Vorteile der Riemenaufhängung in Traktionsaufzügen

Innovation und Effizienz

von Ing. Alberto Mantovani

Einführung

Im modernen Technologieumfeld von Seilaufzügen stellt das Streben nach Energieeffizienz, Kompaktheit und Platzoptimierung eine ständige Herausforderung für Konstrukteure und Hersteller dar. Zu den innovativsten und vielversprechendsten Lösungen zählen Riemenaufhängungssysteme, die den Einsatz extrem kleiner Riemenscheiben mit einem Durchmesser von nur 75 mm ermöglichen. Dieser Artikel analysiert detailliert die Vorteile dieser Technologie, vergleicht sie mit herkömmlichen Systemen und bewertet ihre konkreten Auswirkungen in Bezug auf Energieeinsparungen, Kostensenkung, Wartung und Platzmanagement.

Bedeutung von Riemenscheiben mit kleinem Durchmesser

Die Abmessungen einer getriebelosen Maschine werden stark vom Drehmoment beeinflusst. Das Drehmoment ist der wichtigste Parameter zur Bestimmung der Größe einer getriebelosen Maschine. Je höher das Drehmoment, desto größer und schwerer ist die getriebelose Maschine. 

Dabei sind D und L der Außendurchmesser und die Länge des Rotors (am Ende der Größe) und ∆·B die Strom- und Flussdichten, die hauptsächlich von der Qualität der verwendeten Materialien (Wicklung, Magnete, Stator) abhängen.    

Schauen wir uns an, welche Faktoren das Drehmoment in einem Aufzug bestimmen:

wobei (unter Vernachlässigung des Seilgewichts und der Reibung)

Daher hängt die Kraft nur von den Installationsparametern wie Last (Q), Kabinengewicht (P), Gegengewicht (CWT) und Seilen ab. 

Wie die Beziehung zwischen Drehmoment und Riemenscheibendurchmesser deutlich macht, beeinflusst die Riemenscheibengröße direkt das zum Bewegen der Aufzugskabine erforderliche Drehmoment. Die Formel Drehmoment = Kraft × RRiemenscheibe verdeutlicht, wie ein kleinerer Riemenscheibendurchmesser das erforderliche Drehmoment reduziert. Folglich bietet die Möglichkeit, kleine Riemenscheiben (bis zu 75 mm) einzusetzen, die durch die Riemenaufhängung ermöglicht werden, erhebliche Konstruktionsvorteile. Dies ermöglicht einen geringeren Drehmomentbedarf und somit den Einsatz deutlich kleinerer, leichterer und kompakterer getriebeloser Motoren. 

Eine weitere wichtige Folge der Verwendung einer kleineren Riemenscheibe ist, dass die Drehzahl (U/min) zunimmt.

Im Allgemeinen führt eine Erhöhung der Drehzahl zu einer verbesserten Effizienz des getriebelosen Getriebes selbst und reduziert dadurch den Gesamtenergieverbrauch.

Verbesserte Energieeffizienz

Die Drehzahl der Riemenscheibe beeinflusst maßgeblich den Wirkungsgrad des getriebelosen Motors. Ein kleinerer Riemenscheibendurchmesser führt zu höheren Drehzahlen bei gleicher Kabinengeschwindigkeit und verbessert so die Gesamteffizienz der Maschine. Sehen wir uns an, warum:

Kennzahlen:
Eff: Motoreffizienz
Pm: Motorleistung -> k· Drehmoment · U/min
Pjoule: Joule-Verluste des Motors
Piron: Eisenverluste im Motor
Pfriction: Motorreibungen 

Wenn man bedenkt, dass Piron und Pfriction bei einer Drehzahl unter 800 U/min im Vergleich zu Pjoule sehr niedrig sind, können wir diese Terme vernachlässigen:

Betrachtet man zwei verschiedene Motoren mit unterschiedlichem Nenndrehmoment (und daher unterschiedlicher Größe), aber gleicher Stromdichte und Flussdichte (gleiche Technologie und gleiche Materialausnutzung), hängen die Joule-Verluste direkt vom Kupfervolumen ab.

