Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit von Achterbahnen und/oder Karussells gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 14.

Bekannt sind Überwachungssysteme, die einen Verschleiß von Komponenten bei Fahrgeschäften überwachen. Beispielsweise of- fenbart die EP 1 464 919 Bl ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen von Kettenverschleiß bei Kettenantriebseinhei ^¬ ten, die beispielsweise in TransportSystemen wie Liftkonstruk ^¬ tionen verwendet werden. Wird von den im Stand der Technik bekannten Überwachungssyste ^¬ men eine Veränderung erkannt, beispielsweise eine Verschlech ^¬ terung einer Trageigenschaft eines Verschleißteiles, leiten die bekannten Überwachungssysteme als Reaktion in der Regel Warnmeldungen für den Betreiber ein.

Als Nachteil wird dabei empfunden, dass den bekannten Systemen ein Verschleiß, also ein Materialabtrag, zwingend zugrunde liegt. Veränderungen der inneren Beanspruchungen wie z.B.

Spannungen, können jedoch unzulässige Werte erreichen, ohne dass eine Abnutzung des Materials vorliegt. Diese Veränderun ^¬ gen der Beanspruchungen werden durch die o.g. Überwachungssys ^¬ teme nicht erfasst.

Weiterhin bekannt sind Beanspruchungsmessungen an Fahrgeschäf- ten zur Verifikation der in der Theorie getroffenen Lastannahmen. Im Stand der Technik werden derartige Messungen lediglich durch eine Momentaufnahme, d.h. durch eine einmalige Messung zu einem bestimmten Zeitpunkt oder durch eine Messreihe wäh- rend eines bestimmten Zeitraums, überprüft, normalerweise vor Inbetriebnahme oder nach Auftreten eines Schadens oder Un ^¬ falls .

Als Nachteil wird dabei empfunden, dass bei den bekannten Ver ^¬ fahren der Beanspruchungsmessung eine Beeinträchtigung der Si ^¬ cherheit nur temporär erkannt und somit eine Sicherheit während des gesamten Betriebs des Fahrgeschäftes nicht garantiert werden kann. Außerdem könnte zum Zeitpunkt der einmaligen Mes ^¬ sung bereits eine fortgeschrittene Schädigung vorliegen, deren Sanierung erhöhte wirtschaftliche und betriebliche Konsequenzen nach sich ziehen würde.

Weiterhin werden nach Stand der Technik die Messungen der Beanspruchungen und deren Auswertungen über Datenerfassungssysteme durchgeführt, die nicht mit dem Steuerungssystem des Fahrgeschäftes verbunden sind und deren Ergebnisse vom Mensch erforderliche Entscheidungen nach sich ziehen.

Als Nachteil wird dabei empfunden, dass bei den bekannten Ver ^¬ fahren erforderliche Maßnahmen manuell, vom jeweiligen Bear ^¬ beiter abhängig und zeitverzögert eingeleitet werden. Bei den bekannten Beanspruchungsmessungen gibt es keine automatisierte Schnittstelle zwischen dem Datenerfassungssystem und der Steu ^¬ erung des Fahrgeschäftes.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Sicherheitssystem für Achterbahnen und/oder Karussells bereitzustel ^¬ len, bei welchem Beanspruchungen über eine Langzeitmessung von einer Sicherheitssteuerung direkt am Fahrgeschäft überwacht werden, das ständig aktiv ist und damit frühzeitig eine Beein ^¬ trächtigung der Sicherheit des Fahrgeschäftes erkennen kann. In der Regel liegen zwischen der Erkennung einer Überbeanspru- chung und dem Beginn der Schädigung des Materials viele Wochen, so dass die Erfindung auch als Frühwarnsystem angesehen werden kann, welches in der Abwehr der Risiken zusätzlichen Handlungsspielraum eröffnet.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit von Achterbahnen und/oder Karussells mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit von Achterbahnen

und/oder Karussells mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erhöhung der Sicherheit von Achterbahnen und/oder Karussells weist wenigstens eine Si ^¬ cherheitseinrichtung auf, wobei die Sicherheitseinrichtung erste Mittel zur Langzeitmessung von wenigstens einer Bean ^¬ spruchung in wenigstens einem Bauteil während des Betriebs ei- ner Achterbahn und/oder eines Karussells und zweite Mittel zur Erkennung der Änderung der Beanspruchung und Einleitung von wenigstens einer Reaktion an der Achterbahn und/oder dem Karussell aufweist. Vorteilhafterweise weist die Sicherheitseinrichtung zweite

