EP3126025A1 - Wagen mit drehbar gelagerter räderachse für ein fahrgeschäft und verfahren zur ansteuerung einer drehbar gelagerten räderachse eines solchen wagens - Google Patents

Wagen mit drehbar gelagerter räderachse für ein fahrgeschäft und verfahren zur ansteuerung einer drehbar gelagerten räderachse eines solchen wagens

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EP3126025A1
EP3126025A1 EP15712602.0A EP15712602A EP3126025A1 EP 3126025 A1 EP3126025 A1 EP 3126025A1 EP 15712602 A EP15712602 A EP 15712602A EP 3126025 A1 EP3126025 A1 EP 3126025A1
Authority
EP
European Patent Office
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coupling element
ball joint
coupling
car
arm
Prior art date
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Granted
Application number
EP15712602.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3126025B1 (de
Inventor
Michael Kraus
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Mack Rides GmbH and Co KG
Original Assignee
Mack Rides GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Mack Rides GmbH and Co KG filed Critical Mack Rides GmbH and Co KG
Priority to PL15712602T priority Critical patent/PL3126025T3/pl
Publication of EP3126025A1 publication Critical patent/EP3126025A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3126025B1 publication Critical patent/EP3126025B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63GMERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G21/00Chutes; Helter-skelters
    • A63G21/08Chutes; Helter-skelters with additional rotation of cars
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63GMERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G21/00Chutes; Helter-skelters
    • A63G21/04Chutes; Helter-skelters with fixed rails
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63GMERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G7/00Up-and-down hill tracks; Switchbacks

Definitions

  • Cart with revolving wheels axis for an amusement ride and method for driving a rotatably mounted wheels ⁇ axis of such carriage A variety of known rides at fairs and theme parks has rail-bound vehicles, which consist of interlinked cart, including railcars and one or more passenger cars and with wheels on the rails or on the rails, eg hanging or in a lateral arrangement, along.
  • the propulsion is achieved in many cases by driven friction wheels that run on a rail surface. In this case, it is desirable to the orientation of the friction wheels in the direction of travel ⁇ fit as this wear of the friction wheels and the noise generation reduced.
  • the degree of rotational freedom required for the friction wheels can be achieved, for example, by mounting the friction wheels on a turntable.
  • the invention of the underlying task is therefore as ⁇ rin to find a way to control the friction wheels of a Wa ⁇ gens for a ride that is easier and more cost-effective ⁇ feasible than previous drives.
  • This object is achieved by a carriage for a Fahrge ⁇ business with a rotatably mounted wheel axle with the Merkma ⁇ len of claim 1 and a method for driving the rotatably mounted wheel axle of such a car with the features of claim 5.
  • Advantageous developments of the invention are the subject the dependent claims.
  • the carriage according to the invention for an amusement ride includes a Minim ⁇ least arranged on a rotatable support structure Ra ⁇ the axis and a coupling member for coupling another car.
  • the coupling element is movably mounted for coupling further carriages and is connected to the rotatable support structure via a mechanical operative connection, so that a movement of the coupling element leads to a rotation of the rotatable support structure and the wheel axis arranged thereon and a rotation of the rotatable one Trä ⁇ ger Jardin leads to a movement of the coupling element.
  • the rotatably mounted wheel axle may be, for example, the axle around which the driven friction wheels that provide propulsion for the ride rotate.
  • This can for example be mounted on a turntable which is rotatable about an axis of rotation which is perpendicular to the rail track.
  • the invention is based on the realization that the relati ⁇ ve position of each car of a ride at a given location of a rail-bound Fahrge ⁇ fabfts to each other is through the course of the rails at this point cha ⁇ character-, so that a change in this relative Posi ⁇ tion of the car to each other while driving by means of a me ⁇ chanical operative connection for adjusting the orientation of the rotatable support structure can be used to the rail track.
  • the coupling element is movably supported on the carriage that is changed by a change in the relative position of the accre- nandergekoppelten cart to each other the position of the clutch ⁇ elements, adjusts the position of Kupplungsele ⁇ ment information about the local course of the rails at this point which can be translated via the mechanical operative connection in a rotation of the rotatable support structure.
  • the movable bearing can for example be designed so ⁇ staltet that the coupling element is mounted in a ball joint attached to the car.
  • the coupling element may be a coupling rod which is encompassed by its coupling for coupling to the following carriage or inserted through openings in its coupling. Such a coupling ⁇ rod can then be stored for example centrally in a ball joint.
  • the mechanical operative connection can for example be designed so that it has a first arm, sen of ⁇ one end via a first ball joint is connected to one end of the coupling element and the other end is connected via a second ball joint with a frame of the car and that it has a second arm, whose one end is connected via a third ball joint with the rotatable support structure and the other end is connected via a fourth ball ⁇ joint between the first ball joint and the second ball ⁇ joint with the first arm.
  • a second parameter, with which the transmission of the movement via the mechanical operative connection to the rotatable Trä ⁇ substrate structure were and their response to the movement of the movably mounted coupling element can be influenced is the choice of the bearing point at which the third ball joint is connected to the rotatable support structure , The distance of this
  • the track is not limited to cornering in one Level. Rather, the tracks are often constructed so that their rail level is not fixed in space.
