DE2329423C3

DE2329423C3 - Fahrzeug für eine Volksbelustigungsvorrichtung nach Art einer Achterbahn

Info

Publication number: DE2329423C3
Application number: DE2329423A
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. 8131 Aufkirchen Morsbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-02-09
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1979-10-11
Also published as: DE2329423A1; US3941060A; DE2329423B2

Description

Die !'Kindling betrifft ein Fahr/eng fur eine Voiksbelustigiingsvorrichiung nach Art einer Achter bahn, bei dem der F'ahrgastträger quer /ur Fahrtrichtung an zwei l'ahrwerken pendelnd aufgehängt ist und jedes Fahrwerk jeweils wenigstens ein Paar Tragmllen und ein Paar Führungsrollen aulweiM. wobei die Tragrollen an einer anderen Stelle ties .Schienenprofils angreifen wie die Führungsrollen und die Rollenachsen einen Winkel einschließen.

Fin Fahrzeug dieser Art isl air, der FR-ZP U 4 hl? bekannt, liei dem dort beschrieheüi/n Fahrzeug hangi der Fahrgasnräger an den Fahrwerkeii und kann quer zur Fahrtrichtung seillich pendeln. Mi! diesem Fahrzeug sind jedoch hohe Fahrgeschwindigkeiten nicht zu erreichen, weil die Pendelung des Fahrgasttragers relativ zu den l'ahrwerken nicht beeinflußbar isl. liei einem zu großen Aiislcnkungswinkcl des Fahrgastlrägcrs würden die Fahrwerke an der Schiene verkamen und erhöhte Reibungskräfte verursachen, weil die Führungsrollen in die Fbene der Achsen der Tragrollen angeordnet sind und daher nur in geringem Maße die bei der Auslenkung ties Fahrgiistträgers auftretenden Kräfte auf das .Schienenprofil übertragen können. Auch ist eine Dämpfungseinrichiung für den Fahrgastträger nicht vorgesehen, was bei Richtungsänderungeri der Schiene zu unkontrollierten Schwingungen führ!.

Aus der CII-PS > 32 171 isl em I ahrzeiiK tür eine Volksbelustigungsvorrichtung bekannt, bei dem die am Fahrwerk angeordneten Führungsrollen mit einem vertikalen Abstand von den Achsen der Tragrollen angeordnet sind, so daß die bei Kurverila In t aul tretenden Kräfte ausschließlich von den Führungsrollen auf das Schienenprofil übertragen werden und die als Rohrkonstruktion ausgebildete Schiene auf Torsion beanspruchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art so /u gestalten, daß auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten und bei Richtungsänderungen das Schwingungsverhalten des Fahrgasnrägers beherrscht werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Tragrollen durch die Schiene starr geführt und wenigstens zwei der Führungsrollen mit einem vertikalen Abstand von den Achsen der Tragrollen angeordnet sind, und daß zwischen Fahrgastträger und Tahrwerk eine Reibungskombination enthaltene Dämpfungseinrichtung angeordnet ist, die derart ausgebildet ist. daß ^e mit /«nehmendem Ablenkungswinkel des Fahrgast trägers über eine Führungsrolle eine größere Kraft auf die Schiene ausübt.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird gewährleistet, daß auch bei Richtungsänderungen die seitlichen Schwingungen des Fahrgast'^rägers begrenzt bleiben, da laufend durch die Reibkombination dem Schwingungsvorgang Energie entnommen und die Reaktionskraft auf die Fahrwerke und über die Führungsrollen auf die Schiene übertragen wird. Es können somit von den F'ahrzeugen höhere Geschwindigkeiten gefahren werden und die Streckenführung kann mit engeren Kurvenradien versehen sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt Γ ι g. I Schienen und Fahr/enge in Seitenansicht:

F i g. 2 einen Querschnitt durch Schiene ur.d ein Fahrwerk:

F' i g. 3 ein Fahrwerk in Sei'enansl.ht;

F" i g. 4 einen Querschnitt durch die Dämpl'ungsein richtung;

F ι f-^T. 5 einen Dänipfungs/ylinder im (Querschnitt.

liei dem in Fig. I dargestellten Aiisfiihrungsbeispiel besteht die Konstruktion der Schiene 10, II, 12 und 13. aus vier Rohren, wobei in der Darstellung nur zwei Rohre erkennbar sind, die die zwei weiteren Rohre verdecken. Die Schienenrohre sind durch fachwerkarlii;e Aussteifungen miteinander verbunden (Fig. 2). so daß ein räumlicher Träger gegeben ist. der außer seiner Funktion als Schiene auch noch Kralle zwischen den Hocken zur I lalterung dieser Schienen übertragen kann. Auf den Schienen l;r.:fen beispielsweise drei Fahrwerke 15. die als einzigen Freiheitsgrad in Srhienenlangsrichlung verfahrbar sind, im übrigen aber starr durch die Führungsrollen 30, Ji derart geführt sind, daß (pier zur Fahrtrichtung Drehmomente auf die Schiene übertra gen werden können.