Mittel zur Einleitung wenigstens einer automatischen Sicher ^¬ heitsreaktion auf. Mittels einer derartigen Automatisierung können mögliche Fehlerquellen beim Einleiten der Sicherheitsreaktionen, beispielsweise menschliches Versagen, vermindert und damit die Effektivität der Sicherheitsreaktionen erhöht werden Im Sinne der Erfindung bezieht sich der Begriff Fahrgeschäft auf eine Achterbahn und/oder auf ein Karussell.

Hier und im Folgenden wird mit dem Begriff Langzeitmessung ei- ne Messreihe über einen längeren Zeitraum einer zu messenden und während des Zeitraums der Messreihe, d.h. der Messzeit, möglicherweise variierenden Größe verstanden, wobei die Mes ^¬ sung auch in Form von einzelnen Messungen während der Messzeit zufällig oder periodisch erfolgen kann. Bei einem Fahrgeschäft kann die Messzeit beispielsweise die Betriebszeiten während der gesamten Lebensdauer des Fahrgeschäftes umfassen, wobei einzelne Messungen über jeweils eine Fahrtdauer oder in be ^¬ stimmten Bereichen einer Fahrtstrecke ausgeführt werden. Mit dem Begriff Beanspruchungen werden hier und im Folgenden Auswirkungen einer äußeren Belastung u.a. in Form einer Zug ^¬ bzw. Druckspannung oder einer Schubspannung auf das Innere eines Körpers bzw. eines Werkstoffes bezeichnet. Mit einer der ^¬ artigen Sicherheitseinrichtung kann eine Beeinträchtigung der Sicherheit über die Lebensdauer des Fahrgeschäftes permanent erkannt und Maßnahmen automatisiert und kontrolliert eingeleitet werden. Durch eine derartige Sicherheitseinrichtung kann vorteilhafterweise eine Reduzierung einer Eintrittswahrscheinlichkeit eines Bauteilversagens von selten bzw. möglich auf unwahrscheinlich bzw. unmöglich erreicht werden.

Vorteilhafterweise weisen die zweiten Mittel wenigstens eine Sicherheitssteuerung zur Beobachtung und Erkennung von Ände ^¬ rungen der Beanspruchungen auf. Die Sicherheitssteuerung kann Teil der Anlagensteuerung der Achterbahn und/oder des Karus ^¬ sells oder eine eigenständige Steuerung sein, die im zweiten Fall mit der Anlagensteuerung permanent kommuniziert. Mit ei ^¬ ner derartigen Sicherheitssteuerung kann die Anlagensteuerung auf Änderungen der Beanspruchungen mit unterschiedlichen Si ^¬ cherheitsgerichteten Maßnahmen reagieren. Wird von der Sicher ^¬ heitssteuerung eine Änderung der Beanspruchungen erkannt, kann die Anlagensteuerung beispielsweise eine Information oder War- nung auslösen, wobei bei Missachtung einer oder mehrerer War ^¬ nungen die Achterbahn und/oder das Karussell kontrolliert stillgesetzt oder ein Not-Aus eingeleitet werden kann. Die je ^¬ weilige Reaktion kann eine komplette Anlage oder auch nur ein Teil der Anlage, bei dem eine Änderung der Beanspruchung er- kannt wurde, beispielsweise ein Fahrzeug, betreffen.

