DE19724272A1

DE19724272A1 - Fahrzeug für Fahrgeschäfte

Info

Publication number: DE19724272A1
Application number: DE19724272A
Authority: DE
Inventors: Volker Distelrath
Original assignee: Maurer Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Maurer Soehne GmbH and Co KG
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: DE19724272C2; US6302029B1; JP2002511034A; WO1998056477A1; AU7765898A; EP0988099A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug für ein Fahrge schäft, mit einem in einer Bahn geführten Unterwagen und einem auf dem Un terwagen angeordneten, relativ zu diesem verdrehbaren Oberwagen, wobei eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der relativen Drehungen zwischen dem Ober- und dem Unterwagen vorgesehen ist.

Ein derartiges Fahrzeug ist aus der DE 195 25 429 A1 bekannt. Bei diesem Fahr zeug sind die Exzentrizität der Achslage und die Dämpfungswirkung in funktio naler Abhängigkeit voneinander gemäß einer Gütefunktion eingestellt. Beim Durchfahren von Kurven einer achterbahnartigen Bahnstrecke wird der Ober wagen aufgrund der angreifenden Fliehkräfte zu einer Drehbewegung um die senkrechte oder zur Senkrechten geneigte Achsverbindung zum Unterwagen an geregt. Die Drehbewegung ist gewünscht und dient zur Erhöhung des Fahrver gnügens. Wichtig ist, daß sie kontrolliert abläuft und die Fahrgäste nicht über mäßig belastet werden.

Die Erfindung zielt darauf ab, des gattungsgemäße Fahrzeug derart weiterzu entwickeln, daß auf einfache Weise eine Kontrolle über die bei Kurvenfahrten auftretenden relativen Drehbewegungen zwischen Ober- und Unterwagen mög lich ist.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1. Ge genüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik ist dabei die Dämpfungsein richtung als Fliehkraftbremse ausgelegt und/oder es ist ein von der Bahn ange steuertes Arretier- und/oder Ausrichtsystem vorgesehen, welches Drehungen des Oberwagens relativ zum Unterwagen blockiert oder freigibt und/oder den Ober wagen relativ zum Unterwagen ausrichtet.

Die Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung als Fliehkraftbremse ermöglicht eine automatische Anpassung der Dämpfung an die jeweilige Kurvengeometrie, denn die erfindungsgemäße Ausführung der Fliehkraftbremse verhindert ohne weiteres zu schnelle Drehbewegungen des Oberwagens gegenüber dem Unterwa gen unabhängig von den durch die Kurvenfahrt verursachten Fliehkräften.

Das Arretiersystem fixiert die relative Ausrichtung von Ober- und Unterwagen zueinander, so daß Drehungen zwischen Ober- und Unterwagen nicht möglich sind. Derart fährt der Wagen aus der Geraden in eine Kurve mit einem konstan ten Radius. Ober- und Unterwagen haben durch die Arretierung die gleiche Win kelgeschwindigkeit und erfahren im Anfangsbereich der Kurve eine Winkelbe schleunigung. Danach bleibt die Winkelgeschwindigkeit aufgrund des konstanten Radius ebenfalls konstant. An einem vorgegebenen Ort der Kurve wird nun die Verbindung bzw. die Arretierung zwischen Ober- und Unterwagen gelöst, so daß sich der Oberwagen unabhängig vom Unterwagen drehen kann. Diese Drehung behält er auch nach dem Durchfahren der Kurve bei, wobei die Drehgeschwin digkeit durch die jeweilige Lage des Massenschwerpunktes des Oberwagens in der horizontalen Ebene (nämlich die aktuelle Exzentrizität) noch angefacht (erhöht) werden kann. Für den Fahrgast tritt somit der überraschende Effekt einer Drehung auf, obwohl aufgrund der Bahngeometrie keine Drehung mehr zu erwarten wäre.

Um beim Einfahren in die Kurve keinen zu starken Stoß beim Lösen der Arre tiervorrichtung zu erfahren, kann das Lösen der Arretiervorrichtung verzögert bzw. durch Schleifen über einen definierten Zeitraum erstreckt werden. Dies ist unter anderem auch erforderlich, wenn aufgrund der exzentrischen und/oder zur Senkrechten geneigten Lagerung des Oberwagens gegenüber dem Unterwagen der Dreheffekt beim Durchfahren der Kurve durch überlagerte Gravitations- und/oder Schwingungseffekte noch verstärkt wird. Gerade beim Auftreten der artiger Effekte ist wiederum die ergänzende Fliehkraftbremse besonders sinn voll.

