DE19839048A1 - Sensorgesteuerte Einheit zur Erkennung von Personen auf einer muldenförmigen oder geschlossenen Rutschbahn, insbesondere Wasserrutschbahn - Google Patents

Abstract

Sensorgesteuerte Einheit zur Erkennung von Personen auf muldenförmigen oder geschlossenen Rutschbahnen, insbesondere Wasserrutschbahnen, mit zumindest zwei zueinander beabstandeten Sensoren (19), die einem zu überwachenden Abschnitt einer Rutschbahn (11) zugeordnet sind, mit einer Schaltung (22), welche von den Sensoren (19) erfaßte Signale verarbeitet und an eine Programmsteuerung (23) weiterleitet und eine Vorrichtung (24) ansteuert, wobei die Sensoren (19) als photoelektrische Bauelemente ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine sensorgesteuerte Einheit zur Erkennung von Personen auf einer muldenförmigen oder geschlossenen Rutschbahn, insbesondere Was­ serrutschbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-U 88 13 110.6 ist eine Wasserrutschbahn bekannt, welche von einer erhöhten Plattform in ein Wasserbecken führt, wobei am Eingang und am Aus­ gang der Rutsche eine Lichtschranke angeordnet ist. Diese Lichtschranke ist als Reflektionslichtschranke ausgebildet und dient zur Zeiterfassung, um zu ermitteln, wie lange eine Person benötigt, um vom Einstieg in das Landebecken zu rutschen. Über eine Anzeigetafel wird die benötigte Rutschdauer angezeigt.

Die Praxis hat gezeigt, daß der Einsatz von Reflektionslichtschranken sehr unbe­ friedigend ist. Aufgrund der sich auf der Lichtschranke niederschlagenden Was­ sertropfen oder des Kondenswassers kann eine gesicherte Erfassung einer Per­ son nicht gewährleistet werden, welche die Lichtschranke passiert. Des weiteren kann beispielsweise das auf der Rutsche geführte Wasser ein Signal auslösen. Sofern die Reflektionslichtschranken gegenüber dem tiefsten Punkt der Rutsche erhöht angeordnet sind, um zu vermeiden, daß gegebenenfalls das auf der Was­ serrutschbahn geführte Wasser ein Signal auslöst, kann der Fall auftreten, daß eine Person unter der Lichtschranke hindurchrutscht, ohne daß die Lichtschranke durchbrochen wird, um ein Signal an die Anzeigevorrichtung weiterzuleiten.

Insbesondere bei Wasserrutschbahnen, welche geschlossen sind und darüber hinaus in ihrer Ausgestaltung eine schwarze Rutsche aufweisen, ist aus Sicher­ heitsgründen vom Technischen Überwachungsverein vorgeschrieben, daß eine Erkennungs- und Überwachungseinheit an Rutschbahnen vorzusehen ist. Da­ durch soll sichergestellt werden, daß eine Person die Rutsche erst dann betritt, wenn die Rutsche frei ist oder wenn die auf der Rutsche sich befindende Person nahe dem Ausstieg ist, so daß kein Aufprall zweier Personen auf einer Rutsche möglich ist. Bislang wurde hierfür eine zeitgesteuerte Ampelanlage vorgesehen, welche in einem bestimmten Rhythmus von "Rot" auf "Grün" umschaltet, um die Rutschbahn freizugeben und die sich nach kurzer Dauer wieder auf "Rot" zurück­ setzt. Durch diese zeitgesteuerten Ampelanlagen ist jedoch nicht gewährleistet, daß die Unfallgefahr vermieden wird.