  • Such Schienenab ⁇ cuts lead to a Torsions damagessgrad within a train they drive from mutually coupled car, so to a tilting of the car about an axis lying substantially in the direction of travel ⁇ train, which leads to a movement of the coupling element in the direction of the rails with a End and away from the rails to the other end.
  • the first arm can thus have, for example, a piston which is mounted on the first ball joint and a hollow cylinder in which a section of the piston is guided and which is mounted on the second ball joint.
  • a movement of the coupling element in the direction of the rails or away from the rails continues to change the length of the Ab ⁇ section of the piston, which is received in the hollow cylinder and is thus largely compensated.
  • the fourth ball joint should be arranged at the formed by the hollow cylinder portion of the first arm in this embodiment.
  • Fig.l A rail-ride with a railcar ⁇ and an input coupled to the railcar passenger cars ⁇ ,
  • FIG. 3a shows a plan view of the coupling rod and the first arm of the mechanical operative connection according to FIG. 2
  • FIG 3b a plan view of the coupling rod and the second arm of the mechanical operative connection according to FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a designed as rail-bound ride Convicted ride 100 with a railcar 110 and an input coupled to the railcar 110 passenger car 150.
  • ride a "Inverted powered coaster” in which the carriage, in particular, the Triebwa ⁇ gene 110 and the passenger car 150, with the rotatably mounted chassis 111, 151 with running wheels 112a, 112b, 112c, 152a,
  • 152b placed on an unillustrated rail system ⁇ depends 152c are, so that the wheels 112a, 112b, 112c or
  • the passenger vehicle 150 has a frame 153, on which the chassis 151 are rotatably mounted in bearings 154 with wheels 152a, 152b, 152c. Also mounted on the frame 153 are the structures and attachments, not shown, in particular a support structure for the passenger seats, on which also safety stirrups for securing seated in the passenger seats Fahr ⁇ guests can be arranged while driving and any intended motif attachments to adapt the outward appearance of the ride to a specific theme.
  • a coupling element 158 is arranged, via which the passenger car 150 is coupled to the railcar 110.
  • a further coupling element 159 is arranged, can be coupled to the other, not illustrated ⁇ passenger car 150.
  • the railcar 110 has a frame 113, on which the carriage 111 with the wheels 112a, 112b, 112c are rotatably arranged in bearings 114. Further, the frame 113 carries the not shown drive, which in particular two Reibrä ⁇ 116, which are arranged on a arranged on a rotatable support structure designed as a turntable 117 axis, drives.
  • a coupling element 120 is mounted in the form of a coupling ⁇ rod at the rear end of the railcar in a Kugelge ⁇ steering 118, which is passed through holes in the coupling element 158 of the passenger car 150 and the Mittelab ⁇ section in the ball joint 118 is mounted.
  • An end portion of the coupling element 120 is connected via a mechanical operative connection 130, which is mounted with one end in a bearing 134 which is arranged on the frame 113, with the turntable 117 verbun ⁇ the.
  • a torsion of the rail system leads to a movement of one end of the coupling element 120 upwards, in the direction of the rail system, not shown (because it is an inverted coaster, at a ride above the Schie ⁇ nensystems ride above course, the direction from Rail system away) and the other end of the Coupling system 120 down, away in the direction of not shown ⁇ rail system (again because the illustrated case ⁇ game is an inverted coaster). Since the coupling element 120 is mounted in the ball joint 118, superimpositions of these movements are also possible.
  • the mechanical operative connection 130 has a first arm 131, one end of which is connected via a first ball joint 132 with one end of the coupling ⁇ element 120 and the other end via a second ball joint 133, the over the bearing 134 is connected to the frame 113 of the railcar 110.
  • the mecha ⁇ African operative connection 130 has a second arm 135, one end of which is connected via a third ball joint 136 and the bearing ⁇ pin 137 with the rotatable support structure in the form of the fifth wheel 117 and the other end via a fourth ball joint 138, the is connected in the region between the ers ⁇ th ball joint 132 and the second ball joint 133 with the first arm 131st
  • 3a can be based on the view according to figure one can easily illustrate the movement of the first arm 131 in response to a change in the position of the coupling member 120:
  • ei ⁇ ner cornering moves with the first arm 131 verbun ⁇ dene end of the coupling member 120 in the Leaf level of the gur into it (so that it almost pierces the page in the direction away from the viewer) or out of it (so that it moves in the direction of the viewer).
  • Dementspre ⁇ ingly follows the first ball joint 132 of this movement, while the second ball joint 133 is defined by the bearing 134.
  • the end of the coupling member 120 connected to the first arm 131 moves up or down in the illustration of the drawing.
  • the angle CC changes, which is possible because the connection between the first arm 131 and the coupling element 120 is formed by a ball joint, namely the first ball joint 132.
  • the length of the first arm 131 which thereby will he ⁇ enables that the first arm 131 of a piston 131a 131b in a hollow cylinder is mounted displaceably changes since the second ball joint is fixed by the bearing 134 133 variable, is to ⁇ sammencontact, wherein the fourth ball joint 138 is disposed on Hohlzy ⁇ cylinder 131 b and thus has a fixed distance from the second ball joint 133. Since the clutch member moves in the Torsionsbe ⁇ movement 120 along a circular path, the first arm must 3a can rotate about the bearing 134 around 131 in the sheet plane of FIG. But this second BEWE ⁇ supply degree of freedom is also possible for the second ball joint 133rd On the basis of the plan view according to FIG. 3b, the movements resulting from the corresponding movements of the first arm 131 can be easily understood - the movements of the second arm 135 and of the latter with it third ball joint 136 connected bearing pin 137 verdeutli ⁇ chen.
