EP2156870B1 - Achterbahn mit fachwerkartigen Gleiselementen - Google Patents

Achterbahn mit fachwerkartigen Gleiselementen Download PDF

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EP2156870B1
EP2156870B1 EP09009501A EP09009501A EP2156870B1 EP 2156870 B1 EP2156870 B1 EP 2156870B1 EP 09009501 A EP09009501 A EP 09009501A EP 09009501 A EP09009501 A EP 09009501A EP 2156870 B1 EP2156870 B1 EP 2156870B1
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EP
European Patent Office
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diagonal
tongues
braces
roller coaster
struts
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EP09009501A
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Günter Burger
Thorsten Köbele
Frank Sornik
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Mack Rides GmbH and Co KG
Original Assignee
Mack Rides GmbH and Co KG
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G7/00—Up-and-down hill tracks; Switchbacks

Definitions

  • the invention relates to a roller coaster, which is composed of truss-like track elements, referred to in the preamble of claim 1. Art.
  • Amusement devices in the form of roller coasters, also called uphill and valley tracks are, for example DE 6 750 355 U1 known.
  • the track elements to be connected to one another have metal tubes which serve as tracks and essentially run parallel to one another, which are stiffened with transverse and diagonal braces.
  • the track element of the applicant, of which the present invention proceeds, is equipped with a generally extending parallel to the tracks draft tube, which can also be arcuate for larger spans.
  • track and drawbar are connected to each other with perpendicular to the tracks and the drawbar arranged cross braces, wherein existing diagonal braces are provided between the cross braces of tubes.
  • the transverse struts are connected with the tracks or with traverses arranged between the tracks and the draw tube, while the diagonal struts are arranged between the transverse struts and connected thereto, namely welded.
  • the diagonal struts can also be connected directly to the tracks or the drawbar.
  • the present invention has for its object to simplify the production of the connection between the diagonal braces and the cross braces and thus to allow a more rational production and to ensure a much safer construction of the dynamic high loaded track construction.
  • the two-sided ends of the diagonal struts are flattened to form flat, double-walled tongues.
  • These tongues can be cut in a very simple manner even with relatively complicated running tracks such that the longitudinal edges of their respective outer end faces parallel to the side surfaces of the transverse struts extending, narrow, approximately rectangular abutment surfaces.
  • These abutment surfaces can be different than the annular abutment surfaces of the usual diagonal braces on the one hand much easier calculated and on the other hand with optimized weld preparation, in which blank and weld preparation can be realized in a simple operation, with much less effort safely welded to the crossbars.
  • cross struts in a conventional manner have a rectangular cross section and thus flat side surfaces with which the flattened tongues of the otherwise tubular diagonal struts can be butt welded.
  • the tongues can be rotated about the strut longitudinal axis of the diagonal struts, whereby a curved course of the track elements in a simple manner a standard clearance angle for weld preparation can be achieved.
  • the flattened tongues are produced by cold or hot working, for example by pressing or forging.
  • Particularly advantageous dimensions of the tongues and the diagonal struts are given with the claims 5 to 7.
  • roller coasters with arcuately extending in the vertical and / or horizontal direction tracks, which are also helically wound around the longitudinal axis, with low manufacturing costs and yet great security build.
  • FIG. 1 is the very complex structure of a modern roller coaster illustrated.
  • This consists essentially of a truss-like track elements composite rail system curved in the manner of a roller coaster in all directions arcuate and beyond helically wound in the direction of travel.
  • Vehicles or trains run at high speeds on the tracks, whose chassis are guided and held by the tracks.
  • the requirements for stability and safety are extraordinarily high, especially in the case of a spatially highly curved route. Nevertheless, a cost-effective and fast production of such systems is economically desirable.
  • the tracks are supported by vertical supports that are anchored to the ground.
  • the tracks forming the rail system are composed of individual track elements 10, one of which is exemplified in FIG FIG. 2 is shown.
  • the track element 10 consists of essentially mutually parallel tracks 11, which are designed as a hollow profile, namely as a metal tube.
  • a longitudinal member designed in the form of a draw tube 12 is provided, which runs parallel to the tracks 11 in the exemplary embodiment shown, but may also run differently depending on the static conditions or for optical reasons.
  • the ends of the draft tube 12 are equipped with flanges 15, which serve to screw the track elements 10 together.
  • Tracks 11 and drawtube 12 are connected to each other with transverse struts 13 and diagonal struts 20, wherein spacers 14 are used as spacers between the tracks 11.
  • These elements are called hollow profiles, namely formed metal tubes, different cross-section. The use of solid profiles is conceivable.
  • support terminals 16 are used in the track elements, which by means of support heads 17, the in FIG. 3 are shown with the in FIG. 1 recognizable supports are connectable.
  • the enlarged partial view according to FIG. 3 makes the complexity of the welded construction of the track element 10 even better.
  • Such a strut is in detail with the FIGS. 4 to 7 illustrated. It is made of a hollow profile, namely a steel tube, the ends of which are flattened by cold or hot deformation to tongues 21. This results between the tubular central part 23 and the flat tongues 21, a conical transition 22, which merges into the central part 23 tangentially and into the tongues 21 with a large radius.
  • the one with A in FIG. 8 designated transition area can be designed differently depending on static requirements.
  • the quasi-linear or one-dimensionally extending end face 24 may, depending on the course of the side faces of the transverse struts 13 and 14, have different connection angles ⁇ with respect to the strut longitudinal axis 25 (cf. FIG. 8 ).
  • the angle can be calculated or experimentally determined such that the impact surface 24 always parallel to the side surface of the cross member 13 and the cross member 14 regardless of the curvature or distortion of the track element 10, so that allows a very easy to manufacture and highly durable welded joint becomes.