Auch der Einsatz von Reflektionslichtschranken, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, haben sich in der Praxis nicht bewährt, um eine Überwachung si­ cherzustellen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine sensorgesteuerte Einheit zu schaffen, welche eine sichere Erkennung von Personen auf einer Rutsche er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst. Durch den Einsatz von photoelektrischen Bauelementen ist ermöglicht, daß eine sichere Erkennung gegeben ist. Derartige Bauelemente reagieren auf Hellig­ keitsunterschiede, so daß bei dem Überfahren des Sensors durch eine Person mit Sicherheit ein Signal ausgelöst werden kann. Das auf der Rutsche mitgeführte Wasser löst bei dem photoelektrischen Bauelement kein Signal aus. Auch auf der Meßfläche des Sensors sich gegebenenfalls befindendes Kondenswasser oder Wassertropfen beeinträchtigen die Erfassung von Personen zur Auslösung eines Signals nicht.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die sen­ sorgesteuerte Einheit eine Ampelanlage steuert, so daß eine Überwachungsein­ heit gegeben ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß am Einstieg der Rutschbahn photoelektrische Bauelemente vorgesehen sind, um den Einstieg ei­ ner Person in die Wasserrutschbahn zu erfassen. Unmittelbar bei der Erfassung kann die Ampelanlage von "Grün" auf "Rot" umgeschaltet werden. Beispielsweise kann die Schaltung derart ausgelegt sein, daß nach einer gewissen Zeitdauer die Ampelanlage automatisch wieder auf "Grün" umschaltet. Die Zeitdauer kann derart ausgelegt sein, daß im Normalfall eine Person die Wasserrutschbahn wieder ver­ lassen hat.

Vorteilhafterweise ist jedoch vorgesehen, daß am oder in der Nähe des Ausstie­ ges ebenfalls eine sensorgesteuerte Einheit mit photoelektrischen Sensoren vor­ gesehen ist. Dadurch kann erfaßt werden, ob die am Einstieg erfaßte Person die Wasserrutschbahn wieder am Ausstieg verlassen hat. Die Ampelanlage wird dann von "Rot" auf "Grün" umgeschalten, wenn die auf der Wasserrutschbahn sich be­ findende Person an den an dem Ausstieg angeordneten Sensoren ein Signal aus­ gelöst hat.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Sensoren in Bohrungen der Rutsche positioniert sind und bündig mit der Rutschfläche abschließen. Die photoelektri­ schen Bauelemente sind im Durchmesser im Verhältnis zur Größe eines Tunnels der Rutsche, insbesondere Wasserrutschbahnen, verschwindend klein ausgebil­ det, so daß eine Beeinträchtigung der Tragfähigkeit und der Festigkeit durch das Einsetzen der Sensoren vernachlässigbar ist.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Sensoren geringfügig gegenüber der Rutschfläche nach außen versetzt sind, so daß die Bohrung mittels einem trans­ parenten Kunststoff, vorzugsweise einem Harz, aus welchem auch der Körper der Rutschbahn hergestellt ist, aufgefüllt wird, so daß eine ebene und glatte Rutschfläche beibehalten werden kann. Diese Oberfläche wird anschließend ge­ schliffen und poliert, so daß eine Streuung des Lichtes verhindert wird, damit eine sichere Erfassung von Personen bzw. Auslösung von Signalen ermöglicht ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere Sensoren auf einem Kreissegment an der Rutsche angeordnet sind. Da­ durch kann ein gewisser Bereich über den Umfang der Rutsche verteilt überwacht werden. In Abhängigkeit der Sicherheitsvorschriften kann beispielsweise ein Be­ reich von 30° überwacht werden. Dieser Bereich kann auch beliebig vergrößert werden und bis zu 360° umfassen.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß der Abstand zwei zueinander benachbarten Sensoren kleiner als das Maß einer seitlichen Körperlage von Kindern ist. Dadurch kann sichergestellt werden, daß unabhängig der Körperlage eine Erfassung der auf der Rutschbahn sich befindenden Person erfolgen kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Anordnung ei­ ner Lichtquelle vorgesehen, die den Sensoren gegenüberliegend angeordnet ist. Dadurch ist ermöglicht, daß immer gleichbleibende Lichtverhältnisse geschaffen werden, die zu einer sicheren Signalauslösung beitragen. Insbesondere bei schwarzen, geschlossenen Wasserrutschbahnen ist die Anordnung einer Licht­ quelle erforderlich, da das gegebenenfalls in die Röhre einfallende Streulicht nicht hinreichend für eine sichere Signalauslösung ist.

Des weiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die an die Steuereinheit an­ schließbare Vorrichtung eine Nebelanlage, ein Stroboskop oder dergleichen ist. Dadurch kann vorteilhafterweise bei geschlossenen schwarzen Rutschbahnen bzw. Wasserrutschbahnen ermöglicht werden, daß während einer Rutschpartie unterschiedliche Effekte auf die Person einwirken können, wodurch der Erlebnis­ wert derartiger Rutschbahnen wesentlich gesteigert werden kann.

