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Die
Erfindung betrifft ein Riesenrad, bei dem Fahrgastkabinen am Umfang
des Rades angeordnet sind und die horizontale Hauptachse des Riesenrades
am oberen Ende eines Traggestells drehbar gelagert ist, wobei das
Riesenrad mittels einer Antriebseinrichtung in Drehung versetzt
werden kann. Das Riesenrad weist dabei eine Konstruktion aus Radkranz
und Speichen bzw. Trägerelementen
auf, die insbesondere große
Raddurchmesser ermöglicht.
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Bekannt
sind Riesenräder,
die sich um die horizontal gelagerte Hauptachse des Riesenrades drehen,
wobei die Fahrgastkabinen am äußeren Umfang
des Riesenrades angebracht sind. Üblich sind Konstruktionen,
bei denen ein äußerer Radkranz über mehrere
Trägerelemente
mit der horizontalen Hauptachse verbunden ist.
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Diese
Bauweise wird insbesondere für
transportable Riesenräder
eingesetzt. Der Durchmesser des Rades, welcher die Größe des Riesenrades
bestimmt, wird dabei insbesondere durch die Anforderungen begrenzt,
welche sich durch den Transport im Strassenverkehr und durch einen
möglichst
schnellen Auf- und Abbau ohne weitere Hilfsmittel vor Ort ergeben.
So weisen transportable Riesenräder üblicherweise
einen Durchmesser bis etwa 70 m auf.
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Aus
DE 29 37 703 ist eine Speichenkonstruktion
für transportable
Riesenräder
mit einer Größe von mehr
als 50 m bekannt. Die Speichenkonstruktion besteht aus mit der Riesenradtrommel
verbundenen Gitterträgern
als Speichen bzw. Trägerelementen,
die untereinander peripher mit einem Antriebskranz sowie mit ringbildenden
Streben verbunden sind, wobei der einzelne Gitterträger im Bereich
etwa der halben Länge
geteilt ist und die Teile gelenkig miteinander verbunden sind.
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Stationäre Riesenräder können in
der Regel die gleichen Konstruktionsprinzipien aufweisen wie transportable
Riesenräder.
Im Gegensatz zu den transportablen Riesenräder, welche im Strassenverkehr
transportiert werden und in möglichst
kurzer Zeit auf- und abgebaut werden müssen, wird die Größe der stationären Riesenräder im Wesentlichen
durch die Stabilität
der Konstruktion begrenzt.
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Um
auch an einem festen Standpunkt die Attraktivität für Fahrgäste zu erhalten, sollen stationäre Riesenräder jedoch
möglichst
hoch sein und mehr Komfort für
den Fahrgast bieten wie beispielsweise eine Bewirtung während der
Fahrt. Dies ist in der Regel sowohl mit einem höheren Gewicht des Rades an sich
als auch mit einem höheren
Gewicht der größeren Fahrgastkabinen
verbunden.
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Die
größeren Durchmesser
und das höhere Gewicht
erfordern materialaufwendige und raumfüllende Konstruktionen, um die
notwendige Stabilität zu
erreichen. Üblicherweise
wird damit die Aussicht aus den Fahrgastkabinen, welche die Attraktivität eines
Riesenrades hauptsächlich
ausmacht, zum Teil stark beeinträchtigt.
Um diesen Nachteil zu beheben, wurden spezielle Konstruktionen entwickelt.
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Aus
JP 2003210853 ist ein
Riesenrad bekannt, welches einen kreisförmig befestigten Ring aufweist,
der einen starren Körper
und einen sich drehenden Ring umfasst. Der befestigte Ring ist auf Stützmitteln
angebracht, während
der sich drehenden Ring so gestützt
wird, dass er den befestigten Ring durch die Zuführung der Kraft einer Antriebsquelle
umkreisen kann. Die Fahrgastkabinen sind dabei an dem sich drehenden
Ring angebracht.
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Auch
DE 298 17 694 beschreibt
ein Riesenrad auf Schienen, wobei die Fahrgastgondeln im Rundfahrbetrieb
an einer kreisförmigen
Schiene entlang geführt
werden.
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Da
Riesenräder üblicherweise
im Freien stehen, sind die Anforderungen an die Stabilität insbesondere
bei großen
Raddurchmessern nicht nur durch das Gewicht und die Bewegung des
Rades selbst bestimmt sondern auch durch Wettereinflüße wie beispielsweise
Winde. Um die notwendige Stabilität zu erhalten, ist bisher der
Einsatz von Spannmitteln insbesondere von Drahtseilen üblich.
