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Von einer Kraftmaschine angetriebene Schaukel, bei der die Kraftwirkung
durch die Schaukelbewegung selbst steuerbar ist Bei den Schaukeln, die bisher schon
die wahlweise Einstellung der Schaukelhöhe durch den Schaukelnden. gestatten, geschieht
diese Einstellung entweder durch die Kraft des Schaukelnden selbst, nachdem gegebenenfalls
zu Beginn: der Schaukelbewegung ein Anstoß durch eine Kraftmaschine erteilt worden
ist. Es gibt jedoch auch schon Schaukeln, bei denen die Kraftwirkung durch die Schaukelbewegung
selbst steuerbar ist, jedoch erfolgt bei diesen Schaukeln die Krafteinwirkung nicht
während der ganzen Schwingungsphase synchron zu der Schwingung, so daß die Schaukelbewegung
durch die Wirkung der Kraftmaschine nicht in bestmöglicher Weise unterstützt wird.
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Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Schaukel, :deren
Gondel während jeder Schwingungsphase phasengleiche Anstöße durch die Kraftmaschine
erhält, so daß die einzelnen Stöße sich stets summieren und dadurch mit geringstem
Kraftaufwand eine möglichst große Schaukelhöhe zu erreichen gestatten. Gemäß der
Erfindung erfolgt die Kraftwirkung der Kraftmaschine auf die Schaukelbewegung nach
vollem Auslauf der Schwingungsphase in Richtung der jeweils ablaufenden Schwingung.
Als besonders, geeignet hat sich zur Erzeugung der phasengleichen Kraftwirkung ein
mit der Kraftmaschine verbundenes hin und her gehendes Glied erwiesen, das einen
Fühler steuert, der mittels einer Umschaltvorrichtung die auf die Gondel der Schaukel
einwirkende Kraftrichtung umsteuert.
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Die Erfindung läßt sich auf die verschiedenste Weise, so z. B. ,auf
elektromagnetischem und /oder mechanischem Wege verwirklichen. Eine besonders zweckmäßige
Art der Krafteinwirkung läßt sich mittels einer pneumatisch-elektrischen Vorrichtung
erreichen,
die in den Zeichnungen schematisch dargestellt und nachstehend beschrieben ist,
ohne daß jedoch die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt sein soll.
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Fig. i gibt ein Gesamtbild der erfindungsgemäßere Schaukel in perspektivischer
Sicht; Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch den als Preßluftmotor wirkenden Zylinder,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Hahn, der die Leitungsführung der Preßluft regelt,
und Fig. 4 einen Querschnitt durch den gleichen: Hahn in seiner zweiten Stellung.
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In einem Rahmengesttell i ist an vier an: den Stellen 2, 3, 4 und
5 drehbar gelagerten Armen 6 die Schaukel 7 in den Drehpunkten 8 aufgehängt. An
.den Armen 6,sind Gegengewichte 9 in .bekannter Weise befestigt. Zusammen und fest
verbunden mit wenigstens, einem der Arme 6 isst in dessen Drehlager, z. B. im Lager
2, ein Zahnrad io angeordnet. Falls eine Übersetzung erforderlich ist, wird in dessen
Nähe ein zweites Zahnrad i i mit anderem Durchmesser vorgesehen, das. mit dem Zahnrad
io durch eine Kette verbunden ist und mit einer Kurbel 12 ,gedreht werden kann.
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Die Kurbel 12 wird durch einen mit Preßluft beschickten Zylinder 13
mittels einer Pleuelstange 14 betätigt. Es ist :ersichtlich, daß durch abwechselndes
Drehen der Kurbel 12 in; verschiedener Richtung die Schaukel 7 allmählich aufgeschaukelt
werden kann, auch wenn die aufschaukelnde Kraft nicht besonders groß ist. Dazu ist
es jedoch erforderlich, daß die Antriebskraft stets zu der Zeit und in der Richtung
wirksam wird, die die Bewegungsrichtung der Schaukel unterstützt. Um dies zu erreichen,
ist an dem Zylinder 13 eine besondere Vorrichtung vorgesehen, die nachstehend beschrieben
wird.