  • the first arm 131 leads to the arranged thereon fourth ball joint 138 from a Klappbe ⁇ movement that also moves the fourth ball joint 138 and arranged on it the end of the second arm 135 in the image plane up or down. That the second arm 135 while remaining in the image plane and is not moved with the folding movement of the ERS th arm 131 by the provision of the fourth Ku ⁇ gelgelenks 138 and the third ball joint 136 allows that this freedom of motion of the second arm 135 sheep ⁇ fen.
  • a circular path of movement also requires a degree of freedom of movement which allows rotation of the second arm 136 relative to the bearing journal 137 or relative to the first arm 131 in the image planes. This is also provided by the third ball joint 136 and the fourth ball joint 138.

Landscapes

  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)

Abstract

Bereitgestellt wird ein Wagen (110) für ein Fahrgeschäft (100) mit mindestens einer auf einer drehbaren Trägerstruktur (117) angeordneten Räderachse und einem Kupplungselement (120) zum Ankuppeln eines weiteren Wagens (150), bei dem das Kupplungselement (120) zum Ankuppeln eines weiteren Wagens (150) beweglich gelagert ist und über eine mechanische Wirkverbindung (130) mit der drehbaren Trägerstruktur (117) verbunden ist, so dass eine Bewegung des Kupplungselements (120) zu einer Drehung der drehbaren Trägerstruktur (117) und der daran angeordneten Räderachse führt und eine Drehung der drehbaren Trägerstruktur (117) zu einer Bewegung des Kupplungselements (120) führt und ein Verfahren zur Ansteuerung der Drehung einer drehbar gelagerten Trägerstruktur (117) einer Räderachse eines Wagens (110) eines Fahrgeschäfts (100) mit einem beweglich gelagerten Kupplungselement (120) zum Ankoppeln eines weiteren Wagens (150), bei dem eine durch die Schienengeometrie hervorgerufenen Positionsänderung der relativen Position des Wagens (110) des Fahrgeschäfts (100) zum weiteren Wagen (150) zu einer Positionsänderung des beweglich gelagerten Kupplungselements (120) übersetzt wird und die Positionsänderung des beweglich gelagerten Kupplungselements (120) über eine mechanische Wirkverbindung (130) in eine Drehung der drehbaren Trägerstruktur (117) überführt wird.

Description

Wagen mit drehbar gelagerter Räderachse für ein Fahrgeschäft und Verfahren zur Ansteuerung einer drehbar gelagerten Räder¬ achse eines solchen Wagens Eine Vielzahl von bekannten Fahrgeschäften auf Jahrmärkten und Vergnügungsparks weist schienengebundene Fahrzeuge auf, die aus zusammengekoppelten Wagen, z.B. Triebwagen und einem oder mehreren Fahrgastwagen, bestehen und mit Laufrädern auf den Schienen oder an den Schienen, z.B. hängend oder in seitlicher Anordnung, entlangfahren. Der Vortrieb wird dabei in vielen Fällen durch angetriebene Reibräder erzielt, die auf einer Schienenoberfläche laufen. Dabei ist es wünschenswert, die Orientierung der Reibräder an die Fortbewegungsrichtung anzu¬ passen, da dies Verschleiß der Reibräder und die Geräuschent- wicklung reduziert. Der dazu benötigte Drehfreiheitsgrad für die Reibräder kann beispielsweise durch eine Lagerung der Reibräder auf einem Drehschemel erreicht werden.
