Verbesserung der Fahrgastsicherheit: Ein Rahmenwerk zur Bewertung und Optimierung des Bremswegs von Aufzügen

Eine wichtige Kennzahl, die Wartungsunternehmen zur Verbesserung der Gerätesicherheit nutzen können

von Shaik Javeed

Dieses Papier wurde auf der Elevcon 2025 in Lissabon, Portugal, vorgestellt.

Abstract

Die Sicherheit der Fahrgäste steht bei der Wartung von Aufzügen und Rolltreppen an erster Stelle. Übernimmt ein Unternehmen die Verantwortung für ein Projekt, muss es verschiedene Aspekte im Zusammenhang mit Inspektionen und ordnungsgemäßen Wartungsprotokollen berücksichtigen. Bereits bei der Inspektion vor Vertragsabschluss oder unmittelbar nach Vertragsunterzeichnung muss sichergestellt werden, dass alle Sicherheitselemente ordnungsgemäß funktionieren. Diese Sorgfalt sollte bei jedem nachfolgenden monatlichen Wartungsbesuch aufrechterhalten werden.

In diesem Dokument geht es um die genaue Bestimmung von Bremswegen, da viele Aufzugshersteller – bis auf wenige Ausnahmen – keine Kriterien für die Prüfung und Überprüfung dieser Abstände in ihren Steuerungen bereitstellen. Diese Informationen sind für Aufzüge von Drittanbietern hilfreich, um sichere Bremswege unabhängig zu bestimmen und so die Sicherheit der Aufzüge zu erhöhen.

Wir empfehlen den Einsatz von Seilzugmessdosen zur Messung und Berechnung des Leerkabinengewichts und des Gegengewichtsverhältnisses, da diese Daten Wartungsunternehmen oft nicht zur Verfügung stehen. Diese Gewichtseingaben sind entscheidend für die genaue Messung des Bremswegs, der mithilfe eines Tachometerrads ermittelt wird, das die Hauptzugseile berührt. Durch die Ermittlung des maximalen und minimalen Bremswegs können wir den sicheren Bremsweg des Aufzugs effektiv überprüfen.

1. Einleitung

Die Wartung von Aufzügen und Rolltreppen ist ein Eckpfeiler der Gebäudetechnikbranche. Aufzüge spielen eine wichtige Rolle beim Transport von Passagieren über mehrere Ebenen hinweg, und ohne sie wäre die Fortbewegung von Menschen in Hochhäusern nahezu unmöglich. Eine ordnungsgemäße Wartung ist unerlässlich, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Aufzüge zu gewährleisten.

Jedes Jahr unterstreichen zahlreiche Vorfälle – von leichten Verletzungen bis hin zu tödlichen Unfällen – die Bedeutung der Sicherheit in Aufzugsanlagen. Führende Unternehmen der Branche betrachten Sicherheit nicht als Kostenfaktor, sondern als zentralen Wert. Sie legen sowohl auf die Sicherheit der Mitarbeiter als auch der Passagiere Wert und sind sich der erheblichen physischen, emotionalen und finanziellen Folgen schwerer Vorfälle bewusst.

Im Rahmen der Mehrmarkenwartung müssen die Aufgaben sorgfältig geprüft und die Techniker entsprechend geschult werden. Techniker sind oft mit äußerst anspruchsvollen und unvorhersehbaren Bedingungen konfrontiert, die schnelles und effektives Handeln erfordern, um die Sicherheit der Fahrgäste zu gewährleisten. Dieser Artikel konzentriert sich auf eine kritische Sicherheitskomponente eines Aufzugssystems: die Bremse. Als wesentliches Element für einen sicheren Betrieb spielt die Bremse eine Schlüsselrolle bei der Unfallverhütung und dem Schutz der Fahrgäste.