Landscapes

  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
  • Table Equipment (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Achterbahn, die aus fachwerkartigen Gleiselementen zusammengesetzt ist, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
  • Belustigungsvorrichtungen in Form von Achterbahnen, auch Berg- und Talbahnen genannt, sind z.B. aus DE 6 750 355 U1 bekannt.
  • Die miteinander zu verbindenden Gleiselemente weisen als Gleise dienende, im Wesentlichen etwa parallel zueinander verlaufende Metallrohre auf, welche mit Quer- und Diagonalstreben versteift sind.
  • Das Gleiselement der Anmelderin, von welchem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist mit einem in der Regel parallel zu den Gleisen verlaufenden Zugrohr ausgestattet, das bei größeren Spannweiten auch bogenförmig ausgeführt sein kann. Hierbei sind Gleise und Zugrohr miteinander mit senkrecht zu den Gleisen und dem Zugrohr angeordneten Querstreben verbunden, wobei zwischen den Querstreben aus Rohren bestehende Diagonalstreben vorgesehen sind. Die Querstreben sind hierzu mit den Gleisen bzw. mit zwischen den Gleisen angeordneten Traversen und dem Zugrohr verbunden, während die Diagonalstreben zwischen den Querstreben angeordnet und mit diesen verbunden, nämlich verschweißt, sind.
  • Bei einfachen, weniger stark beanspruchten Konstruktionen können die Diagonalstreben auch unmittelbar mit den Gleisen bzw. dem Zugrohr verbunden sein.
  • Die Herstellung der Schweißverbindung zwischen den zum Beispiel aus Rundrohr bestehenden Diagonalstreben und den gleichfalls rohrförmigen Querstreben ist vor allem dann sehr problematisch, wenn die Gleise, wie bei modernen Achterbahnen üblich, bogenförmig verlaufen und/oder um ihre Längsachse schraubenförmig gewunden sind. Der Verlauf der stumpf mit den Querstreben zu verschweißenden Stoßflächen der Diagonalstreben muss genauestens berechnet werden, wobei auch die Herstellung der Schweißnähte, an deren Dauerfestigkeit während der im Betrieb hochdynamischen Belastung hohe Ansprüche zu stellen sind, außerordentlich präzise erfolgen muss.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung der Verbindung zwischen den Diagonalstreben und den Querstreben zu vereinfachen und damit eine rationellere Fertigung zu ermöglichen und eine wesentlich sicherere Konstruktion der dynamisch hoch belasteten Gleiskonstruktion zu gewährleisten.
  • In äußerst einfacher und überraschender Weise gelingt dies dadurch, dass gemäß vorliegender Erfindung die beidseitigen Enden der Diagonalstreben zur Bildung ebener, doppelwandiger Zungen abgeflacht werden. Diese Zungen können in sehr einfacher Weise auch bei relativ kompliziert verlaufenden Gleisen derart abgelängt werden, dass die Längskanten ihrer jeweils äußeren Stirnflächen parallel zu den Seitenflächen der Querstreben verlaufende, schmale, etwa rechteckförmige Stoßflächen bilden. Diese Stoßflächen können anders als die kreisringförmigen Stoßflächen der bisher üblichen Diagonalstreben zum einen wesentlich einfacher berechnet und zum anderen bei optimierter Schweißnahtvorbereitung, bei welcher Zuschnitt und Schweißnahtvorbereitung in einem einfachen Arbeitsgang realisierbar sind, mit weit geringerem Aufwand sicher mit den Querstreben verschweißt werden.
  • Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn, wie mit Anspruch 2 angegeben, die Querstreben in an sich bekannter Weise einen rechteckigen Querschnitt und damit ebene Seitenflächen haben, mit welchen die abgeflachten Zungen der im Übrigen rohrförmigen Diagonalstreben stumpf verschweißt werden können.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion ist, dass, wie mit Anspruch 3 vorgeschlagen, die Zungen um die Strebenlängsachse der Diagonalstreben verdreht werden können, wodurch bei gekrümmtem Verlauf der Gleiselemente in einfacher Weise ein normgerechter Freiwinkel für die Schweißnahtvorbereitung erzielbar ist.