Besonders bevorzugt weist die Fliehkraftbremse dazu mindestens zwei auf dem Oberwagen befestigte Fliehgewichte auf. Die Fliehkraftbremse ist derart ausge legt, daß sie nur bei Drehungen des Oberwagens wirkt, nicht jedoch durch ande re auf den Wagen einwirkende Kräfte ausgelöst werden kann (wie z. B. durch eine Abbremsung des Unterwagens in der Bahn oder durch das Durchfahren eines "Tales" (auch: Wanne) oder eines "Gipfels" (auch: Kuppe)). Dazu wird die Flieh kraftbremse so vorgespannt oder voreingestellt, daß sie nur ab einer definierten Grenzkraft in Funktion tritt.

Eine Übertragungseinrichtung setzt Bewegungen der Fliehgewichte in Zuspann bewegungen einer Bremsbacke um. Die Bremsbacke wirkt vorzugsweise auf den Außenumfang eines auf dem Unterwagen angeordneten Bremskranzes. Ferner ist/sind eine oder mehrere Feder(n) zur Definition des Auslösekraft der Flieh kraftbremse und/oder zur Kompensation der Reibung vorgesehen, welche bei spielsweise durch Führungselemente für die Bremsbetätigung bewirkt wird. Die sich diametral gegenüberliegenden Fliehgewichte sind mit einem geeigneten Ge stänge so verbunden, daß sie nur gleichsinnig nach außen oder nach innen wir ken können, so daß sie bei Querkräften in Ruhe, bei Fliehkräften aufgrund der Rotation eine Stellkraft auf das Gestänge bewirken, die zur Bremsung genutzt wird.

Bei der Realisierung des Arretiersystemes hat sich ein von Anlaufnocken ausge löster Kniehebelmechanismus als besonders vorteilhaft herausgestellt. Dazu ist eine am Oberwagen angeordnete Bremsscheibe vorgesehen, ferner umfaßt das Arretiersystem eine am Unterwagen angeordnete Arretier-Bremsbetätigung, wel che wiederum das federgespannte Kniehebelsystem mit Rollenbetätigung auf weist.

Eine weitere besonders bevorzugte Variante der Erfindung ergänzt das Fahrzeug um ein Ausrichtsystem zum Ausrichten des Oberwagens relativ zum Unterwagen - beispielsweise im Bahnhofsbereich. Ein derartiges Ausrichtsystem läßt sich auf konstruktiv einfache Weise mit dem vorstehend beschriebenen Kniehebelsystem zur Arretierung kombinieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteran sprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Aus führungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Flieh kraftbremse für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug;

Fig. 2a eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Arre tiersystemes und eines Ausrichtsystemes für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug;

Fig. 2b eine die Funktion der Betätigung und Verriegelung des Ausrichtsy stemes erläuternde Skizze;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges nach dem Stand der Technik; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer einfachen Bahn für ein erfin dungsgemäßes Fahrzeug.

Zunächst sei Fig. 3 beschrieben. Fig. 3 zeigt ein Fahrzeug 1 nach dem Stand der Technik, welches einen Oberwagen 2 und einen Unterwagen 3 aufweist, wobei der Oberwagen 2 mit dem Unterwagen 3 durch eine Drehachse 4 verbunden ist. Die Drehachse 4 ist exzentrisch zum Schwerpunkt des Oberwagens 2 angeordnet. Der Oberwagen 2 weist Sitze 5 auf. Schienenräder 6 sind dazu ausgelegt, das Fahrzeug auf den Schienen 7 einer Bahn 8 zu führen (siehe Fig. 4). in der Praxis wird die Bahn 8 bevorzugt achterbahnartig ausgelegt.

Gegenüber diesem Stand der Technik zeichnet sich das erfindungsgemaße Fahr zeug dadurch aus, daß nach Art der Fig. 1 eine Dämpfungseinrichtung 9 als Fliehkraftbremse ausgelegt ist. Ferner sind ein von der Bahn angesteuertes Ar retiersystem 10, welches Drehungen des Oberwagens relativ zum Unterwagen blockiert, und ein ebenfalls von der Bahn angesteuertes Ausrichtsystem 11 vor gesehen, welches den Oberwagen 2 relativ zum Unterwagen 1 ausrichtet (Fig. 2).