An den Fahrwerken 15 sind nun zwei Fahrgastlräger 16 derart befestig;, daß die Enden an je einem Fahrwerk

15 gelenkig aufgehängt sind und das minier'; Fahrwerk die Enden zweier Gondeln trägt, leder Fahrgastträger

16 besieht aus einem Fahrgastkorb 17 mn ζ. Ii. vier Sitzplätzen, je zwei annähernd vertikalen Trägern 18. einer /.. Ii. als Rohr ausgebildeten Vcrhindungsslange 19 zwischen den oberen l.nden der I rager 18. und zwei als Kugelgelenke 20 ausgebildete Aulcnkuuj'spiinklen ,in den Enden der Verbindungsstange 19. Mit den I lägern 18 kann ein Dach 22 verbunden scm. Die Kui/clizclcukc

ie Verbindung der Fahrgastträger 16 mit den !■'uhrwerken 15 her. Die Kugelgelenke 20 ermöglichen einerseits die seitliche Auspendelung der Gondeln und andererseits die erforderlichen Freiheitssgrade der !■'ahrwerke 15 gegeneinander beim Durchfahren von Kurven, Tälern oder Bergen. Die Verbinduiigsstangen 19 stellen somit auch die Verbindung zwischen je zwei I uhrwerken 15 her, bestimmen deren Abstund voneinander und übertragen in Schienenlängsrichtung Zug- und Bremskräfte. Die Oberfläche der aus einem Rohr bestehenden Verbindungsstange 19 dient weiterhin auch als durchgehende Bremsfläche für stationäre Bremsen zum Anhalten der Fahrzeuge an den Zu- b/w. Einstiegsstationen.

Zur Begrenzung der seitlichen Schwingungen sind Dämpfungseinrichlungen 25 vorgesehen. Die Dampfungseinrichtungen 25 sind für die Betriebssicherheit der gesamten Anlage von entscheidender Bedeutung, bei ihrem Ausfall besteht unmittelbare Gefahr fur de Fahrgäste, da die Gondeln in unkontrollierte S; hum gütigen geraten. UiVi beim Ausfall einer Dainiiiungscuirichtung Unfälle zu verhindern, sind je zwt. I ahrgasttrager durch elastische Mittel, z. B. durch einen Stoßdämpfer 28 miteinander verbunden, si ι dall die verbleibende Dämpfungseinrichtung 25 wenigstens !eilweise für beide Fahrgastträger wirksam werden kann.

F i g. 2 zeigt die Schiene und ein Fahrwerk im Querschnitt. Die Rohre der Schiene 10, M, 12, Π befinden sich an den Ecken eines Rechteckes, wobei die laiigere Rechteckseite horizontal verläuft. Diese Anicdllung ist deswegen gewählt, weil das grc-iV'v Widerstandsmoment des gesamten Schicnenqucrschnitis in horizontaler Richtung besteht, entsprechend den größten Belastungen in dieser Richtung Bei \ olkshelusligungsvorrichtungen nach Art einer Achterbahn treten Zentrifugalkräfte auf, die ein Mehrlaches der Erdbeschleunigung ausmachen können.

Die vier Schienenrohre sind durch I achv.erkstrehen 27 und 29 miteinander verbunden, wobei die vertikalen Strebe η 27 so ins Innere des Rahmenwerks verset/t sind. UaH der Raum /wischen den Schicncnnihren 10 und 12 b/w. Il und Π für Tragrollen frei bleibt.

ledes Fahrwerk 15 enthält acht Rollen, vor; denen in I ι g. 2 jedoch nur vier erkennbar sind, da jede KnIIc eine weitere verdeckt. Die Tragrollen 31 und 52 laiilen /wischen den Schienenrohreii 10 und 12 b/w. Il und 13 und übertragen vertikale Kräfte, und /war sowohl solche von oben nach unten als auch abhebende Kräfte von unten nach oben.