Die Sicherheitsreaktionen ist vorteilhafterweise Teil einer Anlagensteuerung der Achterbahn und/oder des Karussels oder ist permanent in Kommunikation mit der Anlagensteuerung.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Sicher ^¬ heitsreaktionen in Abhängigkeit der Änderung der während der Langzeitmessung gemessenen wenigstens einen Beanspruchung und deren zeitlichen Verlauf mit wenigstens einer Sicherheitsge- richteten Maßnahme einleitbar. Dadurch kann für jede Änderung eine spezifische Sicherheitsreaktion eingeleitet werden, was die Sicherheit des Fahrgeschäftes insgesamt erhöht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die ersten Mittel eine oder mehrere Datenerfassungssysteme zur

Langzeitmessung auf. Datenerfassungssysteme haben den Vorteil, dass mit ihnen Messgrößen digital weiterverarbeitet werden können . Vorzugsweise weisen die ersten Mittel wenigstens ein Datener ^¬ fassungssystem zur Langzeitmessung von Dehnungen, Verformungen, Spannungen, Lasten, Beschleunigungen oder eine Kombi ^¬ nation der genannten Messungen auf. Derartige Beanspruchungen sind die bei Fahrgeschäften am häufigsten vorkommenden Bean ^¬ spruchungen .

Das wenigstens eine Bauteil umfasst bevorzugt im Wesentlichen wenigstens eine geschweißte oder ungeschweißte Metallkonstruk ^¬ tion, wenigstens ein Maschinenelement, Kunst Stoffelement , Com- positbauteil oder eine Kombination der genannten Elemente. Hierbei sind Compositbauteile Bauteile, die aus einem Compo- sitwerkstoff bestehen, d. h. aus einem Werkstoff aus zwei oder mehr verbundenen Materialien, der andere Eigenschaften besitzt als seine einzelnen Komponenten, beispielsweise kohlenstofffa ^¬ serverstärkter Kunststoff. Somit können im Wesentlichen alle auftretenden Bauteilarten eines Fahrgeschäftes erfasst werden und damit auf Änderungen von Beanspruchungen in im Wesentli- chen allen Teilen eines Fahrgeschäftes mit entsprechenden Si ^¬ cherheitsniveaus reagiert werden.

Das wenigstens eine Maschinenelement umfasst bevorzugt im We ^¬ sentlichen wenigstens ein mechanisch bearbeitetes Bauteil, ei- ne Achse, eine Welle, ein Lager, ein Rad, ein Zahnrad, ein Ge ^¬ triebe, eine Kupplung, eine Feder, ein Verbindungsmittel oder eine Kombination der genannten Bauteile. Somit können nahezu alle auftretenden Maschinenelemente eines Fahrgeschäftes er ^¬ fasst werden.

Vorteilhafterweise weist die Sicherheitseinrichtung erste Mit ^¬ tel zur Messung eines Beanspruchungsprofils des Bauteils auf. Hier und im Folgenden bezeichnet der Begriff Beanspruchungs ^¬ profil einen zeitlichen Verlauf einer Beanspruchung. Durch ein derartiges Profil sind Abweichungen von einem Sollwertbereich für eine Beanspruchung frühzeitig erfassbar. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die ersten Mittel der Sicherheit seinrichtung wenigstens einen Dehnungsmessstreifen, Beschleunigungssensor, lastaufnehmenden Sensor, optischen Sensor oder eine Kombination der Genannten auf. Damit sind die Beanspruchungen sensoriell spezifisch erfassbar .

Vorteilhafterweise wird die Sicherheitseinrichtung an neuen Fahrgeschäften angebracht.

Die Sicherheitseinrichtung kann auch an Bestandsanlagen anbringbar sein.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Ach- terbahn und/oder das Karussell als stationäres Fahrgeschäft oder als temporärer fliegender Bau betrieben. Damit erstreckt sich ein Anwendungsfeld der Sicherheitseinrichtung von Vergnü ^¬ gungsparks bis zu Volksfesten. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit von Achterbahnen und/oder Karussells geht aus von wenigstens einer der voran beschriebenen SicherheitSeinrichtungen, wobei erste Mittel der Sicherheitseinrichtung während der Gesamtbetriebs ^¬ dauer des Fahrgeschäftes eine Langzeitmessung von wenigstens einer Beanspruchung in wenigstens einem Bauteil ausführen und dass zweite Mittel eine Änderung der während der Langzeitmes ^¬ sung gemessenen wenigstens einen Beanspruchung erkennen, wobei die zweiten Mittel eine von der Änderung abhängige Reaktion einleiten .