2. Wie definiert die DIN 31051 die Instandhaltung?

Unter Instandhaltung versteht man nach DIN (Instandhaltungsnormen) alle Maßnahmen zur Erhaltung des Sollzustandes einer technischen Anlage oder Komponente. Sie umfasst Tätigkeiten, die darauf abzielen, Störungen und Ausfällen vorzubeugen, die Funktionsfähigkeit wiederherzustellen und die Leistungsfähigkeit der Anlage kontinuierlich zu verbessern.

Instandhaltung umfasst nicht nur technische Aspekte, sondern auch administrative und Managementmaßnahmen. DIN 31051 erkennt die Notwendigkeit einer ordnungsgemäßen Dokumentation, Planung und Koordination von Instandhaltungsaktivitäten an. Dadurch wird sichergestellt, dass die Instandhaltungsprozesse organisiert, gut dokumentiert und auf die Gesamtziele der Organisation ausgerichtet sind.

Es gibt verschiedene Arten der Wartung, beispielsweise die Störungswartung, auch reaktive Wartung genannt, die vorbeugende Wartung, die zustandsbasierte Wartung, die zeitbasierte Wartung und die vorausschauende Wartung.

3. Arten der Wartung

Ausfallwartung sind Wartungsarbeiten, die nach einem Ausfall durchgeführt werden, um die normale Betriebsbereitschaft der Ausrüstung wiederherzustellen. Die wichtigsten Punkte, die zu beachten sind, sind ungeplante, notfallbedingte und störende Arbeiten (können zu längeren Ausfallzeiten, Nichterfüllung vertraglicher Anforderungen und Sicherheitsrisiken führen).

Vorbeugende Wartung ist eine regelmäßige Wartung, die unabhängig vom Zustand der Anlage durchgeführt wird, um die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen oder kostspieligen Reparaturen zu reduzieren. Wichtig ist, dass die Arbeiten planmäßig und systematisch durchgeführt werden. Dies reduziert ungeplante Ausfallzeiten, verlängert die Lebensdauer der Anlage, erhält die Integrität der Anlage, verbessert die Sicherheit und Zuverlässigkeit und reduziert den Bedarf an umfangreichen Notfallreparaturen. Ohne Automatisierung ist die Wartung aufwändig und kostspielig. Die vorbeugende Wartung umfasst alle Maßnahmen, die im Rahmen der zustandsorientierten Instandhaltung durchgeführt werden.

Zustandsbasierte Wartung (CBM) ist eine proaktive Wartungsstrategie, bei der Wartungsarbeiten nur dann durchgeführt werden, wenn Anzeichen von Geräteverschleiß oder abnormalem Verhalten erkannt werden. Anstatt sich auf einen Zeitplan zu verlassen, reagiert sie auf Echtzeitdaten der Maschine selbst. Oder wenn der Mechaniker während eines vorbeugenden Wartungsintervalls etwas bemerkt, sollte er sofort eingreifen, um das Risiko zu minimieren. Dies minimiert ungeplante Ausfallzeiten und erkennt Probleme, bevor sie eskalieren.

Zeit- oder nutzungsbasierte Wartung ist eine Wartung, die in festgelegten Intervallen durchgeführt wird. Sie ist routinemäßig und zustandsunabhängig; sie basiert auf der Vorhersage des Verschleißes, wodurch das Risiko unerwarteter Ausfälle reduziert wird; und eignet sich für kritische Systeme, bei denen Ausfälle inakzeptabel sind. Dies kann zu höheren Wartungskosten führen.

Vorausschauende Wartung verwendet maschinelles Lernen oder Sensoren des Internets der Dinge, um eine Empfehlung zum Austausch eines Teils oder zur Durchführung einer Wartung an einem Aufzug oder einer Rolltreppe auszugeben, bevor es zu einer Störung kommt.