Die Fliehkraftbremse umfaßt einen auf dem Unterwagen mittig zur Drehachse 4 angeordneten Bremskranz 12, an dessen Außenumfang mindestens eine Brems backe 13 zuspannbar ist. Der oder die Bremsbacken 13 sind über Übertragungs einrichtungen 14 mit mindestens zwei Fliehgewichten 15 verbunden, wobei die Übertragungseinrichtungen 14 Bewegungen der Fliehgewichte 15 in Zuspann bewegungen der Bremsbacken 13 umsetzen.

Bei einer absoluten Drehung des Oberwagens 2 werden die sich diametral gegen überliegenden Fliehgewichte 15 durch Zentrifugalkräfte nach "außen" bewegt und übertragen diese Zentrifugalkräfte über die Elemente der Übertragungsein richtung 14 (d. h. über einen Winkelhebel 16 und eine Zugstange 17 auf den Bremshebel 18 mit Bremsbacke 13). Durch Zuspannen der Bremse wird die Drehgeschwindigkeit des Oberwagens 2 reduziert.

Über das Koppelgestänge 19 werden die beiden Fliehgewichte 15 synchronisiert und damit so verbunden, daß lineare Beschleunigungen und Verzögerungen, d. h. Querkräfte des Oberwagens nicht zu Bremsmomenten führen. Die Reibung von Führungselementen 20 wird über Federn 21 kompensiert, welche ferner zur Definition der Bremskraft (Kennlinie der Federn) bzw. zur Definition einer Min destkraft dienen, ab der eine Zuspannbewegung erfolgt.

Das Arretiersystem umfaßt nach Fig. 2a eine am Oberwagen 2 befestigte Brems scheibe 22. Gegen diese wird von einer am Unterwagen 3 angeordneten Arretier- Bremsbetätigung 23 mindestens eine Bremsbacke 24 zugespannt.

Eine - von einem an der Bahn 8 (beispielsweise oberhalb oder seitlich der Schie nen 7) befestigten Anlaufnocken 25 (siehe Fig. 2) bewegte - Rolle 26 betätigt und spannt über ein Kniehebelsystem 27 eine Feder 28. Im gespannten Zustand ist die Bremsbacke bzw. der Bremsklotz 24 von der Bremsscheibe 22 abgehoben. Durch Zug auf die Rolle 26 wird das Federpaket 28 freigegeben, welches den Bremsklotz 24 auf die Bremsscheibe 22 drückt. Durch ein Lösen der Zuspan nung des Bremsklotzes 24 wird die Arretierung zwischen Ober- und Unterwagen aufgehoben und der Oberwagen kann frei rotieren. Die Löse- und die Zuspann bewegungen werden von entgegengesetzt ausgerichteten Nocken ausgelöst. Ein Anschlag 27a des Kniehebelgestänges 27 über den Totpunkt der Zuspannbewe gung hinaus bewirkt eine Raststellung der Bremse im gelösten Zustand.

An Bahnhöfen und ggf. auch bestimmten Bahnabschnitten wird ferner das Aus richtsystem 11 genutzt (siehe auch Fig. 2b). Eine spezielle Ausrichtscheibe 29 ist dazu axial zur Bremsscheibe 22 ebenfalls auf dem Oberwagen angeordnet. Eine - von einem an der Bahn 8 (beispielsweise oberhalb der Schienen 7) befestigten Anlaufnocken 30 bewegte - Rolle 31 betätigt und spannt über ein Kniehebelsy stem 32 eine Feder 33. Im gespannten Zustand befindet sich ein Arretierungbol zen 34 in einer von der Drehachse der Scheibe 29 entfernten Position. Durch Druck auf die Rolle 31 wird das Federpaket 33 freigegeben, welches den Bolzen 34 bewegt. Durch "Zuspannen" des Bolzens 34 wird der Bolzen in eine von zwei herzförmigen Einbuchtungen 35 gedrückt, was den Wagen in einer 180°-Stellung ausrichtet. Zusätzlich kann im Bereich des Bahnhofs (nicht dargestellt) eine An laufbremse (Anlaufschräge) vorgesehen sein, welche das Ausrichten unterstützt (siehe hierzu Fig. 2b).

