann. Die elektronische Auswerteschaltung 89 steht über eine Signalleitung 73 mit dem stationären Teil 74 des Aufnehmers 48 in Verbindung.
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Wie in dem Hydraulikschaltplan nach 3 dargestellt, ist fluidisch zwischen dem Hydraulikspeicher 12 und dem Kolbenstangenarbeitsraum 32 ein als 2/2-Wegeventil ausgeführtes Schaltventil 49 angeordnet. Ohne Beaufschlagung des zugeordneten Schaltmagneten 41 nimmt das Schaltventil 49 die in 3 veranschaulichte Sicherheitsstellung ein, in welcher ein Rückschlagventil 50 eine Strömung vom Kolbenarbeitsraum 39 des Differentialzylinders 20 zu dessen Kolbenstangenarbeitsraum 32 zulässt, in der Gegenrichtung aber unterbindet. Bei dieser Sicherheitsstellung lässt sich also der Rückhaltebügel 8 näher an den Sitz 5 heran bewegen, nicht aber weiter von diesem weg. Durch Beaufschlagung des dem Schaltventil 49 zugeordneten Schaltmagneten 41 - und im Notfall auch durch manuelle Betätigung eines Drückers 51 - lässt sich das Schaltventil 49 in seine zweite Stellung umstellen. In dieser liegt eine entsperrte Schwimmstellung vor, in der sowohl der Kolbenarbeitsraum 39 als auch der Kolbenstangenarbeitsraum 32 des Differentialzylinders 20 über die Leitungs- und Ventilanordnung aus dem Hydraulikspeicher 12 heraus druckbeaufschlagt sind. In dieser Schwimmstellung wird bei Abwesenheit äußerer Kräfte der Rückhaltebügel 8 mit einer ihn öffnenden Kraft beaufschlagt. Gegen die betreffende Öffnungskraft kann in der Schwimmstellung der Rückhaltebügel 8 indessen manuell in Richtung auf seine geschlossene Stellung bewegt werden.
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Die Leitungs- und Ventilanordnung umfasst weiterhin ein zweites, ebenfalls als 2/2-Wegeventil ausgeführtes und seinerseits mittels eines zugeordneten Schaltmagneten 41 betätigbares Schaltventil 52. Dieses bildet eine Sperrventilanordnung 53, mittels derer sich - bei Beaufschlagung des betreffenden Schaltmagneten - Hydraulikflüssigkeit in dem Differentialzylinder 20 einsperren lässt, wodurch der Differentialzylinder 20 blockiert, das heißt die Stellung der Kolbenstange 22 fixiert wird. Durch die sich ergebende Fixierung des Rückhaltebügels 8 in seiner Stellung, insbesondere in seiner vollständig geöffneten Stellung, kann der Rückhaltebügel 8 als Einstiegshilfe dienen.
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Nachfolgend werden nunmehr die verschiedenen Modi der Elektronikeinheit 88 mit Bezug auf 5 genauer beschrieben.
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Über die übergeordnete Fahrgeschäft- Steuerung kann die Elektronikeinheit 88 wahlweise in einen ersten oder einen zweiten Messmodus geschaltet werden. Während der normalen Fahrt des Fahrgeschäfts ist eine Art Betriebsmodus aktiviert und es werden die vom Kolbenstellungssensor 42 im Stillstand ermittelten Ist- Stellungen der Kolbenstange 22 in einer vorab frei definierbaren Auflösung im Speicher abgelegt. Über diese Daten kann beispielsweise der Dichtheitszustand der Verriegelungseinheit 10 bewertet werden und eine schleichende Abnutzung festgestellt werden.
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Darüber hinaus können über die im Speicher abgelegten Daten zur Ist- Stellung der Kolbenstange 22 auch Auswertungen in Bezug auf die Belegung des Fahrgeschäfts getroffen werden. Beispielsweise kann so auf dieser Datengrundlage eine Verriegelungseinheit 10 einer besonders häufig frequentierten Fahrgastaufnahme 1 nach einer gewissen Zeit mit einer Verriegelungseinheit 10 einer deutlich weniger frequentierten Fahrgastaufnahme 1 getauscht werden, um eine insgesamt homogenere Abnutzung zu erreichen.
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Wenn die Elektronikeinheit 88 von der übergeordneten Fahrgeschäft- Steuerung in den ersten Messmodus geschaltet wird, wird zunächst geprüft, ob das Rückhalteelement 6 geschlossen ist bzw. die Kolbenstange 22 in einer vorab definierten Stellung ist. Nur wenn die Kolbenstange 22 entsprechend in der ersten definierten Referenzposition ist, beginnt der erste Referenzzeitraum und die Ist- Stellungen der Kolbenstange 22 werden mittels des Kolbenstellungsensors 42 erfasst. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die erste definierte Referenzposition der Mindestschließposition der Fahrgast-Rückhaltevorrichtung 2 bzw. des Rückhalteelements 6. Sobald der erste Referenzzeitraum abgelaufen ist, vergleicht die Elektronikeinheit 88 die erfassten Ist-Stellungen mit dem ersten Grenzstellungsbereich. Sofern sämtliche erfassten Ist- Stellungen innerhalb des ersten Grenzstellungsbereichs liegen ist davon auszugehen, dass die Verriegelungseinheit 10 ausreichend dicht ist und es wird ein Gutsignal an die übergeordnete Fahrgeschäft- Steuerung ausgegeben. Anzumerken ist, dass sowohl der erste Referenzzeitraum als auch der erste Grenzstellungsbereich generell frei definierbar sind. Ferner kann der erste Messmodus im Sinne einer Schnellmessung auch so definiert werden, dass dieser regelmäßig vor Fahrtantritt automatisch ausgeführt wird.