Basierend auf den oben genannten Wartungsarten empfiehlt sich aus den oben genannten Gründen eine zeitbasierte Bremsenwartung: Bremsen sind kritische Sicherheitselemente, und potenzielle Ausfälle, die zu Zwischenfällen führen, sind völlig inakzeptabel. Angesichts der atmosphärischen Bedingungen ist jedoch bei der Auswahl der vorbeugenden Wartung Vorsicht geboten. Auch eine vorausschauende Wartung kann in Betracht gezogen werden, und es wird noch einige Jahre dauern, bis diese Technologie ausgereift ist.

4. Beispiele für Bremsversagen

Bremsversagen in Aufzügen kann sowohl aufgrund mechanischer als auch elektrischer Probleme auftreten, wie im Folgenden beschrieben:

• a. Stromkreisausfall
• b. Verschleiß der Bremsbeläge
• c. Nieten lösen sich an den Belägen
• d. Ölflecken auf der Bremstrommel führen zur Verunreinigung der Bremsbeläge
• e. Kolben in offener Position angeschlagen
• f. Ermüdung der Bremsteile, die zum Bruch der Stangen führt
• g. Schlechte Anpassung der Teile
• h. Überhitzung

Diese potenziellen Fehlerbedingungen müssen bei routinemäßigen Wartungsbesuchen gründlich überprüft werden. Bestimmte Probleme – insbesondere die Punkte b, c, d, e und f – können den Bremsschlupfweg erheblich verlängern, insbesondere wenn der Aufzug bei Notbremsungen oder beim Ausrichten auf eine Haltestelle zum Stehen gebracht wird.

In extremen Fällen können diese Fehler zu unkontrollierten oder unbeabsichtigten Bewegungen des Aufzugs führen. Dieses Risiko ist besonders dann erhöht, wenn Passagiere die Kabine verlassen und das Gegengewicht, das nun schwerer ist als die verbleibende Kabinenladung, die Kabine nach oben treibt – ein besonders gefährliches Szenario, das die Notwendigkeit einer effektiven Bremsüberwachung unterstreicht.

In EN 81-20 (Abbildung 1) wird das Anhalten der Bremsen mit einer Nennlast plus 25 % erläutert. Unter Leerlaufbedingungen gibt es keine einfache Möglichkeit, die Bremswege zu bestimmen und zu überprüfen. Daher ist es für die Ingenieure von größter Bedeutung, das Bremsmoment bzw. die Rutschwege mithilfe eines neuen Ansatzes abzuleiten.

5. Bremsprüfung und Validierung

Aufzugsunternehmen beschreiben in ihren technischen Wartungsunterlagen typischerweise detaillierte Methoden zur Prüfung der Bremse im Leerlauf. Diese Verfahren legen oft klare Kriterien für die Durchführung des Tests und die Überprüfung fest, ob die Ergebnisse den OEM-Anforderungen entsprechen. Im Gegensatz dazu fehlt es kleinen und mittleren Aufzugsunternehmen an dieser Klarheit in ihren Wartungshandbüchern, insbesondere hinsichtlich der Prüfung und Validierung des Bremsschlupfverhaltens im Leerlauf, einschließlich der Überprüfung des Bremswegs.

Der Autor erkannte die entscheidende Bedeutung der Bremswegbewertung, da Bremsen ein grundlegendes Sicherheitselement und eine direkte Folge ordnungsgemäßer Wartungspraktiken sind. Eine genaue Bewertung der Bremsleistung spiegelt nicht nur den Zustand des Bremssystems wider, sondern dient auch als wichtiger Indikator für die allgemeine Sicherheit und Zuverlässigkeit von Aufzügen.

Eine solche Methode umfasst die Messung und Validierung von Bremsrutschstrecken mithilfe zweier Spezialgeräte. Dieses System nutzt Seillastsensoren, um die wichtigsten Parameter Leergewicht der Kabine, Gegengewichtsbalance und Kabinengewichtsverhältnis zu bestimmen. Diese Messwerte werden dann zusammen mit anderen relevanten Parametern in ein Bremsvermögensmessgerät eingegeben, um die Bremsrutschstrecke präzise zu berechnen. Dieser Ansatz bietet eine zuverlässige und wiederholbare Methode zur Beurteilung der Bremsleistung, insbesondere in Szenarien, in denen Herstellerdaten nicht ohne Weiteres verfügbar sind.