Die Anordnung der .Schienenrohre bleibt immer gleich, d. !ι. daß an allen Slellen der Sehienenanlage die I achwerkstrebcn 29 horizontal verlaufen. Wegen eier gelenkigen Verbindung zwischen l-'ahrwerken und I ahrgastträger ist eine Kurvcnneigung der Schienen wie bei einigen der bisher bekannten Achterbahnen — nicht erforderlich.

An den Schicncnrohrcn 12 und 13 greifen seitlich die I ührungsrollenpaare 30 und 33 an, sie dienen aus schließlich zur Aufnahme von horizontal angreifenden Kräften, d. h. von Zentrifugalkräften. Es ist daher zu ersehen, daß von den Fiihriingsrollcnpaaren 30 und 33 immer nur ein l'aar in Wirkverbindung mit den Schienenrohren 12 und 13 ist. während die Tragrollenpaare U und 32 stets gleichzeitig in Wirkverbindung mit den Rohren sind. Alle Rollen sind an dein Fahrwerkrahinen 35 befestigt, der Aa nahmen 36 für die Kugelgelen ke 20 der Fahruastträücr 16 enthält.

Die Achsen 37 und 38 der Führungsrolleii 30 und 33 sind starr mit dem Ear rwerkrahmen 35 verbunden. Da immer nur die Fuhrungsrollen 30 oder die l'ührungsrollen 33 in Eingnfl mil den .Schienenrohren 12 oder 13 sind, d. h. Kräfte übertragen, richtet sich das Fahrwerk so aus, daß beide Fuhrungsrollen 30 oder beide

I ührungsrollen 33 gleichmäßig tragen. Ebenso sind die beiden mit 40 bezeichneten Achsen der beiden Tragrollen 31, 32 starr mit dem Fahrwerksrahmen 35 verbunden. Die beiden '['ragrollen 31, 32 sind jedoch auf den Achsen 40 verschieblieh drehbar gelagert, wie dies durch den Pfeil 44 urgedeutet ist. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß die Tragrollen 31, 32 immer mittig auf dem Schienenrohr 13', 13 laufen, auch wenn der Abstand zwischen den .Schienenrohren 12 und 13 infolge von Fertigungstoleranz.cn nicht auf der ganzen Schienen-Strecke der gleiche ist.

Die beiden Tragrollen 31, 32 sind an einer Wippe 46 über Aciven 47.ν b/w. 47b (Fig. 3) drehbar befestigt. Die Wippe A-h is; ihrerseits mit'.-, einer Achse 49 seliw eilkIjui lim dein r aiii wci kl tiniiicn 33 beicSiigi. i.S ist somit erkennbar, daß die beiden Fuhrungsrollen 33;< und 336 sowie die beiden Tragrolien 31, 32 unabhängig von FertiguiiL'stoleran/cn der Schienen gleichmäßig wagen

Zur Erläu erung der Dämpfungseinrichtung 25

I1 ig. 1) muß <ur/ auf die Besonderheit des Verhaltens schwingender I ahrgastträger hingewiesen wcrcen. Es sei .; '!genommen, da.J ein Fahrzeug iiwt einer vorgegebenen Geschwindigkeit auf einer geraden Schiene fahrt. In diesem Fail irelen keine Beschleunigungskralte auf. An einer besummte!. Sielle der S hiene beginnt nun eine Kurve. Das gesamte Fahrzeug ist mit dem Eintnt! in die Kurve plötzlich einer /eninlugalkraft ausgesetzt, die wie bekannt dem Quadrat der fahrgeschwindigkeit und dem Kriinmungsradius umgekehrt proportional ist. Diese Zentrifugalkraft wirkt nun auf den Fahrg.istträger und lenkt diesen seitlich aus. Fs ist ersichtlich, daß es /wischen der Erdanziehung und der Zentrifugalkraft einen Gleichgewich's/iistand gibt. d.h. wenn dieser 7: ilaml erreicht ist. ist tier Fuhrgasttrager um einen Auslenkungswinkel ,·:■' so ^ciicilM. daß die resultierende Kiali aus Erdanziehung um! Zentrifugalkraft in der VerbiniJiingsger.iden zwischen der Verbmdungssiange 14 ([ig I) und den· Fahrgastkorb 17 liegt. In dieser Gleichgewichtslage des Eahrgastträgers sind die I ahr-LNiMc keinen Krallen ausgesetzt, die quer /ur Fahrtrichtung angreifen. Diener Gleichgewichtszustand isi anzustreben. Beim Eintahrcn in eine Kurve bedingt jedoch de plötzlich angreifende Zentrifugalkrall, daß der I ahrgastli äger über den Gleichgewichtszustand hir.aus nach außen schwing!, um dann wieder nahezu bis in di'"- vertikale I.agc zurückzuschwingen. Der Fahrgastträger pendelt also um ύνη Gleichgewichtszustand. Bei Verlassen der Ki:" ze kann der lahrgastt,"ä:.'er v.ei'erschwingen — je nach der Phaserlagc der Schwingung beim Kurvenende. Diese .Schwingungsvorgänge sind jedoch unerwünscht. Einerseils sind die Fahrgäste in der Kurve starken seitlichen Kräften ausgesetzt: anderer seits kann bei dem Schwingen des Eahrgastträgers nach Verlassen einer Kurve tier Fall eintreten. IaB der Fahrgastträger beim Einfahren in die nächste Kurve nach innen ausgependelt ist. Die dann auftretenden Kräfte — die Ruckpendelung in die Vertikale wird durch die neue Zentrifugalkraft verstärkt — k.innen ihrem Ausmaß nach gesundheitsschädlich sein.