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Entsprechend kann die Elektronikeinheit 88 von der übergeordneten Fahrgeschäft- Steuerung in den zweiten Messmodus im Sinne einer Wartungsmessung geschaltet werden, wobei ebenfalls zunächst geprüft wird, ob das Rückhalteelement 6 geschlossen ist bzw. die Kolbenstange 22 in einer vorab definierten Stellung ist. Nur wenn die Kolbenstange 22 entsprechend in der zweiten definierten Referenzposition ist, beginnt der zweite Referenzzeitraum und die Ist- Stellungen der Kolbenstange 22 werden mittels des Kolbenstellungssensors 42 erfasst. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite definierte Referenzposition mit der ersten definierten Referenzposition identisch und entspricht der Mindestschließposition der Fahrgast-Rückhaltevorrichtung 2 bzw. des Rückhalteelements 6. Sobald der zweite Referenzzeitraum abgelaufen ist, vergleicht die Elektronikeinheit 88 die erfassten Ist- Stellungen mit dem zweiten Grenzstellungsbereich. Sofern sämtliche erfassten Ist- Stellungen innerhalb des zweiten Grenzstellungsbereichs liegen ist davon auszugehen, dass die Verriegelungseinheit 10 ausreichend dicht ist und es wird ein Gutsignal an die übergeordnete Fahrgeschäft- Steuerung ausgegeben. Auch für den zweiten Messmodus können sowohl der zweite Referenzzeitraum als auch der zweite Grenzstellungsbereich frei definiert werden. Ferner ist es denkbar, dass die Kolbenstange 22 vorab in eine Position verfahren wird, die einer vollständig geöffneten Fahrgast-Rückhaltevorrichtung 2 entspricht, wobei die Ist- Stellungen der Kolbenstange 22 erfasst werden. Sofern diese Position nicht erreicht wird, gibt die Elektronikeinheit 88 ein Warnsignal aus, was beispielsweise Rückschlüsse auf eine nicht ausreichende Vorspannung des Hydraulikspeichers 12 zulässt.
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Der Unterschied zwischen dem ersten Messmodus (Schnellmessung) und dem zweiten Messmodus (Wartungsmessung) ist darin zu sehen, dass die Bewegung der Kolbenstange 22 bei der Wartungsmessung zweckmäßigerweise über einen längeren Zeitraum überwacht wird. Die Wartungsmessung wird regelmäßig ohne Fahrgäste durchgeführt, sodass einzig mögliche Leckagen in der Verriegelungseinheit 10 oder Umwelteinflüsse zu einer Bewegung der Kolbenstange 22 führen. Insofern ist der zweite Grenzstellungsbereich bei der Wartungsmessung regelmäßig strikter definiert als bei Schnellmessung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrgastaufnahme
- 2
- Fahrgast-Rückhaltevorrichtung
- 3
- Basisstruktur
- 4
- Sitzträger
- 5
- Sitz
- 6
- Rückhalteelement
- 7
- Gelenk
- 8
- Rückhaltebügel
- 9
- Druckplatte
- 10
- Verriegelungseinheit
- 11
- Zylinder-Kolben-Einheit
- 12
- Hydraulikspeicher
- 13
- Feder-Kolbenspeicher
- 14
- Zylinder
- 15
- Freikolben
- 16
- Federraum
- 17
- Hydraulikraum
- 18
- Gasraum
- 19
- Zylinder
- 20
- Differentialzylinder
- 21
- Zylinder-Baugruppe
- 22
- Kolbenstange
- 23
- Zylindergehäuse
- 24
- Verschlussdeckel
- 25
- Anschlussblock
- 26
- Außenrohr
- 27
- Innenrohr
- 28
- Kopfteil
- 29
- Bodenteil
- 30
- Ringraum
- 31
- Bohrung
- 32
- Kolbenstangenarbeitsraum
- 33
- Rohrabschnitt
- 34
- Abschlussplatte
- 35
- Schaltplatte
- 36
- Kanal
- 37
- Übergabe
- 38
- Kanal
- 39
- Kolbenarbeitsraum
- 40
- Schaltschnittstelle
- 41
- Schaltmagnet
- 42
- Sensoranordnung/ Kolbenstellungssensor
- 43
- Spindel
- 44
- Gewindeabschnitt
- 45
- Hohlraum
- 46
- Kolben
- 47
- Spindelmutter
- 48
- Aufnehmer
- 49
- Schaltventil
- 50
- Rückschlagventil
- 51
- Drücker
- 52
- Schaltventil
- 53
- Sperrventilanordnung
- 54
- Zackenring
- 55
- Hauptteil
- 56
- Endstück
- 57
- Wälzlager
- 58
- erster Absatz
- 59
- zweiter Absatz
- 60
- Lagereinsatz
- 61
- Dichtungsring
- 62
- Dichtungsring
- 63
- Zackenring
- 64
- Buchse
- 65
- Stift
- 66
- Aufnahmeraum
- 67
- Drehteil
- 68
- Verschraubung
- 69
- Dichtung
- 70
- Deckel
- 71
- Kontaktbuchse
- 72
- Signal-Schnittstelle
- 73
- Signalleitung
- 74
- Sensor/ stationärer Teil
- 77
- Befüllanschluss
- 79
- Rückschlagventil
- 80
- Befüllstutzen
- 81
- Einsatz
- 82
- primäres Dichtelement
- 83
- sekundäres Dichtelement
- 84
- Verschlussschraube
- 85
- Ölseite
- 86
- stranggepresstes Doppelrohrprofil
- 87
- weiterer Rohrabschnitt
- 88
- Elektronikeinheit
- 89
- Auswerteschaltung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3237684 A1 [0002]
- DE 102019216083 A1 [0002]