Nachfolgend ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung, der Beschreibung und den Patentansprüchen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer geschlossenen Wasser­ rutschbahn mit einer sensorgesteuerten Einheit,

Fig. 2 ein schematischer Querschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1,

Fig. 3 eine Detailansicht gemäß Pfeil X in Fig. 2 und

Fig. 4 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen sensorgesteuerten Einheit.

In Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Rutschbahn 11 dargestellt. Hierbei handelt es sich vorteilhafterweise um eine Wasserrutschbahn, welche im Ausführungsbeispiel als geschlossene Wasserrutschbahn dargestellt ist. Diese geschlossenen Wasserrutschbahnen 11 können unterschiedlich eingefärbt oder auch transparent ausgebildet sein. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wasserrutschbahn schwarz eingefärbt.

Von einer erhöhten Plattform 13 aus, welche am Einstieg der Rutsche angeordnet ist, führt die Rutsche in ein Landebecken 14. Die Wasserrutschbahn 11 kann im Gefälle unterschiedlich ausgebildet sein und sowohl ein als auch mehrere Win­ dungen oder dergleichen aufweisen.

Eine sensorgesteuerte Einheit 17 besteht zumindest aus einem oder mehreren Sensoren 19, einer Schaltung 22, einer Prozeßsteuerung 23 und einer Anzeige­ vorrichtung 24 oder einer sonstigen, steuerbaren Vorrichtung.

Zur Überwachung von Wasserrutschbahnen 11 ist die sensorgesteuerte Einheit 17 um eine Schaltung 22 und die dazugehörigen Sensoren 19 erweitert.

Am Einstieg 12 und Ausstieg 16 sind jeweils Sensoren 19 und die Schaltung 22 vorgesehen. Diese Sensoren 19 sind vorteilhafterweise mit einem geringen Ab­ stand zum jeweils äußeren Rand 18 des Einstiegs 12 und Ausstieg 16 angeord­ net. Die Sensoren 19 sind jeweils über eine elektrische Leitung 21 mit der jeweili­ gen Schaltung 22 verbunden. Die Schaltung 22 ist vorteilhafterweise ortsnah zu den Sensoren 19 angeordnet. Die am Einstieg 12 und Ausstieg 16 angeordneten Schaltungen 22 sind mit einer Prozeßsteuerung 23 verbunden, welche an einem gut zugänglichen Ort vorgesehen sein kann. Die Prozeßsteuerung 23 setzt eine Anzeigevorrichtung 24, welche als Ampel ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Be­ triebszustandes auf "Rot" oder "Grün".

Die Sensoren 19 sind als photoelektrische Bauelemente ausgebildet, welche ge­ mäß der Fig. 2 über den Kreisumfang vorzugsweise gleichmäßig verteilt, ange­ ordnet sind. Beispielsweise bei einem geradlinig ausgebildeten Abschnitt der Rut­ sche kann vorgesehen sein, daß ein Bereich der Wasserrutschbahn von bei­ spielsweise einer 4-Uhr-Stellung bis zu einer 8-Uhr-Stellung überwacht wird. Soll hingegen ein Bereich überwacht werden, der in einer Kurve oder Windung liegt, kann sich der zu überwachende Bereich nach links oder rechts oben verschieben, so daß der Bereich umfaßt wird, in dem im Normalfall die Person rutscht.

Der Abstand der Sensoren zueinander ist kleiner als das Maß ausgebildet, wel­ ches sich durch eine seitliche Körperlage eines Kindes ergibt. Die Anzahl der vor­ zugsweise auf einem Kreisquerschnitt angeordneten Sensoren kann beliebig va­ riiert werden. Es kann auch eine voll umfängliche Anordnung der Sensoren 19 vorgesehen sein.

Die Sensoren sind vorteilhafterweise in eine Bohrung 26 einer Wand 26 der Rut­ sche 11 eingesetzt. Damit eine geschlossene Rutschoberfläche gegeben ist, wird die Bohrung 26 mit einem Füllstoff 28, vorzugsweise Kunststoff, der vorteilhafter­ weise dem der Wand 27 entspricht, eingefüllt. Dieser Füllstoff 28 ist transparent ausgebildet. Dessen Oberfläche 29 wird geschliffen und vorzugsweise auch po­ liert, so daß Reflektionen vermieden werden und eine gute Lichtdurchlässigkeit gegeben ist.