  • Nach dem Vorschlag gemäß Anspruch 4 sind die abgeflachten Zungen durch Kalt- oder Warmverformung, zum Beispiel durch Pressen oder Schmieden, hergestellt. Besonders vorteilhafte Dimensionierungen der Zungen und der Diagonalstreben sind mit den Ansprüchen 5 bis 7 angegeben.
  • Es gelingt nach den Vorschlägen vorliegender Erfindung mit vergleichsweise geringem Aufwand, Gleiselemente herzustellen, mit welchen gemäß Anspruch 8 Achterbahnen mit bogenförmig in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verlaufenden Gleisen, die darüber hinaus um die Längsachse schraubenförmig gewunden sind, bei niedrigen Herstellkosten und dennoch großer Sicherheit aufzubauen.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigen
    • Figur 1
    perspektivische Darstellung eines Teils einer Achterbahn mit fachwerkartigen Gleiselementen,
    Figur 2
    perspektivische Darstellung eines Gleis- elementes,
    Figur 3
    perspektivische Darstellung eines vergrößerten Abschnittes des Gleiselementes gemäß Figur 2,
    Figur 4
    perspektivische Darstellung der erfindungs- gemäßen Diagonalstrebe,
    Figur 5
    Horizontalschnitt der Strebe gemäß Figur 4,
    Figur 6
    Vertikalschnitt der Strebe gemäß Figur 4,
    Figur 7
    Stirnansicht der Strebe gemäß Figur 4 bis 6,
    Figur 8
    perspektivische Darstellung des in Form einer Zunge auslaufenden Endes der Diagonalstrebe und
    Figur 9
    Schnitt längs der Linie IX-IX in Figur 8.
  • Mit der Darstellung gemäß Figur 1 ist der sehr komplexe Aufbau einer modernen Achterbahn veranschaulicht. Diese besteht im Wesentlichen aus einem mit fachwerkartig ausgebildeten Gleiselementen zusammengesetzten Schienensystem, das nach Art einer Berg- und Talbahn in allen Richtungen bogenförmig gekrümmt und darüber hinaus in Fahrtrichtung schraubenförmig gewunden ist. Auf den Gleisen fahren mit hohen Geschwindigkeiten Fahrzeuge bzw. Züge, deren Fahrgestelle von den Gleisen geführt und gehalten werden. Bei Geschwindigkeiten von mehr als 100 km/h sind insbesondere bei räumlich stark gekrümmtem Trassenverlauf die Anforderungen an Stabilität und Sicherheit außerordentlich hoch. Dennoch ist eine kostengünstige und schnelle Fertigung derartiger Anlagen betriebswirtschaftlich gewünscht.
  • Wie Figur 1 ferner erkennen lässt, werden die Gleise von vertikalen Stützen getragen, die mit dem Untergrund verankert sind.
  • Die das Schienensystem bildenden Gleise sind aus einzelnen Gleiselementen 10 zusammengesetzt, von welchen exemplarisch eines in Figur 2 gezeigt ist.
  • Das Gleiselement 10 besteht aus im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Gleisen 11, welche als Hohlprofil, nämlich als Metallrohr, ausgeführt sind. Zur Erhöhung von Stabilität und Steifigkeit ist ein in Form eines Zugrohres 12 ausgebildeter Längsträger vorgesehen, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zu den Gleisen 11 verläuft, jedoch je nach statischen Voraussetzungen bzw. aus optischen Gründen auch anders verlaufen kann. Die Enden des Zugrohres 12 sind mit Flanschen 15 ausgestattet, die der Verschraubung der Gleiselemente 10 miteinander dienen. Gleise 11 und Zugrohr 12 sind mit Querstreben 13 und Diagonalstreben 20 miteinander verbunden, wobei als Abstandhalter zwischen den Gleisen 11 Traversen 14 eingesetzt sind. Diese Elemente sind als Hohlprofile, nämlich Metallrohre, unterschiedlichen Querschnitts ausgebildet. Auch die Verwendung von Vollprofilen ist denkbar.
  • Die Verbindung der Querstreben 13, der Diagonalstreben 20 sowie der Traversen 14 mit den Gleisen 11 und dem Zugrohr 12 bzw. miteinander erfolgt durch Schweißen. In Abständen sind in die Gleiselemente 10 Stützenanschlüsse 16 eingesetzt, welche mit Hilfe von Stützenköpfen 17, die in Figur 3 dargestellt sind, mit den in Figur 1 erkennbaren Stützen verbindbar sind.