Eine bekannte Möglichkeit für eine solche Anpassung der Orien- tierung der Reibräder an den Schienenverlauf besteht in ihrer motorgetriebenen Ansteuerung, z.B. durch Antrieb des Drehsche¬ mels. Dies setzt aber voraus, dass ein zusätzlicher Antrieb bereitgestellt werden muss, der hohen Anforderungen genügen muss. Wegen der oftmals hohen Geschwindigkeiten der Fahrge- Schäfte müssen die Stellzeiten gering sein, was die Verwendung von Motoren mit einem hohen Drehmoment erzwingt. Zudem besteht das Problem, dass die durch den Antrieb anzusteuernde Zielpo¬ sition von der tatsächlichen aktuellen Position auf der Schie¬ nenstrecke abhängig ist, die somit relativ genau und quasi in Echtzeit bestimmt werden muss, was ein zusätzliches Mess- bzw. Sensorsystem erfordert. Messungenauigkeiten und Messfehler dieser Messung könnten sogar den Zweck der motorgetriebenen Ansteuerung konterkarieren, wenn sie dazu führen, dass eine falsche Ausrichtung der Reibräder aktiv angesteuert wird. Und nicht zuletzt wird durch all diese notwendigen Maßnahmen wert¬ voller Bauraum verbraucht. Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht daher da¬ rin, eine Möglichkeit zur Ansteuerung der Reibräder eines Wa¬ gens für ein Fahrgeschäft zu finden, die einfacher und kosten¬ günstiger realisierbar ist als bisherige Ansteuerungen . Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wagen für ein Fahrge¬ schäft mit einer drehbar gelagerten Räderachse mit den Merkma¬ len des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Ansteuerung der drehbar gelagerten Räderachse eines solchen Wagens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Wagen für ein Fahrgeschäft weist mindes¬ tens eine auf einer drehbaren Trägerstruktur angeordnete Rä¬ derachse und ein Kupplungselement zum Ankuppeln weiterer Wagen auf. Erfindungswesentlich ist, dass das Kupplungselement zum Ankuppeln weiterer Wagen beweglich gelagert ist und über eine mechanische Wirkverbindung mit der drehbaren Trägerstruktur verbunden ist, so dass eine Bewegung des Kupplungselement zu einer Drehung der drehbaren Trägerstruktur und der daran ange- ordneten Räderachse führt und eine Drehung der drehbaren Trä¬ gerstruktur zu einer Bewegung des Kupplungselements führt. Die drehbar gelagerte Räderachse kann z.B. die Achse sein, um die sich die angetriebenen Reibräder, die den Vortrieb für das Fahrgeschäft liefern, drehen. Diese kann beispielsweise auf einem Drehschemel gelagert sein, der um eine Drehachse, die senkrecht auf dem Schienenverlauf steht, drehbar ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die relati¬ ve Position der einzelnen Wagen eines Fahrgeschäfts zueinander an einer gegebenen Stelle eines schienengebundenen Fahrge¬ schäfts durch den Verlauf der Schienen an dieser Stelle cha¬ rakterisiert ist, so dass eine Änderung dieser relativen Posi¬ tion der Wagen zueinander während der Fahrt mittels einer me¬ chanischen Wirkverbindung zur Anpassung der Orientierung der drehbaren Trägerstruktur an den Schienenverlauf genutzt werden kann .
Wenn das Kupplungselement so beweglich am Wagen gelagert ist, dass durch eine Veränderung der relativen Position der anei- nandergekoppelten Wagen zueinander die Position des Kupplungs¬ elements geändert wird, stellt die Position des Kupplungsele¬ ments eine Information über den lokalen Verlauf der Schienen an dieser Stelle dar, die über die mechanische Wirkverbindung in eine Drehung der drehbaren Trägerstruktur übersetzt werden kann .
Konkret kann die bewegliche Lagerung beispielsweise so ausge¬ staltet werden, dass das Kupplungselement in einem am Wagen befestigten Kugelgelenk gelagert ist. In einer möglichen Aus¬ führungsform kann beispielsweise das Kupplungselement eine Kupplungsstange sein, die zum Ankoppeln an den nachfolgenden Wagen von dessen Kupplung umgriffen oder durch Öffnungen in dessen Kupplung hindurch gesteckt wird. Eine solche Kupplungs¬ stange kann dann beispielsweise zentral in einem Kugelgelenk gelagert werden.
Die besondere Eignung eines Kugelgelenks als Lager kann man sich verdeutlichen, wenn man sich die möglichen Änderungen der Relativpositionen von Wagen zueinander vergegenwärtigt. Bei einer Kurvenfahrt auf einem eben verlaufenden Schienenab¬ schnitt kommt es zu einer Verkippung der Kupplungsstange in einer zur Gleisebene parallelen Ebene. Mit anderen Worten wird ein Ende der Kupplungsstange in Fahrtrichtung nach vorne ver¬ schoben, während das andere Ende der Kupplungsstange entgegen der Fahrtrichtung nach hinten verschoben wird. Wenn diese Ver¬ schiebung über die mechanische Wirkverbindung an die drehbare Trägerstruktur, die die Räderachse weitergeleitet wird und z.B. exzentrisch zu deren Drehachse in die drehbare Trä¬ gerstruktur eingeleitet wird, bewirkt sie eine Drehung der drehbaren Trägerstruktur, die zu einer Anpassung der Laufrich¬ tung der auf der drehbaren Trägerstruktur gelagerten Räderach¬ se genutzt werden kann. Das Ausmaß dieser Steuerbewegung ist durch die konkrete Ausgestaltung der mechanischen Wirkverbin¬ dung an die Erfordernisse des Einzelfalls anpassbar.
Konkret kann die mechanische Wirkverbindung beispielsweise so ausgestaltet werden, dass sie einen ersten Arm aufweist, des¬ sen eines Ende über ein erstes Kugelgelenk mit einem Ende des Kupplungselements verbunden ist und dessen anderes Ende über ein zweites Kugelgelenk mit einem Rahmen des Waggons verbunden ist und dass sie einen zweiten Arm aufweist, dessen eines Ende über ein drittes Kugelgelenk mit der drehbaren Trägerstruktur verbunden ist und dessen anderes Ende über ein viertes Kugel¬ gelenk zwischen dem ersten Kugelgelenk und dem zweiten Kugel¬ gelenk mit dem ersten Arm verbunden ist.
Diese Konstruktion führt dazu, dass bei einer Verkippung des beweglich gelagerten Kopplungselements in einer zur Gleisebene parallelen Ebene der erste Arm im zweiten Kugelgelenk ge¬ schwenkt wird. Das im Rahmen gelagerte Ende des ersten Arms bleibt also ortsfest, während das über das erste Kugelgelenk bei einer Kurvenfahrt in gleichem Maß in Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung verschoben wird, wie die Kupplungs¬ stange .