Wenn wir zwei identische Aufzüge vergleichen, die sich nur im Durchmesser der Treibscheibe unterscheiden, können wir eine Beziehung zwischen Drehmoment und Drehzahl aufstellen:

Daher gilt:

Da getriebelose Getriebe mit geringerem Drehmoment ein geringeres Kupfervolumen aufweisen, ist der Wirkungsgrad gemäß der obigen Formel höher. Hier ist eine typische Wirkungsgradkurve:

Nachfolgend sehen Sie ein reales Beispiel mit zwei Fällen, in denen derselbe Aufzug von zwei getriebelosen Motoren mit Antriebsscheiben unterschiedlichen Durchmessers angetrieben wird: 320 mm mit herkömmlichen Seilen und 100 mm mit Riemen.

Aus der obigen Tabelle lassen sich mehrere Aspekte ableiten: 

1. Das Drehmoment des riemengetriebenen getriebelosen Motors ist geringer und tatsächlich beträgt das Gewicht dieses getriebelosen Motors im Vergleich zu dem Motor mit der 320-mm-Riemenscheibe fast die Hälfte.
2. Der Wirkungsgrad des riemengetriebenen getriebelosen Motors ist deutlich höher als der des getriebelosen Motors mit 320-mm-Riemenscheibe.
3. Die Leistungen der beiden getriebelosen Motoren sind exakt gleich, was zeigt, dass das Drehmoment – ​​und nicht die Leistung – der wichtigste Parameter zur Identifizierung eines Elektromotors ist.

Gewichts- und Kostenreduzierung

Die Verwendung kleinerer Riemenscheiben führt zu einer deutlichen Drehmomentreduzierung und ermöglicht den Einsatz leichterer und wirtschaftlicherer Antriebsmaschinen. Das obige Praxisbeispiel zeigt, wie sich mit einer kleineren Riemenscheibe das erforderliche Drehmoment reduzieren lässt, was zu einer deutlichen Gewichts- und Kostenreduzierung der getriebelosen Maschine führt.

Vorteile in bestimmten Anwendungen

Bei maschinenraumlosen und nachgerüsteten Anlagen, bei denen strengere bauliche Einschränkungen gelten, bietet die Bandtechnologie erhebliche Vorteile. Die reduzierte Maschinengröße und die Optimierung der Bauhöhe bieten mehr Gestaltungsfreiheit und erleichtern die Integration in bestehende Gebäude ohne kostspielige bauliche Veränderungen.

Auswirkungen auf den Fahrkomfort

Riemengetriebene Systeme reduzieren Lärm und Vibrationen deutlich und verbessern so den Fahrgastkomfort. Dieser Aspekt wird besonders in Wohngebäuden, Hotels und Krankenhäusern geschätzt, wo die Geräuscharmut ein entscheidender Faktor für die Fahrqualität ist.

Flexibilität für die Modernisierung

Einer der größten Vorteile von Gurtsystemen ist ihr außergewöhnlicher Reibungskoeffizient – ​​zwei- bis dreimal höher als bei herkömmlichen Stahlseilen. Diese Eigenschaft verändert die Gleichung für Traktionsberechnungen grundlegend und eröffnet neue Konstruktionsmöglichkeiten.

Um bei herkömmlichen Stahlseilen eine ausreichende Traktion zu erreichen, sind Umschlingungswinkel zwischen 150° und 180° erforderlich. Der höhere Reibungskoeffizient von Riemen ermöglicht deutlich reduzierte Umschlingungswinkel (in manchen Konfigurationen bis zu 90°). Diese Lösung ermöglicht einen hochflexiblen Modernisierungsansatz, der für eine Vielzahl unterschiedlicher Situationen geeignet ist.

Fazit

Die Einführung von Riementragsystemen stellt eine bedeutende Innovation in der Aufzugsbranche dar und ermöglicht nicht nur Energie- und Kosteneinsparungen, sondern auch einen höheren Fahrgastkomfort. Die Möglichkeit, extrem kleine Riemenscheiben einzusetzen, stellt einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil dar und ermöglicht innovative Lösungen, die auf alle aktuellen und zukünftigen Marktanforderungen zugeschnitten sind.

Über die Montanari Group

Die Montanari-Gruppe ist auf die Herstellung von Getrieben, getriebelosen Getrieben, Sicherheitsvorrichtungen und Zubehör für Hebeanlagen spezialisiert. Ihr britischer Vertriebspartner ist Atwell International Ltd., der umfassenden technischen Support, Zugang zum Montanari-Produktsortiment und Kundendienst für Aufzugsinstallationen und -modernisierungen bietet.