  • Die vergrößerte Teildarstellung gemäß Figur 3 lässt die Komplexität der Schweißkonstruktion des Gleiselementes 10 noch besser erkennen.
  • Bei gekrümmten und gewundenen Trassenverläufen ist insbesondere die Verbindung der aus Metallrohren bestehenden Diagonalstreben 20 mit den gleichfalls als Hohlprofile ausgebildeten Querstreben 13 sowie den zwischen den Gleisen 11 angeordneten Traversen 14 schwierig. Wegen des gekrümmten bzw. in Fahrtrichtung schraubenförmig gewundenen Verlaufs der Gleise ergeben sich recht komplizierte Schnitte an der Stoßstelle zwischen den Diagonalstreben 20, den Querstreben 13 sowie den Traversen 14. Um eine einwandfreie, normgerechte Schweißnaht zu erhalten, müssen die Längskanten der Stirnflächen der Diagonalstreben 20 exakt parallel zu den Seitenflächen der Querstreben 13 bzw. Traversen 14 verlaufen. Bei Diagonalstreben mit flächigem, insbesondere kreisrundem Querschnitt ergeben sich relativ komplizierte Schnittverläufe. Auch ist die Planung und Erfassung der wahren Längen und Winkel sowie die Einhaltung und Ausführung des winkligen Anschlusses für eine normgerechte Schweißnahtvorbereitung wegen der mehrdimensionalen Schnittverläufe äußerst problematisch.
  • Eine wesentliche Vereinfachung und damit erhebliche Kosteneinsparung bei gleichbleibender oder erhöhter Sicherheit und Stabilität der Konstruktion ergibt sich, wenn gemäß der Erfindung die Enden der Diagonalstreben 20 in Form von Zungen 21 auslaufen, so dass sich an den Stoßstellen eine quasi linear verlaufende Stoßfläche 24 in Form eines schmalen Rechteckes mit abgerundeten Enden ergibt, wie dies die Detaildarstellung in Figur 7 und Figur 8 deutlich macht.
  • Eine derartige Strebe ist im Einzelnen mit den Figuren 4 bis 7 veranschaulicht. Sie ist aus einem Hohlprofil, nämlich einem Stahlrohr, hergestellt, dessen Enden durch Kalt- oder Warmverformung zu Zungen 21 abgeflacht sind. Hierbei ergibt sich zwischen dem rohrförmigem Mittelteil 23 und den flachen Zungen 21 ein kegelförmiger Übergang 22, welcher in den Mittelteil 23 tangential und in die Zungen 21 mit einem großen Radius übergeht. Der mit A in Figur 8 bezeichnete Übergangsbereich kann je nach statischen Erfordernissen unterschiedlich gestaltet werden.
  • Die Figuren 4 und 7 enthalten verschiedene Maßangaben, die sich aufgrund von Versuchen statisch bewährt haben. Vorteilhafte Dimensionierungsverhältnisse sind:
    • Länge der Zunge (21): Länge des Profilübergangs (22): Gesamtlänge der Diagonalstrebe (20) = 1:2:10.
    • Wandstärke (a) der Diagonalstrebe (20) zu äußerem Rohrdurchmesser (b) = 1:10.
  • Für den tangentialen Übergang von Zunge 21 zu Mittelteil 23 im Bereich des Profilübergangs 22 ist ein Winkel α gegenüber der Strebenlängsachse 25, wie er in Figur 9 eingetragen ist, in der Größenanordnung von 20° zweckmäßig.
  • Die quasi linear oder eindimensional verlaufende Stirnfläche 24 kann je nach dem Verlauf der Seitenflächen der Querstreben 13 bzw. 14 unterschiedliche Anschlusswinkel β in Bezug auf die Strebenlängsachse 25 haben (vgl. Figur 8). Der Winkel kann rechnerisch oder auch experimentell derart ermittelt werden, dass die Stoßfläche 24 unabhängig von der Krümmung bzw. Verwindung des Gleiselementes 10 stets parallel zur Seitenfläche der Querstrebe 13 bzw. der Traverse 14 verläuft, so dass eine sehr einfach herzustellende und hoch belastbare Schweißverbindung ermöglicht wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Gleiselement
    11
    Gleise
    12
    Zugrohr
    13
    Querstrebe
    14
    Traverse
    15
    Flansche
    16
    Stützenanschluss
    17
    Stützenkopf
    20
    Diagonalstrebe
    21
    Zunge
    22
    Profilübergang
    23
    Mittelteil
    24
    Stoßfläche
    25
    Strebenlängsachse
    α
    Kegelwinkel
    β
    Anschlusswinkel
    a
    Wandstärke
    b
    Rohrdurchmesser
    A
    Bereich