Dies bringt mit sich, dass durch die Wahl der Position des vierten Kugelgelenks am ersten Arm zwischen dem zweiten Kugel¬ gelenk, wo eine minimale Positionsänderung als Reaktion auf die durch die Kurvenfahrt induzierte Positionsänderung des be¬ weglich gelagerten Kupplungselements erfolgt, und dem ersten Kugelgelenk, wo eine maximale Positionsänderung als Reaktion auf die durch die Kurvenfahrt induzierte Positionsänderung des beweglich gelagerten Kupplungselements erfolgt das Ausmaß der über den zweiten Arm an die drehbare Trägerstruktur übertrage¬ nen Bewegung beeinflusst werden kann. Ein zweiter Parameter, mit dem die Übertragung der Bewegung über die mechanische Wirkverbindung auf die drehbare Trä¬ gerstruktur und deren Reaktion auf die Bewegung des beweglich gelagerten Kupplungselements beeinflusst werden kann ist die Wahl des Lagerpunktes, an dem das dritte Kugelgelenk mit der drehbaren Trägerstruktur verbunden ist. Der Abstand dieses
Punktes von der Drehachse der drehbaren Trägerstruktur beein¬ flusst das Ausmaß der Drehung und das Drehmoment, mit dem sie erfolgt. Bei großen Abständen führt eine gegebene Verschiebung zu einer kleineren Drehbewegung mit größerem Drehmoment als bei kleinen Abständen.
Noch ein weiterer Freiheitsgrad, mit dem die Anpassung der Übertragungseigenschaften der mechanischen Wirkverbindung mög¬ lich ist, ist der Punkt am Rahmen des Wagens, an dem das zwei- te Kugelgelenk gelagert ist.
Bei vielen schienengebundenen Fahrgeschäften beschränkt sich der Schienenverlauf jedoch nicht auf Kurvenfahrten in einer Ebene. Vielmehr sind die Gleise oft so aufgebaut, dass ihre Schienenebene nicht fest im Raum liegt. Solche Schienenab¬ schnitte führen zu einem Torsionsfreiheitsgrad innerhalb eines sie befahrenden Zuges aus aneinandergekoppelten Wagen, also zu einer Verkippung der Wagen um eine im Wesentlichen in Fahrt¬ richtung des Zuges liegende Achse, die zu einer Bewegung des Kupplungselements in Richtung auf die Schienen hin mit einem Ende und von den Schienen fort mit dem anderen Ende führt.
Während diese Bewegung vom Kupplungselement bei einer Lagerung desselben in einem Kugelgelenk ausgeführt werden kann, ist es vorteilhaft, eine Möglichkeit zur vollständigen oder zumindest partiellen Entkopplung der mechanischen Wirkverbindung von diesem Bewegungsfreiheitsgrad vorzusehen, da sie in der Regel nicht in eine Drehbewegung des drehbaren Trägerelements umge¬ setzt werden soll. Dies kann dadurch erfolgen, dass der erste Arm eine im Betrieb variable Länge hat.
Zur konkreten Realisierung dieses Merkmals kann der erste Arm also beispielsweise einen Kolben, der am ersten Kugelgelenk gelagert ist und einen Hohlzylinder in dem ein Abschnitt des Kolbens geführt ist und der am zweiten Kugelgelenk gelagert ist, aufweisen. Bei dieser Konstruktion führt eine Bewegung des Kupplungselements in Richtung auf die Schienen hin oder von den Schienen fort zu einer Veränderung der Länge des Ab¬ schnitts des Kolbens, der im Hohlzylinder aufgenommen ist und wird somit weitgehend kompensiert. Zweckmäßigerweise sollte bei dieser Ausgestaltung allerdings das vierte Kugelgelenk am durch den Hohlzylinder gebildeten Abschnitt des ersten Arms angeordnet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ansteuerung der Dre¬ hung einer drehbar gelagerten Trägerstruktur einer Räderachse eines Wagens eines Fahrgeschäfts mit einem beweglich gelager¬ ten Kupplungselement zum Ankoppeln eines weiteren Wagens, wird eine durch die Schienengeometrie hervorgerufenen Positionsän¬ derung der relativen Position des Wagens des Fahrgeschäfts zum weiteren Wagen zu einer Positionsänderung des beweglich gela¬ gerten Kupplungselements überführt und die Positionsänderung des beweglich gelagerten Kupplungselements über eine mechani¬ sche Wirkverbindung in eine Drehung der drehbaren Trägerstruk¬ tur überführt .