Bevorzugt erfolgen einzelne Messungen während der Langzeitmes ^¬ sung zufällig oder periodisch, wobei periodische Messungen zu wenigstens einem bestimmbaren Zeitpunkt über eine Periode ei- ner oder mehrerer Fahrtzeiten des Fahrgeschäftes oder zu einem frei wählbaren sich wiederholendem Zeitpunkt, beispielsweise im Tages- oder Wochenrhythmus, erfolgen. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Sicherheitseinrichtung und

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines

Verfahrens zur Erhöhung der Sicherheit von Fahrge ^¬ schäften .

Figur 1 zeigt ein Fahrgestell eines Fahrzeuges eines Fahrge ^¬ schäftes 60, zum Beispiel einer Achterbahn. Das Fahrgestell weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auf. Die Vorrichtung 1 umfasst Sicherheitseinrichtungen 5 an Bauteilen 40 des Fahr- geschäftes 60. Als Beispiel von Bauteilen, an denen eine Lang ^¬ zeitmessung von Beanspruchungen 30 erfolgt, zeigt Figur 1 eine geschweißte quaderförmige Achse mit einer Schweißnaht 50.

Erste Mittel 10 der Sicherheitseinrichtung 5 sind als Deh- nungsmessstreifen an der Schweißnaht 50 platziert. Beispiels ^¬ weise zeigt Figur 1 vier über den Umfang der Achse verteilt angeordnete Dehnungsmessstreifen. Die Dehnungsmessstreifen erfassen Dehnungen als auf die Schweißnaht 50 ausgeübte Beanspruchungen 30. Die Dehnungsmessstreifen können während der gesamten Fahrtdauer oder nur in bestimmten Bereichen einer Fahrtstrecke aktiv sein. Aus Berechnungen und/oder Messungen während der Inbetriebnahme des Fahrgeschäftes 60 sind typische Dehnungen oder andere Be ^¬ anspruchungen 30 der Schweißnaht 50 oder eines anderen Bau ^¬ teils 40 als numerische Werte bekannt. Aus diesen Werten kann über eine festgelegte Ober- und Untergrenze ein Sollwertbe ^¬ reich definiert werden.

Während einer Fahrt des Fahrgeschäftes 60 gemessene oder in bestimmten Bereichen der Fahrtstrecke des Fahrgeschäftes 60 gemessene Beanspruchungen 30, beispielsweise Dehnungen, können von zweiten Mitteln 20 mittels Sicherheitssteuerungen einem vorgegebenen Sollwertbereich gegenübergestellt werden. Liegen die Beanspruchungen 30 innerhalb des Sollwertbereiches, wird die Schweißnaht 50, oder ein entsprechend anderes Bauteil 40, planmäßig beansprucht. In diesem Fall leiten die zweiten Mit ^¬ tel 20 keine Sicherheitsreaktion 70 ein. Wenn die gemessenen Beanspruchungen 30 den Sollwertbereich über- oder unterschrei ^¬ ten, liegt eine Über- oder Unterbeanspruchung des Bauteils 40 vor. Bei einer Überbeanspruchung kann gegebenenfalls eine be- ginnende Schädigung, beispielsweise ein Riss, an dem Bauteil

40 vorliegen. In diesem Fall können die Sicherheitssteuerungen der zweiten Mittel 20 über eine Anlagensteuerung mit passenden Maßnahmen als Sicherheitsreaktion 70 reagieren. Beispielsweise kann eine Sicherheitsreaktion 70 ein Warnsignal umfassen, wo- bei bei Missachtung mehrerer Warnsignale das Fahrgeschäft 60 oder ein Teil des Fahrgeschäftes, z.B. das entsprechende Fahr ^¬ zeug, kontrolliert stillgesetzt werden kann.