6. Produktbeschreibung und Testprozess

Der Aufzugsbremsfähigkeitsdetektor BC100 (Abbildung 2) erkennt die Bremsfähigkeit des Aufzugs. Das Gerät besteht aus zwei Teilen: einem Handterminal zur Geräteerfassung und -erkennung und einem vorderen Drehrad. Während der Prüfung wird das vordere Drehrad nahe am Drahtseil gedreht und durch das Drahtseil angetrieben. Erreicht der Aufzug die eingestellte Hubhöhe oder Nenngeschwindigkeit, wird ein Stoppsignal an die Aufzugssteuerung gesendet. Dadurch wird der Rutschweg des Drahtseils gemessen und die Testergebnisse nach dem Anhalten des Aufzugs angezeigt und aufgezeichnet.

7. Normative Referenzdokumente des Geräteherstellers

• GB/T 7024-Terminologie für Aufzüge, Rolltreppen und Fahrsteige.
• GB/T 10058-2009 Technische Bedingungen für Aufzüge
• GB/T 10059-2009 Aufzugsprüfmethoden
• GB/T 24474-2009 Messung der Fahrqualität von Aufzügen
• T/CASEI T102-2015 – Chinesische Vereinigung für Inspektionsstandards für Spezialausrüstungen

7.1 Parametereinstellungen

Nachdem Sie den Positionsmodus aufgerufen haben, stellen Sie die relevanten Parameter ein (Abbildung 3), darunter den Gleichgewichtskoeffizienten, das Fahrzeuggewichtsverhältnis, die Nenngeschwindigkeit, den Umfang eines rotierenden Rades, den Nothalt-Erkennungspunkt und das Traktionsverhältnis. In der Auswahlschnittstelle „Nenngeschwindigkeit“ bietet das Gerät neun Standardgeschwindigkeitswerte und den entsprechenden Konformitätsbereich während des Einstellvorgangs. Der Testingenieur muss auf die Einheit des einzustellenden Parameters achten.

7.2 Lernbetrieb

Bestätigen Sie die Position der Aufzugskabine (sollte sich im obersten Stockwerk befinden), um das Lernen des Geräts vorzubereiten. Klicken Sie in der Funktionsauswahl-Bedienoberfläche auf „Aufzug lernen“, um die Lernvorbereitungsoberfläche aufzurufen. Löschen Sie den angezeigten Wert (drehen Sie einfach das Rad manuell) und klemmen Sie dann das Drahtseil zwischen dem Vorderrad und dem Hilfsrad des Geräts fest (der Winkel zwischen dem Gerätedisplay und dem Drahtseil muss 90° betragen). Klicken Sie auf „Lernen starten“, starten Sie den Aufzug, fahren Sie ins unterste Stockwerk und das Gerät beginnt, den Hub des erkannten Aufzugs aufzuzeichnen.

Nachdem der Aufzug das unterste Stockwerk erreicht hat, klicken Sie auf „Lernen abgeschlossen“, um anhand der erfassten Hubdaten zu beurteilen, ob der Lernvorgang effektiv ist. Sie können „Erneut lernen“ oder „Lernen abgeschlossen“ auswählen.

7.3 Bremsweg des Aufzugs ermitteln

Bestätigen Sie die Position der Aufzugskabine (sollte sich im Erdgeschoss befinden), um die Geräteerkennung vorzubereiten. Klicken Sie in der Funktionsauswahl auf „Aufzugserkennung“, um die Erkennungsoberfläche aufzurufen. Stellen Sie sicher, dass das Drahtseil zwischen Vorderrad und Hilfsrad eingeklemmt ist (der Winkel zwischen dem Gerätedisplay und dem Drahtseil muss 90° betragen). Klicken Sie auf „Test starten“, starten Sie den Aufzug erneut und fahren Sie in die oberste Etage.