Auf diese Weise wird die zur Ansteuerung der Drehbewegung der drehbaren bzw. drehbar gelagerten Trägerstruktur benötigte In¬ formation über die lokale Schienengeometrie aus der durch die lokale Schienengeometrie hervorgerufenen Änderung der Relativ¬ position von Wagen eines Zugs zueinander, die sich in einer Änderung der Position des Kupplungselements nieder-schlägt , gewonnen und diese Positionsänderung über die mechanische Wirkverbindung als Antrieb zur kontrollierten Ansteuerung der Drehbewegung im gewünschten Ausmaß genutzt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die Ausfüh¬ rungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen:
Fig.l: Ein schienengebundenes Fahrgeschäft mit einem Trieb¬ wagen und einem am Triebwagen angekoppelten Fahrgast¬ wagen,
Fig.2: eine dreidimensionale Darstellung einer mechanischen
WirkVerbindung,
Fig.3a: eine Aufsicht auf Kupplungsstange und ersten Arm der mechanischen Wirkverbindung gemäß Figur 2, und Fig.3b: eine Aufsicht auf Kupplungsstange und zweiten Arm der mechanischen Wirkverbindung gemäß Figur 2.
Figur 1 zeigt ein als schienengebundenes Fahrgeschäft ausge- führtes Fahrgeschäft 100 mit einem Triebwagen 110 und einem an den Triebwagen 110 angekoppelten Fahrgastwagen 150. Dabei han¬ delt es sich bei dem Fahrgeschäft konkret um einen „Inverted- Powered Coaster", bei dem die Wagen, insbesondere der Triebwa¬ gen 110 und der Fahrgastwagen 150, mit den drehbar gelagerten Fahrgestellen 111, 151 mit Laufrädern 112a, 112b, 112c, 152a,
152b, 152c an einem nicht dargestellten Schienensystem aufge¬ hängt sind, so dass die Laufräder 112a, 112b, 112c bzw.
152a, 152b, 152c jeweils einen Schienenabschnitt umgreifen. Der Fahrgastwagen 150 weist einen Rahmen 153 auf, an dem die Fahrgestelle 151 mit Laufrädern 152a, 152b, 152c in Lagern 154 drehbar gelagert sind. Ebenfalls am Rahmen 153 gelagert sind die nicht dargestellten Auf- bzw. Anbauten, insbesondere eine Trägerstruktur für die Fahrgastsitze, an der auch Sicherungs- bügel zur Sicherung von in den Fahrgastsitzen sitzenden Fahr¬ gästen während der Fahrt angeordnet sein können sowie etwaig vorgesehene Motiv-Anbauten, um das äußere Erscheinungsbild des Fahrgeschäfts an ein bestimmtes Thema anzupassen. Am dem
Triebwagen 110 zugewandten Ende des Fahrgastwagens 150 ist ein Kupplungselement 158 angeordnet, über das der Fahrgastwagen 150 am Triebwagen 110 angekoppelt ist. Am diesem Ende gegen¬ überliegenden Ende des Fahrgastwagens 150 ist ein weiteres Kupplungselement 159 angeordnet, an dem weitere, nicht darge¬ stellte Fahrgastwagen 150 angekoppelt werden können.
Der Triebwagen 110 weist einen Rahmen 113 auf, an dem die Fahrgestellte 111 mit den Laufrädern 112a, 112b, 112c in Lagern 114 drehbar angeordnet sind. Ferner trägt der Rahmen 113 den nicht dargestellten Antrieb, welcher insbesondere zwei Reibrä¬ der 116, die an einer auf einem als Drehschemel ausgeführten drehbaren Trägerstruktur 117 angeordneten Achse angeordnet sind, antreibt. Im Betrieb des Fahrgeschäfts 100 wird der Vor- trieb dadurch erzeugt, dass die Reibräder 116 mit einer Lauf¬ fläche des nicht dargestellten Schienensystems wechselwirken und dadurch den Triebwagen 110 mit daran angekoppelten Fahr¬ gastwagen 150 vorwärtsbewegen. Ferner ist am hinteren Ende des Triebwagens in einem Kugelge¬ lenk 118 ein Kupplungselement 120 in Gestalt einer Kupplungs¬ stange gelagert, die durch Löcher im Kupplungselement 158 des Fahrgastwagens 150 hindurchgeführt ist und deren Mittelab¬ schnitt im Kugelgelenk 118 gelagert ist. Ein Endabschnitt des Kupplungselements 120 ist über eine mechanische Wirkverbindung 130, die mit einem Ende in einem Lager 134, das am Rahmen 113 angeordnet ist, gelagert ist, mit dem Drehschemel 117 verbun¬ den . Anhand der Figur 1 kann man sich leicht vergegenwärtigen, wie die Position des im Kugelgelenk 118 gelagerten Kupplungsele¬ ments 120 durch eine durch den Schienenverlauf bedingte Ände¬ rung der Relativposition des Triebwagens 110 relativ zum Fahr¬ gastwagen 150 beeinflusst wird. Bei Kurvenfahrt wird ein Ende des Kupplungselements 120 nach vorne, in Richtung auf den An¬ trieb 115 hin und das andere Ende des Kupplungselements 120 nach hinten, in Richtung auf den Fahrgastwagen 150 hin bewegt. Eine Torsion des Schienensystems führt zu einer Bewegung des einen Endes des Kupplungselements 120 nach oben, in Richtung auf das nicht dargestellte Schienensystem hin (weil es sich um einen inverted coaster handelt, bei einem oberhalb des Schie¬ nensystems fahrenden Fahrgeschäft wäre oben natürlich die Richtung vom Schienensystem weg) und des anderen Endes des Kupplungssystems 120 nach unten, in Richtung vom nicht darge¬ stellten Schienensystem weg (erneut weil das dargestellte Bei¬ spiel ein inverted coaster ist) . Da das Kupplungselement 120 im Kugelgelenk 118 gelagert ist, sind auch Überlagerungen die- ser Bewegungen möglich.