Claims (8)

  1. Achterbahn mit fachwerkartigen Gleiselementen, welche aus im Wesentlichen etwa parallel zueinander verlaufenden, vorzugsweise in Form von Metallrohren ausgeführten Gleisen und mindestens einem Zugrohr bestehen, welche miteinander mit senkrecht zu den Gleisen und dem Zugrohr angeordneten Querstreben verbunden sind und wobei zwischen den Querstreben aus Hohlprofilen, insbesondere Rohren bestehende Diagonalstreben vorgesehen sind und die Diagonalstreben mit den Querstreben verschweißt sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitigen Enden der Diagonalstreben (20) zur Bildung ebener, doppelwandiger Zungen (21) abgeflacht sind und derart abgelängt sind, dass die Längskanten ihrer jeweils äußeren Stirnflächen (24) parallel zu den Seitenflächen der Querstreben (13) verlaufen.
  2. Achterbahn nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Querstreben (13) rechteckigen Querschnitt und die Diagonalstreben (20) kreisförmigen Querschnitt haben.
  3. Achterbahn nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (21) um die Strebenlängsachse (25) der Diagonalstrebe (20) verdreht sind.
  4. Achterbahn nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die abgeflachten Zungen (21) durch Kalt- oder Warmverformung hergestellt sind.
  5. Achterbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Zungen (21) und dem rohrförmigen Mittelteil (23) der Diagonalstrebe (20) ein etwa kegelförmiger Profilübergang (22) mit einem gegenüber der Strebenlängsachse (25) gemessenen Kegelwinkel (α) in der Größenordnung von 20° vorgesehen ist, wobei die Übergänge zwischen Zunge (21) bzw. rohrförmigem Mittelteil (23) der Diagonalstrebe (20) und dem kegelförmigen Profilübergang (22) abgerundet sind.
  6. Achterbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge der Zungen (21) und der Länge des Profilübergangs (22) zur Gesamtlänge der Diagonalstrebe (20) etwa 1:2:10 beträgt.
  7. Achterbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei rohrförmigen Diagonalstreben (20) das Verhältnis der Wandstärke (a) zum äußeren Rohrdurchmesser (b) etwa 1:10 beträgt.
  8. Achterbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiselemente (10) bogenförmig in vertikaler und/oder horizontaler Richtung gekrümmt und/oder um die Längsachse schraubenförmig gewunden sind.
EP09009501A 2008-08-22 2009-07-22 Achterbahn mit fachwerkartigen Gleiselementen Active EP2156870B1 (de)

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