Bezugszeichenliste

1

Fahrzeug

2

Oberwagen

3

Unterwagen

4

Drehachse

5

Sitze

6

Schienenräder

7

Schienen

8

Bahn

9

Dämpfungseinrichtung

10

Arretiersystem

11

Ausrichtsystem

12

Bremskranz

13

Bremsbacken

14

Übertragungseinrichtungen

15

Fliehgewichte

16

Winkelhebel

17

Zugstange

18

Bremshebel

19

Koppelgestänge

20

Führungselemente

21

Zugfedern

22

Bremsscheibe

23

Arretier-Bremsbetätigung

24

Bremsklotz

25

Anlaufnocken

26

Rolle

27

Kniehebelsystem

27

a Anschlag für Kniehebelsystem

28

Druckfedern

29

Arretierungsscheibe

30

Anlaufnocken

31

Rolle

32

Kniehebelsystem

33

Druckfedern

34

Arretierungsbolzen

35

Ausbuchtungen

Claims

1. Fahrzeug, insbesondere Fahrzeug für ein Fahrgeschäft, mit einem in einer Bahn (8) geführten Unterwagen (3) und einem auf dem Unterwagen (3) an geordneten, relativ zu diesem verdrehbaren Oberwagen (2), wobei eine Dämpfungseinrichtung (9) zur Dämpfung der relativen Drehungen zwi schen dem Ober- und dem Unterwagen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (9) als Fliehkraftbremse ausgelegt ist und/oder ein von der Bahn (8) angesteuertes Arretier- und/oder Ausrichtsystem (10, 11) vorgesehen ist, welches Drehungen des Oberwagens (2) relativ zum Un terwagen blockiert oder freigibt und/oder den Oberwagen (2) relativ zum Unterwagen (1) ausrichtet.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flieh kraftbremse mindestens zwei auf dem Oberwagen (2) befestigte Fliehge wichte (15) aufweist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragungseinrichtung (14) vorgesehen ist, welche Bewegungen der Fliehgewichte (15) in Zuspannbewegungen einer Bremsbacke (13) umsetzt.

4. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß zwei einander diametral gegenüberliegende Fliehgewichte (15) mit einem Koppelgestänge 19 verbunden sind, das nur eine gleichsin nige Bewegung der Gewichte jeweils nach außen oder innen zuläßt.

5. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß auf dem Unterwagen ein Bremskranz (12) angeordnet ist.

6. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (14) einen Winkelhebel (16) und/oder eine Zugstange (17) und/oder einen Bremshebel (18) umfaßt.

7. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Synchronisationseinrichtung (Koppelgestänge 19) auch zur Synchronisation der Zuspannbewegungen von zwei oder mehreren der Bremsbacken (13) vorgesehen ist.

8. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens eine Feder (21) zur Definition des Auslösekraft der Fliehkraftbremse und/oder zur Kompensation der Reibung vorgesehen ist, welche durch Führungselemente (20) für die Bremsbetätigung bewirkt wird.

9. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Arretiersystem (10) eine am Oberwagen angeordnete Bremsscheibe (22) umfaßt.

10. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Arretiersystem eine am Unterwagen angeordnete Arre tier-Bremsbetätigung (23) aufweist.

11. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Arretier-Bremsbetätigung (23) ein federgespanntes Kniehebelsystem (27) mit Rollenbetätigung aufweist.

12. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß als Auslöseelement der Arretier-Bremsbetätigung ein an der Bahn (8) angeordneter Anlaufnocken (25) vorgesehen ist.

13. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ausrichtsystem (11) eine Ausrichtscheibe (29) umfaßt, welche zwei diametral einander gegenüberliegende, herzkurvenförmige Einbuchtungen (35) im Außenumfang aufweist.

15. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ausrichtsystem ein federgespanntes Kniehebelsystem (32) mit Rollenbetätigung und einen Arretierungsbolzen (34) aufweist, der in die Einbuchtungen (35) eingreifen kann.

16. Fahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß als Auslöseelement (30) des Ausrichtsystemes an der Bahn angeordnete Anlaufnocken (30) vorgesehen sind.