Diese Bewegungen des als Kupplungsstange ausgeführten Kupp¬ lungselements 120 werden zumindest partiell durch die mechani¬ sche Wirkverbindung 130 in Drehbewegungen des Drehschemels 117 übersetzt und dadurch die Laufrichtung der Reibräder 116 an die lokale Schienengeometrie angepasst.
Ein beispielhafter Aufbau für die mechanische Wirkverbindung 130 wird nun anhang der Figuren 2,3a und 3b beschrieben. Wie man der Ansicht gemäß Figur 2 entnimmt, weist die mechanische Wirkverbindung 130 einen ersten Arm 131 auf, dessen eines Ende über ein erstes Kugelgelenk 132 mit einem Ende des Kupplungs¬ elements 120 verbunden ist und dessen anderes Ende über ein zweites Kugelgelenk 133, das über das Lager 134 mit dem Rahmen 113 des Triebwagens 110 verbunden ist. Ferner weist die mecha¬ nische Wirkverbindung 130 einen zweiten Arm 135 auf, dessen eines Ende über ein drittes Kugelgelenk 136 und dessen Lager¬ zapfen 137 mit der drehbaren Trägerstruktur in Gestalt des Drehschemels 117 verbunden ist und dessen anderes Ende über ein viertes Kugelgelenk 138, das im Bereich zwischen dem ers¬ ten Kugelgelenk 132 und dem zweiten Kugelgelenk 133 mit dem ersten Arm 131 verbunden ist.
Anhand der Aufsicht gemäß Figur 3a kann man sich leicht die Bewegung des ersten Arms 131 als Reaktion auf eine Änderung der Position des Kupplungselements 120 verdeutlichen: Bei ei¬ ner Kurvenfahrt bewegt sich das mit dem ersten Arm 131 verbun¬ dene Ende des Kupplungselements 120 in die Blattebene der Fi- gur hinein (so dass es quasi die Blattebene in Richtung vom Betrachter weg durchstößt) oder aus dieser heraus (so dass es sich quasi in Richtung auf den Betrachter bewegt) . Dementspre¬ chend folgt das erste Kugelgelenk 132 dieser Bewegung, während das zweite Kugelgelenk 133 durch das Lager 134 festgelegt ist. Dementsprechend klappt der erste Arm 131 und mit ihm das vier¬ te Kugelgelenk 138 um das Kugelgelenk 132 herum aus der Blatt¬ ebene hinaus oder in die Blattebene hinein. Bei einer Torsion des Streckenabschnitts bewegt sich das mit dem ersten Arm 131 verbundene Ende des Kupplungselements 120 in der Darstellung der Zeichnung nach oben oder nach unten. Als Konsequenz aus dieser Bewegung ändert sich der Winkel CC, was möglich ist, da die Verbindung zwischen dem ersten Arm 131 und dem Kupplungselement 120 durch ein Kugelgelenk, nämlich das erste Kugelgelenk 132 gebildet wird. Ferner ändert sich, da das zweite Kugelgelenk 133 durch das Lager 134 festgelegt ist, die Länge des ersten Arms 131 variabel, was dadurch er¬ möglicht wird, dass der erste Arm 131 aus einem Kolben 131a, der in einem Hohlzylinder 131b verschiebbar gelagert ist, zu¬ sammengesetzt ist, wobei das vierte Kugelgelenk 138 am Hohlzy¬ linder 131b angeordnet ist und somit einen festen Abstand zum zweiten Kugelgelenk 133 aufweist. Da sich bei der Torsionsbe¬ wegung das Kupplungselement 120 auf einer Kreisbahn bewegt, muss sich der erste Arm 131 auch in der Blattebene der Figur 3a um das Lager 134 herum drehen können. Dieser zweite Bewe¬ gungsfreiheitsgrad ist aber wegen des zweiten Kugelgelenks 133 ebenfalls möglich. Anhand der Aufsicht gemäß Figur 3b kann man sich gut die aus den entsprechenden Bewegungen des ersten Arms 131 resultieren¬ den Bewegungen des zweiten Arms 135 und des mit ihm über das dritte Kugelgelenk 136 verbundenen Lagerzapfens 137 verdeutli¬ chen .