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So
ist aus
JP 2005211461 ein
Riesenrad bekannt, in dem von den Enden der Rotationsachse des sich
drehenden Rades zum äußeren Radumfang
hin eine Vielzahl von Trägerelementen
angeordnet sind, welche das sich drehende Rad gleichmäßig unterteilen.
Der verbindende Teil jedes Trägerelementes
zu den Enden der Rotationsachse verzweigt sich in zwei Teile und
die verzweigten Teile werden jeweils mit dem Achsenende verankert.
Zwischen dem Achsenende und dem äußeren Radumfang,
zwischen dem Achsenende und dem axialen Teil jedes Trägerelementes
und zwischen dem axialen Teil jedes Trägerelementes und dem äußeren Radumfang
werden unter Anwenden einer Vorspannung Spannmittel, bevorzugt Drahtseile,
verankert.
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Aus
DE 201 12 709 und
DE 20 2004 003 495 ist
ein Riesenrad bekannt, welches aus einem Radkranz besteht, welcher
durch ein Tragrohr gebildet wird. Der Radkranz bzw. das Tragrohr
ist über Spannmittel
insbesondere Seile zu den achsseitigen Flanschen hin stabil verspannt
und seine Achse endseitig auf mindestens je einem fachwerkartigem, standfest
verspannten Traggestell drehbar gelagert, wobei das Tragrohr aus
einem kreisförmig
gebogenem, hochfesten und korrosionsarmen Rohr besteht.
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Nachteil
dieser Konstruktionen ist, dass die Spannmittel relativ dicht gesetzt
werden müssen. Dies
kann zu Beeinträchtigungen
der Aussicht führen,
obwohl die einzelnen Spannmittel an sich einen vergleichsweise geringen
Durchmesser haben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Riesenrad mit einer
horizontalen Hauptachse zur Verfügung
zu stellen, das auch bei großen Raddurchmessern
und hohem Gewicht die notwendige Stabilität aufweist und an allen Punkten
des Umlaufs eine ungehinderte Aussicht aus den Fahrgastkabinen ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird durch ein Riesenrad (6) mit einer horizontalen
Hauptachse (1) gelöst,
welches einen Radkranz (3) und radial zur horizontalen
Hauptachse (1) verlaufende Trägerelemente (4) umfasst, wobei
das Riesenrad (6) einen Durchmesser von mindestens 70 m
und höchstens
16 Trägerelemente (4)
aufweist. Das Riesenrad (6) ist um die horizontale Hauptachse
(1) drehbar gelagert und kann gegebenenfalls mittels einer
Antriebseinrichtung in Drehung versetzt werden. Das Riesenrad (6)
umfasst bevorzugt eine Vielzahl von Fahrgastkabinen (5),
welche am Radkranz (3) angeordnet sind. Bevorzugt ist es auch,
wenn das Riesenrad (6) zusätzlich ein Traggestell (2)
zu seiner Abstützung
auf einer Grundfläche (7)
aufweist, welches mit der horizontalen Hauptachse (1) verbunden
ist.
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Um
bei einer reduzierten Anzahl der Trägerelemente (4) eine
ausreichende Stabilität
des Riesenrads (6) insbesondere gegen starke Querkräfte wie
beispielsweise Seitenwind oder Bodenerschütterungen zu gewähren, müssen die
Geometrie und das Material des Radkranzes (3) sowie der
Trägerelemente
(4) optimiert werden. Es war für den Fachmann überaus erstaunlich
und nicht zu erwarten, dass trotz der geringen Anzahl der Trägerelemente (4)
ein solch großer
Durchmesser des Radkranzes (3), insbesondere für ein Riesenrad
(6), bautechnisch sicher möglich ist.
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Aufgrund
der geringen Anzahl der Trägerelemente
(4) wirkt die Anmutung des erfindungsgemäßen Riesenrades
(6) sehr filigran. Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht an
allen Punkten des Umlauf des Riesenrades (6) eine gute
Aussicht bei geringer Windanfälligkeit
und großer
Standsicherheit.