Das Gerät gibt den Aktionspunkt automatisch basierend auf der Position des Not-Aus-Erkennungspunkts aus (Hinweis: Der Testingenieur kann während des Erkennungsprozesses nicht auf „Aufzugstopp und -erkennung“ klicken). Nachdem der Aufzug angehalten hat, klicken Sie auf „Erkennung abgeschlossen“.

7.4 Erkennung abgeschlossen

Die entsprechenden Prüfnormen sind in die Anlage integriert. Nach Abschluss des Prüfvorgangs werden die Prüfergebnisse entsprechend den Normen bereitgestellt: qualifiziert, unqualifiziert oder Geschwindigkeitskonformität. Die Prüfergebnisse umfassen Konformitätsbereich, aktuelle Aufzugsgeschwindigkeit, Gesamthub usw. (Abbildung 4).

8. Zusätzliche Instrumente zur Bestimmung der Kabinen- und Gegengewichtsmasse

Das Bremsvermögensmessgerät erfordert die Eingabe des Gegengewichtsverhältnisses. Das Kabinengewichtsverhältnis ergibt sich aus der Kabinenlast im Verhältnis zum Kabinengewicht. Um das Eigengewicht von Kabine und Gegengewicht zu bestimmen, nutzte der Autor einen Seillastdetektor der Henning GmbH, der genaue Ergebnisse liefert.

9. Testergebnisse

Drei Einheiten wurden ausgewählt. Zwei Einheiten von Mitsubishi, bei denen uns Informationen zum Fahrzeuggewicht und zum Gegengewichtsverhältnis vorlagen. Und eine Einheit ist eine ausländische Marke (Multibrand).

Mitsubishi Aufzugseinheit Nr. 1 – Kabine	Gegengewicht
Technische Daten: Belastung: 750 kg Geschwindigkeit: 1.75 m / s Gegengewichtsverhältnis: 0.5 Abseilen: 1:1 Stopps: 12 Fahrzeuggewicht gemäß Herstellerdokument: 999 kg Mit Henning-Instrument gemessenes Fahrzeuggewicht: 1084 kg	Gemessen: 1431 kg
Hinweis: Das zusätzliche Gewicht der Kabinenfliesen und Handläufe auf dem Kabinendach beträgt ca. 40 kg. Der Fehler ist sehr gering: weniger als 5 %.	Hinweis: Das gemessene Gegengewichtsverhältnis liegt nahe bei 0.5

Tabelle 1: Mitsubishi-Aufzugseinheit Nr. 1

Mitsubishi Aufzugseinheit Nr. 2 – Kabine	Gegengewicht
Technische Daten: Belastung: 600 kg Geschwindigkeit: 1.0 m / s Gegengewichtsverhältnis: 0.5 Abseilen: 1:1 Stopps: 5 Fahrzeuggewicht laut Herstellerunterlagen: 791 kg Mit dem Henning-Instrument gemessenes Fahrzeuggewicht: 815 kg	Gegengewichtsmasse berechnet im Verhältnis 0.5: 1091 kg Gemessen: 1119 kg Die Differenz beträgt 28 kg, die durch zusätzliche Kabinendachgeländer entstehen können.
Hinweis: Der Fehler ist sehr gering: weniger als 3 %.	Hinweis: Das gemessene Gegengewichtsverhältnis liegt nahe bei 0.5