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Mit der Pleuelstange 14., an -der der Kolben 15 befestigt ist, ist
über eine Schelle 16 eine Schaltstange 17 verbunden, die parallel zum Pleuel 14
verläuft. Mit einer anderen Schelle 18, die gleichzeitig als. Führung für die Pleuelstange
14 ausgebildet sein kann, ist ein Haltearm i9 an dem Zylinder 13 befestigt, an dem
in dem Schwenkpunkt 20 ein Hebel 2.1 gelagert ist, der über ein Gelenk 22 einen
in der Schwenkachse 23 gelagerten Fühler 24 mit Reibung gegen die Schaltstange 17
drückt. Auf dem Haltearm i9 ist ferner ein Umschalter 25 angebracht, zu dessen
Mittelkontakt 26 eine Stromzuleitung 27 führt, die je nach der Stellung des Umschalters
entweder über den Kontakt 28 in die Leitung 29 oder über den Kontakt 30 in
die Leitung 31 ihre Fortsetzung findet.
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Die Betätigung des Umschalters 2@5 erfolgt durch die Bewegung des
Pleuels. Man erkennt, daß bei der Bewegung des Pleuels in der Zeichnung nach oben
der Strom über die Leitung 31, bei Bewegung des Pleuels nach unten der Strom über
die Leitung 29 fließt, weil der Pleuel, z. B. mit seinem gabelförmigen Ende 32,
den Kontaktknopf 26 bewegt.
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Der Stromkreis: 29 läuft nun über einen Elektromagnet 33 und der Stromkreis
3r über einen Elektromagnet 34. Diese beiden Elektromagnete, die sich zweckmäßig
- gegenüberliegen, ziehen bei Stromschluß einen Eisenkern 35 in sich hinein, dessen
Bewegung einen Mehrwegehahn 36 .betätigt. Zu diesem Zweck greift ein den Hahn 36
drehender Hebel 37 z. B. mittels eines Langloches 38 über einen am Eisenkern 35
befestigten Stift 39. Es ist ersichtlich, daß bei Bewegung des Eisenkernes 35 der
Hahn 36 .gedreht wird.
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Der Hahn 36 hat den Zweck, die Preßluft abwechselnd den beiden Enden
des Zylinders 13 zuzuleiten und kann dieser Aufgabe in der verschiedensten Weise
angepaßt werden. Eine besonders zweckmäßige Konstruktion des Hahnes ist folgende:
Der ringförmige Außenmantel 4o des Hahnes ist mit sechs in gleicher Höhe liegenden,
um je 6o° gegeneinander versetzten Bohrungen 44 42, 43, 44 45, 46 versehen, von
denen je zwei einander gegenüberliegende zu der gleichen Anschlußstelle geführt
sind. Es sei angenommen, daß die Bohrungen 41 und 42 über die Leitungen 47
und 48 mit der Preßluftquelle, die Bohrungen 43 und 44 über die Leitungen 49 und
So mit dem einen Ende 51 und die Bohrungen 45 und 46 über die Leitungen 52 und 53
mit dem anderen Ende 54 des Zylinders verbunden sind. Diese doppelte Leitungsführung
ist zweckmäßig, um den Strömungswiderstand -zwischen den verschiedenen Teilen zu:
vermindern, jedoch kann man bei genügend großem Querschnitt der Leitungen ,auch
mit einfachen Leitungen auskommen.
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Unterhalb der Bohrungen 43, 44, 45 und 46 befinden sich in dem Mantel
4o des Hahnes. je eine weitere Bohrung 55, 56, 57 und 58 in gleicher Höhe zueinander.
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Der drehbare Kern 59 des Hahnes. hat in der Höhe der Mantelbohrungen
41 bis 46 zwei .durchgehende Bohrungen, 6o und 61, die um 6o° gegeneinander versetzt
sind, und ferner, ebenfalls um 6o° gegen diese Bohrungen versetzt, zwei Ausfräsungen
62 und 63, die von der Höhe des oberen Bohrungskranzes der Mantelbohrungen 4i bis
46 bis zur Höhe des unteren Bohrungskranzes der Mantelbohrungen 55 bis 58 reichen.
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Der Kern 59 des Hahnes ist nun -so in den Mantel 40 eingesetzt, daß
die Kernbohrungen 6o und 61 abwechselnd mit den Mantelbohrungen 41 und 42 für die
Preßluft in Deckung .kommen, wenn der Kern 59 um 6o° hin und hier geschwenkt wird.