Die sensorgesteuerte Einheit 17 kann als Nachrüstsatz für Wasserrutschbahnen ausgebildet sein. Dieser umfaßt, wie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, die Sensoren 19, eine den Sensoren 19 zugeordnete Schaltung 22, eine Prozeß­ steuerung 23 und eine entsprechende Vorrichtung 24. Für den Einsatz der sen­ sorgesteuerten Einheit 17 als Überwachungsanlage ist vorteilhafterweise vorge­ sehen, daß die Sensoren 19 und die dazugehörige Schaltung 22 in zweifacher oder mehrfacher Ausfertigung vorliegen, zum einen für den Einstieg und zum an­ deren für den Ausstieg. Darüber hinaus ist eine Ampelanlage bzw. ein Anzeigege­ rät 24 vorgesehen. Um beispielsweise Effekte zu erzielen, kann die erfindungs­ gemäße sensorgesteuerte Einheit 17 eine Nebelanlage, ein Stroboskop oder wei­ tere Vorrichtungen zur Erzielung von Effekten vorgesehen sein. Diese Anwendung kann an beliebiger Stelle entlang der Rutschbahn 11 angeordnet sein. Bei allen Anwendungsfällen ist jedoch gemeinsam, daß sichergestellt sein muß, wonach die Rutschfläche geschlossen ist und daß die an die Wasserrutschbahn 11 angren­ zenden Geräte der Wasserrutschbahn 11 gegenüber elektrisch isoliert vorgesehen sind.

Die Überwachung der Wasserrutschbahn erfolgt wie nachfolgend beschrieben:
In einer Ausgangsposition steht die Anzeigevorrichtung 24 auf "Grün". Nachdem eine Person den Einstieg 12 passiert hat, wird durch den Helligkeitsunterschied an den Sensoren 19 ein Signal ausgelöst, welches durch die Schaltung 22 weiterver­ arbeitet wird. Dieses Signal wird von der Schaltung 22 an die Prozeßsteuerung 23 weitergeleitet, wodurch die Anzeigevorrichtung 24 auf "Rot" gesetzt wird. Nach­ dem die Person am Ausstieg 16 die Sensoren 19 passiert hat, erfolgt ein analoger Vorgang wie am Einstieg 12 beschrieben. Nunmehr wird jedoch durch die Prozeß­ steuerung 23 die Anzeigevorrichtung 24 wieder auf "Grün" gesetzt.

Die Schaltung 22 ist vorteilhafterweise mit 24 V Gleichstrom betrieben. Der Sensor 19 reagiert auf Helligkeitsdifferenzen. Dabei wird eine Spannung erzeugt. Sobald diese beispielsweise über ca. 2 V liegt, schaltet eine Darlingtonstufe durch, wo­ durch ein Strom durch ein Relais fließt und somit ein Kontakt geschlossen wird. Dieser Schaltvorgang kann durch eine oder mehrere Sensoren 19 ausgelöst wer­ den, wodurch die Schaltung 22 das Signal an die Prozeßsteuerung 23 weitergibt, so daß hier eine Person erkannt wurde. Die Darlingtonstufe oder eine entspre­ chende Einheit ist einer Diode zugeordnet, welche vor einer Induktionsspannung einer Spule schützt, die beim Abschalten des Relais auftritt. Die komplette Schal­ tung 22 besteht beispielsweise aus sechs identischen Baugruppen, deren Aus­ gänge zusammen auf ein gemeinsames Relais arbeiten, um das Signal an die Prozeßsteuerung 23 weiterzuleiten. Dadurch kann der zusätzliche Effekt erzielt werden, daß zwei benachbarte Schaltkreise, die nur fast durchgeschaltet sind, in der Summe den nötigen Strom zum Auslösen des Relais liefern, wodurch eine Erhöhung der Sicherheit in der Erfassung einer Person gegeben sein kann. Die für die Schaltung 22 notwendige Schalthysterese, die ein Flattern des Relais im Grenzbereich verhindert, ergibt sich dadurch, daß der minimale Strom, den das Relais zum Anziehen benötigt, deutlich höher ist als der minimale Haltestrom. Die Sensoren 19 können in der Empfindlichkeit durch einen veränderbaren Wider­ stand eingestellt werden. Somit kann eine an jeweilige Umgebung angepaßte Ein­ stellung erfolgen. Dies ist beispielsweise bei einer transparenten Röhre anders als bei einer teilweise transparenten Röhre oder einer geschlossenen schwarzen Röhre.