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Die 1 bis 7b zeigen
eine besonders bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Sie stellen Folgendes dar:
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1 Vorderansicht
des Riesenrads (6)
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2 Seitenansicht
des Riesenrads (6)
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3 Detailansicht
der Trägerelementpaare (4a)
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4, 5 Detailansichten
der horizontalen Hauptachse (1)
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6 Aufsicht
auf das Riesenrad (6)
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7a, 7b Detailansicht
einer Fahrgastkabine (5)
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In
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind die Trägerelemente (4) so angeordnet,
dass sie den Radkranz (3) in gleich große Kreissegmente teilen. Sie
verbinden das eine Ende der horizontalen Hauptachse (1a)
sowie das andere Ende der horizontalen Hauptachse (1b)
mit dem Radkranz (3). Die Trägerelemente (4) sind
bevorzugt paarweise angeordnet, so dass sie ein Trägerelementpaar
(4a) bilden. Die Trägerelemente
(4) eines Trägerelementpaares
(4a) sind besonders bevorzugt an den Enden der horizontalen
Hauptachse (1) symmetrisch und sich gegenüberliegend
angeordnet, so dass die Kraft, welche die Trägerelemente aufnehmen und jeweils
an einem Ende der horizontalen Hauptachse (1a oder 1b)
in diese eingeleiten, die Häfte
der entsprechend am Radkranz auftretenden Kraft aufweist. Ganz besonders
bevorzugt liegt jeweils ein Trägerelement
(4) eines Trägerelementpaares
(4a) an einem Ende der horizontalen Hauptachse (1a)
dem zweiten Trägerelement
(4) des Trägerelementpaares
(4a) am anderen Ende der horizontalen Hauptachse (1b)
gegenüber.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind das Trägerelementpaar (4a)
und der Radkranz (3) so angeordnet, dass das Trägerelementpaar
(4a) den Radkranz (3) in der Spiegelebene A schneidet.
Die Spiegelebene A erstreckt sich senkrecht zur horizontalen Hauptachse (1)
und liegt parallel zu der Ebene, in welcher der Radkranz (3)
liegt, wobei die Spiegelebene A die horizontale Hauptachse (1)
mittig halbiert.
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Bevorzugt
weist das Riesenrad (6) einen rautenförmigen Querschnitt auf (vgl. 2).
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Insbesondere
die Trägerelemente
(4) müssen
das erfindungsgemäße Riesenrad
(6) stabilisieren. Entscheidend für einen gleichmäßigen Radumlauf
ist dabei die Steifigkeit der erfindungsgemäßen Konstruktion. Die Steifigkeit
ist das Produkt aus dem Elastizitätsmodul E, einer Materialkonstanten,
und dem Trägheitsmoment
I, welches von der Geometrie abhängt.
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Um
eine symmetrische Belastung der Trägerelemente (4) zu
erreichen, weisen die Trägerelemente
(4) bevorzugt einen punktsymmetrischen Querschnitt auf.
Der Fachmann versteht, dass sowohl Vollkörper als auch Hohlkörper als
Trägerelemente
(4) eingesetzt werden können.
Bei der Verwendung von Vollkörpern
sind bei gleicher Steifigkeit kleinere Durchmesser möglich als
bei der Verwendung von Hohlkörpern.
Jedoch hat die Verwendung von Vollkörpern ein höheres Gewicht zur Folge. Besonders
bevorzugt werden in der vorliegenden Erfindung daher Hohlkörper, ganz
besonders bevorzugt zylindrische Hohlkörper, eingesetzt. Der Fachmann versteht,
dass zylindrische Hohlkörper
bevorzugt rund oder oval sind, aber auch jeden beliebigen anderen
Querschnitt aufweisen können.
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Um
die auftretenden Kräfte
in den Trägerelementen
(4) gleichmäßig zu verteilen,
ist der Querschnitt der Trägerelemente
(4) bevorzugt rund. Die erfindungsgemäßen Trägerelemente (4) können beispielsweise
Rohre oder Röhren
sein. Die notwendigen Durchmesser und Wandstärken hängen dabei auch von Gewicht
und Durchmesser des Radkranzes (3) ab.
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Für die Stabilität des Riesenrades
ist nicht nur die geometrische Ausgestaltung der Trägerelemente
(4) wichtig sondern auch das Material, aus welchem sie
hergestellt sind. Geeignete Materialien sind z.B. Metalle. In einer
ganz besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Trägerelemente (4) aus
einem Stahl oder einer Stahllegierung. Der Fachmann versteht jedoch, dass
auch andere Materialien, deren Elastizitätsmodul E in Verbindung mit
dem Trägheitsmoment
I eine ausreichende Steifigkeit ergeben wie beispielsweise Aluminium
oder Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe eingesetzt
werden können
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Am
Radkranz (3) sind bevorzugt die Fahrgastkabinen (5)
angeordnet. Sie können
auch innerhalb der Kreissegmente, in welche die Trägerelemente
(4) das Riesenrad (6) unterteilen, angeordnet sein.