Ihn dies zu vermeiden, ist gemäß der Erfindung eine Daiiiiifuiiirseinrichtiirii: 25 vorgesehen, die bewirkt, daß

mich dein I inlahren in cmc Kurve tier < ilen -hgcw u Ins /usliiiul schnell erreicht wird, ohne dall erhebluhe Peiidelungen um die Gleichgewichtslage auftreten.

Die Dämpfungseiririchtiing 25 isl in I ι g. "i im ein/einen dargestellt Sie besieht aus Zündergehäuse 60. Kolben 61. Kolbenstange 63 und den Befestigmigs äugen 64 und 65 Der Kolben 61 besteht mis λ H drei mit Bremsbelägen 66;i belegten Hremsbackcn 66. die durch zwei Konen 67 und 68 an die Innenwand ties /ylindergehäuses gedrückt werden. Der Konus 67 ist dabei unmittelbar mit der Kolbenstange 63 verbunden, während der Konus M über ein Paket von Tellerfeder"!!

69 ein Rohr 74. die Muttern 70 und das auf der Kolbenstange befindliche Gewinde 72 mit der Kolbenstange verbunden ist. Ils ist /u ersehen, dal! die Kraft, mit der die Hremsbacken 66 an die Zylinderfläche gedrückt werden, mittels der Mutter 70 genau eingestellt werden kann. Hei entsprechender lange des ί CuLi pakeics vn isi diese Kran auch unabhängig von einer Abnützung des Bremsbelages 66,). Mit der Mutter

70 kann sonnt auch die Kraft genau eingestellt werden, die erforderlich ist. den Kolben 61 aus dem Zvlindergehäiise 60 herauszuziehen oder hineinzuschieben Bei jeder Bewegung dieser Art wird Knergie vernichtet, d. h. in Warme umgesetzt. Das gezeigte Element arbeitet zeitunabhängig, d.h. die definierte Umsetzung von Kraft in eine Bewegung bei gleichzeitiger Knergieumwandlung von kinetischer Energie in Wärme beginnt unmittelbar mit [Ansetzen der Kraft. Die Dämpfungseinrichtung 25 arbeitet also anders als z. B. ein .Stoßdämpfer.