Bei einer geschlossenen schwarzen Röhre ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß den Sensoren 19 gegenüberliegend eine Lichtquelle 31 angeordnet ist. Hierbei ist vorteilhafterweise eine langlebige Leuchtstoffröhre vorgesehen. Weitere Licht­ quellen sind ebenfalls einsetzbar. Dadurch können definierte Umgebungsverhält­ nisse geschaffen werden, um auch die Empfindlichkeit der Sensoren für die Aus­ lösung eines Signals exakt einstellen zu können.

Bei transparenten oder teilweise transparenten Wasserrutschbahnen, welche ebenfalls geschlossen sind, kann ebenso eine derartige Lichtquelle 31 vorgesehen sein, um die Sicherheit für die Erkennung zu erhöhen. Des weiteren kann vorge­ sehen sein, daß beispielsweise bei ausreichendem Tageslicht die Lichtquelle aus­ geschalten ist und das Tageslicht ausreicht, damit ein Signal ausgelöst werden kann. Ungünstige Lichtverhältnisse, beispielsweise schlechtes Wetter oder Ein­ bruch der Dunkelheit, kann durch ein weiteres photoelektrisches Bauelement, wel­ ches außerhalb der geschlossenen Wasserrutschbahn angeordnet ist, erkannt werden. Über eine Steuerung kann entsprechend der herrschenden Helligkeit au­ ßerhalb der Röhre die Lichtquelle mehr oder weniger zugeschaltet werden, so daß in der Röhre gleichmäßige Lichtverhältnisse herrschen, um die Auslösung eines Signals sicherzustellen.

Um die Zykluszeiten für den Einstieg in die Wasserrutschbahn 11 zu verkürzen, kann vorgesehen sein, daß in die am Ausstieg 16 angeordnete sensorgesteuerte Einheit 17 in Richtung auf die Mitte der Wasserrutschbahn 11 versetzt wird. Dies kann in Abhängigkeit des jeweiligen Betreibers ausgestaltet werden.

Claims (11)

1. Sensorgesteuerte Einheit zur Erkennung von Personen auf muldenförmigen oder geschlossenen Rutschbahnen, insbesondere Wasserrutschbahnen, mit zumindest zwei zueinander beabstandeten Sensoren (19), die einem zu überwachenden Abschnitt einer Rutschbahn (11) zugeordnet sind, mit einer Schaltung (22), welche von den Sensoren (19) erfaßte Signale verarbeitet und an eine Programmsteuerung (23) weiterleitet und eine Vorrichtung (24) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (19) als photoelektri­ sche Bauelemente ausgebildet sind.

2. Sensorgesteuerte Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (24) als Ampelanlage für eine Überwachungseinheit ausge­ bildet ist.

3. Sensorgesteuerte Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Einstieg (12) der Rutschbahn (11) und im Verlauf der Rutschbahn (11), vorzugsweise nahe dem Ausstieg (16), Sensoren (19) mit einer zugehö­ rigen Schaltung (22) vorgesehen sind, welche die erfaßten Signale an eine Prozeßsteuerung (23) weiterleiten.

4. Sensorgesteuerte Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoren (19) in Bohrungen (26) der Rutsch­ bahn (11) positioniert sind, welche vorzugsweise zur Rutschfläche hin mit ei­ nem transparenten Füllstoff (28) verschlossen sind.

5. Sensorgesteuerte Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (29) des Füllstoffes (28) geschliffen und vorzugsweise poliert ist.

6. Sensorgesteuerte Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand der Sensoren (19) zueinander klei­ ner als das Maß eines Körpers von einer Person bei seitlicher Körperlage auf der Rutschfläche ist.

7. Sensorgesteuerte Einheit nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (19) kreissegmentartig zur Rutschfläche, vorzugsweise gleichmäßig zueinander beabstandet, vorgesehen sind.

8. Sensorgesteuerte Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Wasserrutschbahnen (11) die Sensoren (19) im Bereich der zumindest teilweise mit Wasser benetzten Rutschfläche an­ geordnet sind.

9. Sensorgesteuerte Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß den Sensoren (19) gegenüberliegend eine Licht­ quelle (31) angeordnet ist.

10. Sensorgesteuerte Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Schwellwert der Sensoren (19) in bezug auf den zu überwachenden Abstand einstellbar ist.

11. Sensorgesteuerte Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (24) als Nebelanlage, Stroboskop oder dergleichen ausgebil­ det ist.