Sie müssen
dabei so angebracht sein, dass der Kabinenboden in jedem Punkt des
Umlaufs parallel zum Erdboden ist. Darüber hinaus können sie
beispielsweise auch um ihre senkrechte Achse drehbar sein, um eine
gute Aussicht von allen Punkten der Kabine aus zu ermöglichen.
Die Fahrgastkabinen (5) können offen, sogenannte Gondeln,
oder geschlossen sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann das Riesenrad (6) zusätzlich ein mit der horizontalen Hauptachse
(1) verbundenes Traggestell (2)zur Abstützung des
Riesenrades (6) auf einer Grundfläche (7) umfassen,
wobei die horizontale Hauptachse (1) drehbar auf dem Traggestell
(2) gelagert ist.
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Um
eine symmetrische Belastung der Stützmaste (8) zu erreichen,
weisen die Stützmaste
(8) bevorzugt einen punktsymmetrischen Querschnitt auf. Der
Fachmann versteht, dass sowohl Vollkörper als auch Hohlkörper als
Stützmaste
(8) eingesetzt werden können.
Die Stützmaste
(8) sind bevorzugt rund oder oval, aber dem Fachmann ist
geläufig,
dass sie auch jeden beliebigen anderen Querschnitt aufweisen können.
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Für die Stabilität des Riesenrades
ist nicht nur die geometrische Ausgestaltung der Stützmaste (8)
wichtig sondern auch das Material, aus welchem sie hergestellt sind.
Geeignete Materialien sind z.B. Metalle insbesondere Stähle oder
Stahllegierungen. Der Fachmann versteht jedoch, dass auch andere Materialien
wie beispielsweise Aluminium oder Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe eingesetzt
werden können
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Traggestell (2) mindestens 5 Stützmaste
(8) auf. Besonders bevorzugt sind mindestens 2 Stützmaste (8)
an einem Ende der horizontalen Hauptachse (1a) und mindestens
3 Stützmaste
(8) an dem anderen Ende der horizontalen Hauptachse (1b)
angeordnet.
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Die
Symmetrie des Riesenrades (6) insbesondere in Bezug auf
die Spiegelebene A bewirkt, dass die im Riesenrad (6) auftretenden
Kräfte
gleichmäßig auf
die Stützmaste
(8) verteilt und von diesen aufgenommen werden. Der 3.
Stützmast
(8) an einem Ende der horizontalen Hauptachse (1b)
verhindert insbesondere ein Kippen des Riesenrades (6) um
die Achse, welche durch die Schnittgerade der Grundfläche (7)
mit der Spiegelebene A gebildet wird.
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Die
horizonale Hauptachse (1) ist auf dem Traggestell (2)
so gelagert, dass das Riesenrad (6), welches die Trägerelemente
(4) und den Radkranz (3) mit den Fahrgastkabinen
(5) umfasst, mittels einer geeigneten Antriebsvorrichtung
um die horizontale Hauptachse (1) gedreht werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Riesenrad
(6) eignet sich aufgrund seiner Größe bzw. seines Durchmessers
besonders als stationäres
Riesenrad. Der Fachmann versteht jedoch, dass es ohne weiteres möglich ist,
das Riesenrad (6) transportabel zu fertigen. In einer weiteren
Ausführungsform
kann das erfindungsgemäße Riesenrad
(6) daher auch so ausgestaltet sein, dass es in einzelne
Teile zerlegbar und wieder zusammensetzbar ist. Dies kann beispielsweise
durch den Einsatz lösbarer
Verbindungen erreicht werden.
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- 1
- horizontale
Hauptachse
- 1a
- erstes
Ende der horizontalen Hauptachse
- 1b
- zweites
Ende der horizontalen Hauptachse
- 2
- Traggestell
- 3
- Radkranz
- 4
- Trägerelement
- 4a
- Trägerelementpaar
- 5
- Fahrgastkabine
- 6
- Riesenrad
- 7
- Grundfläche
- 8
- Stützmast