Aus Γ ig. 4 kann nun ersehen werden, dall die Dämpfungseinrichlung 25 einerseits an dem vertikalen Träger 18 und andererseits dein I ahrwcrk 15 befestigt ist. und zwar um einen Abstand ;i unter der Drehachse lies f'ahrgastträgers. d. h. unterhalb der Verbindungsstangen 19 (siehe auch ['ig. 1). Der Verbindungspunkt 80 an dein Träger 18 beschreibt beim Ausschwingen ties lahrgastträgers einen Kreis mit dem Radius R_t um die Verbindungsstange 19 und einen Kreis mit dem Ratlins R; um den Aiifhiingungspi'nkt 81 tier Dämpfungseinrichliing 25 .im I ahrwerk 15. Die Längenänderung dei Dämpfungseinrichlung 2'5 ist daher emc I iiiiklion de¹ Aiislcnkungsw inkels ,i. Die Längenänderung der Damp lungseinnchliing 25. d.h. tier Abstand zwischen den Verbindiingsptinkt 80 und dem Aiifhängungspunkl Hl isl bei Schwingungen um die Normallage vernaehlassigbai gering. Andererseits isl die Längenänderung dei Dämpfungseinnchtung erheblich, wenn der l'ahrgast träger beispielsweise bei einem Auslenkiingsw inkel ,; von Mti um diesen Winkel pendelt. Antlers ausgedruckt bedeutet dies, dal.! wenn die Dämpfiingseinru hliint vertikal bangt, von ihr keine Wirkung in horizontale! Richtung ausgehen kann Bei einem grollen Auslen ktingswinkel ,i hegt ilie Dämpfungseinnchtung horizon IaI. d.h. sie dämpft Winkeländeningen in grollen Ausmalt. Die Schwingungsdämpfung nimmt also inn zunehmendem Auslenkungswinkel β zu. Beim Ijnl'ahrer in eine Kurse wird tier I ahrgaslträgcr sehr schnell, ti h ohne Verzögerung ausgelenkt. Mit zuneninentln Auslenkung wirtl dann auch die Dämpfung wirksamer ti. h. eine Pendelling um die stabile dleichgewichtslagt. klingt sehr schnell ab Bei der Ausfahrt aus tier Kiir\i wird die Bremsung beim Zurückschwingen ebenlall· wirksam, so dall kinetische Lnergie vernichtet wird. Dei I abrgastträger wirtl ;.iK<> sehr bald nur noch gelingt. Schwingungen um die vertikale Normallage ausführen Diese Resischwingiingen sind jedoch nicht störend um tragen tl.^u bei. den I ahrgästen ein (ieliihl de> Schw ebens bzw. freien l'liegetis zu ermitteln.

Bei leder Kraftübertragung durch die Dämpfungsein richtung 25. ti. h. bei leder Dämpfung wird auf dei Aufhängungspunkt 811 eine Krall ausgeübt, die da·· I ahrwerk 15 /v. drehen bestrebt ist. Durch die in I ι g. gezeigte Anordnung der l'ühningsrollen 30 bzw. 53uirt diese Kraft dadurch aufgenommen, daß z.H. du. I ührungsrollen 30 sich auf dem Schienenrohr 12 abstützen b/w. die Rihrungsrollcn 33 auf den" .Schienenrohr 13. Zusätzlich stützt sieb dann du Tragrolle 32 an dein .Schienenrohr Il ab bzw. tin 'Tragrolle 31 am Sehierienrohr 10.

Hierzu 5 Blatt

Claims

Patentansprüche:

I. Fahrzeug für eine Volksbelustigungsvorrichtung nach Art einer Achterbahn, bei dem der F'ahrgastträger quer zur Fahrtrichtung an zwei Fahrwerken pendelnd aufgehängt ist und jedes Fahrwerk jeweils wenigstens ein Paar Tragrollen und ein Paar Führungsrollen aufweist, wobei die Tragrollen an einer anderen Stelle des Schienenprofils angreifen wie die Führungsrollen und die ■ Rollenachsen einen Winkel einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragrollen (31, 32) durch die Schiene (10, U, 12, 13) starr geführt und wenigstens zwei der Führungsrollen (30, 33) mit einem vertikalen Abstand von den Achsen der '■■ Tragrollen (31, 32) angeordnet sind, und daß zwischen Fahrgastträger (16) und Fahrwerk (15) eine Reibkombination (60, 66a^ enthaltende Dämpfungseinrichtung (25) angeordnet ist, die derart ausgebildet ist, daß sie mit zunehmenden Auslen-

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Führungsrolle (30, 33) eine größere Kraft auf die Schiene (JO, 11,12,13) ausübt.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungscinrichtung (25) aus einem gradlinig gegeneinander bewegbaren Zylindergehäuse (60, 64) und einer Kolbenstange (61, 63, 65) besteht, von der das Zylindergehäuse (60, 64) mit dem FahrgdMiräger (16) und die Kolbenstange (61, 63, 65) mit einem Fahrwerk (15) an einem Aufhängunfspunkt (81) verbunden ist, der in djt statischen Gleichgewichtslage des Fahrgastträgers (16) zwischen dem Verbinelungspunkt (80) des Zylindergehäuses (60, 64). der Dämpfungseinriehtung (25) mit dem Fahrgast!· jger (16) und dem Anlenkungspunki (20) des Fahrgasitriigers (16) an dem Fahrwerk (15) liegt.