Bei einer Torsionsbewegung zwischen den Wagen wird das mit dem Kupplungselement 120 verbundene Ende des ersten Arms 131 im
Wesentlichen aus der Bildebene der Figur 3b heraus auf den Be¬ trachter zu oder in diese Bildebene hinein, also vom Betrach¬ ter weg bewegt. Die Position des erstens Arms 131 in der Bild¬ ebene und insbesondere des an ihm angeordneten vierten Kugel- gelenks 138 wird aber kaum verändert, da diese Bewegung nahezu vollständig durch die Variation des Anteils des Kolbens 131a des ersten Arms 131, der im Hohlzylinder 131b des ersten Arms 131 aufgenommen ist, kompensiert wird. Bei einer Kurvenfahrt wird das mit dem Kupplungselement 120 verbundene Ende des ersten Arms 131 in der Bildebene der Figur 3b im Wesentlichen nach oben oder nach unten bewegt, während das zweite Ende des ersten Arms 131 ortsfest im Lager 134 festgelegt ist. Dementsprechend führt der erste Arm 131 mit dem an ihm angeordneten vierten Kugelgelenk 138 eine Klappbe¬ wegung aus, die auch das vierte Kugelgelenk 138 und das an ihm angeordnete Ende des zweiten Arms 135 in der Bildebene nach oben oder unten verschiebt. Dass der zweite Arm 135 dabei in der Bildebene bleibt und nicht mit der Klappbewegung des ers- ten Arms 131 mitbewegt wird durch das Vorsehen des vierten Ku¬ gelgelenks 138 und des dritten Kugelgelenks 136 ermöglicht, die diesen Bewegungsfreiheitsgrad des zweiten Arms 135 schaf¬ fen . Da das andere Ende des zweiten Arms 135 über das dritte Kugel¬ gelenk 136 und den Lagerzapfen 137 am in Figur 3b nicht darge¬ stellten Drehschemel 117 festgelegt ist, wird dadurch ein Drehmoment auf den Drehschemel 117 ausgeübt, das ihn um seine Drehachse herum dreht und so die Orientierung der in Figur 3b nicht dargestellten Reibräder 116 an den lokalen Schienenver¬ lauf anpasst . Da sich bei der wie soeben beschriebenen Drehbewegung des Drehschemels die Position des Lagerzapfens 137 auf einer
Kreisbahn bewegt ist auch ein Bewegungsfreiheitsgrad nötig, der eine Rotation des zweiten Arms 136 relativ zum Lagerzapfen 137 bzw. relativ zum ersten Arm 131 in der Bildebenen erlaubt. Dieser wird ebenfalls durch das dritte Kugelgelenk 136 bzw. das vierte Kugelgelenk 138 bereitgestellt.
Bezugszeichenliste
100 schienengebundenes Fahrgeschäft
110 Triebwagen
111 Fahrgestell
112a, , c Laufräder
113 Rahmen
114 Lager
116 Reibräder
117 drehbare Trägerstruktur
118 Kugelgelenk
120 Kupplungselement
130 mechanische Wirkverbindung
131 erster Arm
131a Kolben
131b Hohlzylinder
132 erstes Kugelgelenk
133 zweites Kugelgelenk
134 Lager
135 zweiter Arm
136 drittes Kugelgelenk
137 Lagerzapfen
138 viertes Kugelgelenk
150 Fahrgastwagen
151 Fahrgestell
152a, b, c Laufräder
153 Rahmen
154 Lager

Claims

Patentansprüche
Wagen (110) für ein Fahrgeschäft (100) mit mindestens ei¬ ner auf einer drehbaren Trägerstruktur (117) angeordneten Räderachse und einem Kupplungselement (120) zum Ankuppeln eines weiteren Wagens (150),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kupplungselement (120) zum Ankuppeln eines weiteren Wagens
(150) beweglich gelagert ist und über eine mechanische Wirkverbindung (130) mit der drehbaren Trägerstruktur
(117) verbunden ist, so dass eine Bewegung des Kupplungs¬ elements (120) zu einer Drehung der drehbaren Trägerstruk¬ tur (117) und der daran angeordneten Räderachse führt und eine Drehung der drehbaren Trägerstruktur (117) zu einer Bewegung des Kupplungselements (120) führt.
Wagen (110) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kupplungselement (120) in einem am Wagen (110) befestigten Kugelgelenk (118) gelagert ist.
Wagen (110) nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die me¬ chanische Wirkverbindung (130) einen ersten Arm (131) auf¬ weist, dessen eines Ende über ein erstes Kugelgelenk (132) mit einem Ende des Kupplungselements (120) verbunden ist und dessen anderes Ende über ein zweites Kugelgelenk (133) mit einem Rahmen (113) des Wagens (110) verbunden ist und dass die mechanische Wirkverbindung (130) einen zweiten Arm (135) aufweist, dessen eines Ende über ein drittes Ku¬ gelgelenk (136) mit der drehbaren Trägerstruktur (117) verbunden ist und dessen anderes Ende über ein viertes Ku¬ gelgelenk (138) zwischen dem ersten Kugelgelenk (132) und dem zweiten Kugelgelenk (133) mit dem ersten Arm (131) verbunden ist.
Wagen (110) nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der ers¬ te Arm (131) eine im Betrieb variable Länge hat.
Verfahren zur Ansteuerung der Drehung einer drehbar gela¬ gerten Trägerstruktur (117 (Räderachse hat keinen Einfluss auf die Anlenkung) eines Fahrgeschäfts (100) mit einem be¬ weglich gelagerten Kupplungselement (120) zum Ankoppeln eines weiteren Wagens (150), bei dem eine durch die Schie¬ nengeometrie hervorgerufenen Positionsänderung der relati¬ ven Position des Wagens (110) des Fahrgeschäfts (100) zum weiteren Wagen (150) zu einer Positionsänderung des beweg¬ lich gelagerten Kupplungselements (120) übersetzt wird und die Positionsänderung des beweglich gelagerten Kupplungs¬ elements (120) über eine mechanische Wirkverbindung (130) in eine Drehung der drehbaren Trägerstruktur (117) über¬ führt wird.
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