Die Länge des Hebels 37 und der Weg des Eisenkernes 35 werden so eingerichtet, d:aß
die Schwenkung dies Hahmkernes 59 gerade 6o° beträgt.
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Bringt man nun zwischen die aus- den Elektromagneten 33 und 34 .heraustretenden
Stromleitungen. 64 und 65 einerseits und die Stroinleitung 27 andererseits eine
passende elektrische Stromquelle und. gibt man .der Schaukel 7 einen Initialstoß,
so spielt sich folgendes ab: Es sei angenommen, die Schaukel 7 befinde sich an dem
Umkehrpunkt, bei dem der Kolben 15 mehr nach dem Ende 54 hin, von der Mitte des
Zylinders aus gerechnet, steht. Dann hatte vorher, durch den unter dem. Druck der
Feder 66 an die Schaltstange 17 gedrückten Fühler 24 veranlaßt, -der Kontakt 26
mit dem Kontakt
28 Berührung, so daß der elektrische Stromkreis
über den Elektromagnet 33 geschlossen war, der den Hahn 48 in die Stellung der Fig.
4 brachte.
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Sobald die Schaukel diesen Umkehrpunkt unter der Wirkung der Schwerkraft
verläßt, wird über das Zahnrad r o, die Kette 67, das Zahnrad rr und die Kurbel
12 der Kolben 15 nach der Mitte des Zylinders hin gedrückt, d. h. der Pleuel 14
wird aus dem Zylinder 13 herausgezogen. Die Schaltstange 17 macht diese Bewegung
mit und löst dabei den Kontakt 26 von dem Kontakt 28, um kurz darauf die Kontakte
26 und 30 in Berührung zu bringen. Dadurch erhält der Elektromagnet 34 Strom
und schaltet den Hahn 36 auf die in Fig. 3 gezeigte Stellung um. Dies hat zur Folge,
daß die Seite 5 1 des Zylinders über das Rohr 49 und die Bohrung 44 sowie
gegebenenfalls über das Rohr So und die Bohrung 43 über die Ausfräsung 62 und 63
mit den Bohrungen 55 und 56 in Durchgang kommt, so daß die vom Kolben 15
;aus gesehen auf der Seite 5 1 befindliche Preßluft ins Freie entweichen:
kann.
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Gleichzeitig ist die Preßluft aus den. Leitungen 47 und 48 durch die
Bohrungen 41 und 42, die Durchlässe 6o und 61, die Bohru..ngen 45 und 46 sowie die
Rohre 52 und 53 an der Seite 54 in den. Zylinder eingetreten und drückt den Kolben
15 auf die ;Mitte des Zylinders zu, sodann darüber hinaus, bis die Schaukel zu dem
anderen Umkehrpunkt gekommen ist. Auf dem `Veg von dem einen zum anderen Umkehrpunkt
hat die Schaukel durch die Preßluft eine Energiezufuhr erhalten, die ihre Schaukelhöhe
vergrößert hat.
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Sobald die Schaukel nun an dem anderen Umkehrpunkt angekommen ist,
beginnt der geschilderte Vorgang von neuem, jedoch mit entgegengesetzter Bewegungsrichtung,
wobei die Schaukel immer höher steigt, bis sie schließlich sich vollständig um die
Achsen 2, 3, 4 und 5 dreht.
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Wenn die Schaukel in die gleiche Höhe mit diesen Achsen gekommen ist,
besteht sowohl beim Rufwie auch beim Abwärtsschaukeln die Gefahr, daß durch Voreilen
der einen Schaukelseite die weitere Bewegung der Schaukel blockiert werden könnte,
was nicht nur zur Zerstörung der Schaukel, sondern auch zur Verletzung von Personen
führen könnte. Gemäß der Erfindung werden deshalb die in Schaukelrichtung hintereinanderliegenden
beiden Drehlagerachsen 2 und 3 sowie 4 und 5 durch je eine Gliederkette 68 und 69
miteinander verbunden, in die Zahnräder 70, 7t, 72 und 73 eingreifen, die
auf den Achsen 2, 3, 4 und 5 befestigt sind. Diese Kettenverbindung gewährleistet
die synchrone Bewegung aller vier Arme 6, wodurch die Blockierung der Schaukelbewegung
verhindert wird. An Stelle der Kettenverbindung kann man auch eine andere Zwangsverbindung,
wie z. B. mit Kegelrädern mit dazwischenliegenden Stangen, verwenden.