Als weitere Sicherheitsreaktionen 70 der Anlagensteuerung wer- den mitumfasst beispielsweise Sicherheitsinformationen und ein Not-Aus der Anlage. Mit den Dehnungsmessstreifen können frühzeitig bereits gefähr ^¬ dende Dehnungen des Bauteils 40, die noch nicht zu einem Riss geführt haben, detektiert werden. Figur 2 zeigt beispielhaft den schematischen Ablauf des Ver ^¬ fahrens zur Erhöhung der Sicherheit von Fahrgeschäften. Das Verfahren geht aus von einer Sicherheitseinrichtung 5 zur Langzeitüberwachung eines Bauteils 40 eines Fahrgeschäftes 60, wie beispielsweise in Figur 1 dargestellt.

Die Sicherheitseinrichtung 5 weist erste Mittel 10 zur sensor ^¬ basierten Früherkennung einer Bauteilüberbeanspruchung bzw. - Unterbeanspruchung oder eines Bauteilversagens auf. Dabei kön ^¬ nen die ersten Mittel 10 als Datenerfassungssysteme beispiels- weise einen Dehnungsmessstreifen, einen Beschleunigungssensor, Lastsensor, optischen Sensor oder eine Kombination der voran genannten Sensoren aufweisen. Der optische Sensor kann ein Lichtsensor, insbesondere ein Lasersensor, sein. Mit einer derartigen sensorbasierten Früherkennung kann eine Vielzahl von Beanspruchungen 30 erfasst werden. Beispielsweise können mit Beschleunigungssensoren Beschleunigungskräfte gemessen werden. Die ersten Mittel 10 können Beanspruchungen 30 in ei ^¬ nem Fahrgeschäft 60 feststellen, wie dies in Figur 1 gezeigt ist. Insbesondere können die ersten Mittel 10 bei stationären Fahrgeschäften 60, z.B. in Vergnügungsparks, oder bei Fliegen ^¬ den Bauten, z.B. auf Volksfesten, eingesetzt werden. Darüber hinaus können die ersten Mittel 10 nicht nur bei neuen Fahrge ^¬ schäften 60 eingesetzt werden, sondern auch bei Bestandsanla ^¬ gen. Insbesondere werden die ersten Mittel 10 bei Bauteilen 40 von Fahrgeschäften 60 eingesetzt, beispielsweise bei Metall ^¬ konstruktionen, Maschinenelementen, mechanisch bearbeiteten Bauteilen, Achsen, Wellen, Lagern, Rädern, Zahnrädern, Getrie- ben, Kupplungen, Federn, Verbindungsmitteln, Kunst Stoffelemen- ten oder bei Compositbauteilen .

In dem Fahrgeschäft 60 bzw. in dessen Bauteilen 40 messen die ersten Mittel 10 auftretende Beanspruchungen 30 während des

Betriebs des Fahrgeschäftes 60. Während des Betriebs des Fahr ^¬ geschäftes treten als Beanspruchungen 30 insbesondere Dehnun ^¬ gen, Verformungen, Spannungen, Lasten, oder Beschleunigungen auf. Diese Beanspruchungen 30 können von den ersten Mittel 10 über einen beliebig langen Zeitraum kontinuierlich gemessen werden. Damit ist es auch möglich, ein Beanspruchungsprofil zu erstellen .

Die Sicherheitseinrichtung 5 weist ferner zweite Mittel 20 auf. Die zweiten Mittel 20 registrieren Änderungen in den ge ^¬ messenen Beanspruchungen 30. Dabei weisen die zweiten Mittel 20 eine oder mehrere Sicherheitssteuerungen auf. Die Sicher ^¬ heit ssteuerungen sind Teil der Anlagensteuerung oder kommuni ^¬ zieren mit dieser. Die Anlagensteuerung leitet eine oder meh- rere Sicherheitsreaktionen 70 auf eine von der Sicherheits ^¬ steuerung ermittelte Änderung der Beanspruchung 30 ein.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

5 Sicherheitseinrichtung

10 Erste Mittel

20 Zweite Mittel

30 Beanspruchung

40 Bauteil

50 Schweißnaht

60 Fahrgeschäft

70 Sicherheitsreaktion