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Wenn nun der Benutzer der Schaukel nicht mehr höher schaukeln will,
soll ihm Gelegenheit gegeben werden, das weitere Ansteigen des Umkehrpunktes zu
verhindern. Zu diesem Zweck werden die Leitung 27 und die durch Vereinigung der
Leitungen 64 und 65 entstehende Leitung 74 z. B. an einem der Tragarme 6 entlang
in die Schaukel 7 geführt und dort durch einen Schalter 75 unterbrochen. Der Schaukelnde
hat dann die Möglichkeit, durch Unterbrechung der Stromzufuhr die Elektromagnete
außer Betrieb zu setzen.
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Durch geschickte Bedienung des Schalters kann der Fahrgast die Gondel
auch z. B. am oberen Totpunkt zum Stehen bringen oder die Drehrichtung ändern.
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Um auch von außen die Erhöhung des Umkehrpunktes unterbrechen zu können,
kann man die Leitung 74 in Hintereinanderschaltung mit dem Schalter 75 durch einen
zweiten Schalter 76 (Fig. 2) unterbrechen, der außerhalb der Schaukel angebracht
sein kann. Dadurch ist die Unterbrechung sowohl aus dem Inneren der Gondel als auch
von außen her möglich.
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Wenn die Elektromagnete 33 und 34 ausgeschaltet werden, übt die im
Zylinder vorhandene abgeschlossene Luft eine Bremswirkung auf die Bewegung der Schaukel
aus. Um diese aufzuheben, kann man am Zylinder zweckmäßig durch einen anderen Elektromagnet
zu betätigende Öffnungen vorsehen, durch die die Luft im Zylinder entweder mit der
Außenluft Verbindung erhalten kann, oder man kann auch die Möglichkeit vorsehen,
die beiden Rohre 4.9 und 53 miteinander zu verbinden, wodurch die Luft zwischen
den beiden Enden des Zylinders entsprechend der von der Schaukel verursachten Bewegung
des Kolbens hin und her strömt. Durch Einbau eines regelbaren Ventils in diese Leitung
kann man diese Luftströmung und damit die Bewegung der Schaukel mehr oder weniger
bremsen.
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Eine besonders starke Bremsung kann man erzielen, wenn man in den
Leitungen 64 und 65, die die Elektromagnete 33 und 34 speisen, einen Umschalter
vorsieht, der die Phase der Stromver-'sorgurig der Magnete gegenüber dem geschilderten
Ablauf um r8o° verschiebt. Dadurch läßt sich die Schaukel sehr schnell zum Stehen
bringen.
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Auch für die zuletzt besprochenen Ventile und Schalter kann man die
Betätigung sowohl von der Gondel aus als auch von außerhalb der Gondel vorsehen.
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Für den Fall, daß der Fahrgast in der Gondel den Strom unterbrechen
und die Bremsung durch gegenphasige Strombeschickung der Elektromagnete 33 und 34
verhindern sollte, kann man einen Schalter 77 vorsehen, der den Gondelschalter 75
und gegebenenfalls auch den Außenschalter 76 überbrückt und den Stromkreis der Elektromagnete
wieder schließt. Man kann die Einrichtung so treffen, daß der Schalter 77 mit dem
Umschalter für die Elektromagnete verbunden ist und damit gleichzeitig als Gefahrenschalter
wirkt, um die Schaukel schnellstens durch einen einzigen Griff zum Stehen zu bringen.
Die durch das Bremsen frei werdende Preßluftenergie kann man in einem Windkessel
sammeln und für das Anfahren der Schaukel später wieder verwenden.
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Um das Anfahren zu erleichtern, ist es zweckmäßig, die Kurbel i2 so
einzustellen, daß sie bei
ruhender Schaukel auf dem Pleuel 14 senkrecht
steht.
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Es ist ohne weiteres möglich, mehrere derartige Schaukeln nebeneinander
von der gleichen Preßluftquelle zu betreiben, jedoch ist jede mit einem besonderen
Zylinder 13 nebst den zugehörigen Teilen auszustatten.