Tabelle 2: Mitsubishi-Aufzugseinheit Nr. 2

Mehrmarkeneinheit – Auto	Gegengewicht
Technische Daten: Belastung: 800 kg Geschwindigkeit: 1.0 m / s Gegengewichtsverhältnis: unbekannt Abseilen: 2:1 Stopps: 5 Fahrzeuggewicht laut Herstellerunterlagen: unbekannt Mit einem Henning-Instrument gemessenes Fahrzeuggewicht: 651 kg x 2 = 1302 kg	Gegengewichtsmasse berechnet im Verhältnis 0.5: 1702 kg Gemessen: 1630 kg (815X2) Die Differenz beträgt 72 kg, wobei 12 kg zusätzliche Kabinendachgeländer sein können. Für einen 50%igen Ausgleich werden 50 kg benötigt, was als Fehler von weniger als 5% angenommen werden kann, oder es kann auch ein 45%iger Ausgleich angenommen werden.
	Hinweis: Das gemessene Gegengewichtsverhältnis liegt nahe bei 0.45 bis 0.5.

Tabelle 3: Multibrand-Einheit

Die Test- und Messergebnisse des Seillastmessgeräts waren mit einer Toleranz von weniger als 3 % nahezu genau.

10. Bremsfähigkeitsprüfer

Mitsubishi-Einheit Nr. 1	Testergebnisse
	Die Rutschstrecke beträgt 0.89 m Nenngeschwindigkeit: 1.75 m/s Gemessene Geschwindigkeit: 1.63 m/s Mindestabstand Lmin: 0.86 m Max. Entfernung: Lmax: 1.63 m Fazit: Der Bremsweg des Herstellers ist etwas härter (lässt weniger Rutschweg zu) als bei dieser Ausstattung. Die Werte liegen jedoch nahe beieinander.
Mitsubishi-Ausrüstung Nr. 2
	Die Rutschstrecke beträgt 0.59 m Nenngeschwindigkeit: 1.0 m/s Gemessene Geschwindigkeit: 0.93 m/s Mindestabstand Lmin: 0.37 m Max. Entfernung: Lmax: 0.62 m Schlussfolgerung: Die vom Hersteller empfohlene Rutschstrecke und die gemessene Rutschstrecke liegen im Bereich.
Mehrmarkenausrüstung Nr. 3	Testergebnisse
	Rutschstrecke: 0.39 m Nenngeschwindigkeit: 1.0 m/s Abseilen: 2:1 Gemessene Geschwindigkeit: 1.06 m/s Mindestabstand Lmin0.37 hm Maximale Entfernung: Lmax0.62 hm Schlussfolgerung: Der vom Gerätehersteller empfohlene Rutschweg liegt innerhalb des Bereichs.

Tabelle 4: Testergebnisse der drei Fälle

Tabelle 5: Chinas Inspektionsstandards für Spezialausrüstung T/CASEI T102-2015

11. Schlussfolgerungen

Dieser Artikel stellt einen Ansatz zur Messung des sicheren Bremswegs von Aufzügen vor – ein wichtiger Messwert, den Wartungsunternehmen zur Verbesserung der Anlagensicherheit nutzen können. Die vorgeschlagene Methode bietet eine praktische Lösung, die den chinesischen Inspektionsstandards für Spezialausrüstungen T/CASEI T102-2015 entspricht. Die Abstände sind im Normdokument für neun verschiedene Geschwindigkeiten tabellarisch aufgeführt. In diesem Artikel beziehen wir uns auf zwei Geschwindigkeiten. Dieser Ansatz bietet Potenzial für weitere Entwicklungen, einschließlich der Möglichkeit, diese Messungen für maschinenraumlose Modelle mithilfe intelligenter Geräte durchzuführen. Solche Fortschritte könnten sperrige Sensoren und mehrere Instrumente überflüssig machen und den Prozess effizienter und sicherer machen.

12. Danksagungen

Ich möchte meinem engagierten Team aus Ingenieuren und Technikern für ihre unschätzbare Unterstützung bei der Durchführung der Messungen unter größter Beachtung der Sicherheit meinen aufrichtigen Dank aussprechen. Mein Dank gilt auch der Prospect Photoelectric Tech Co., Ltd. für ihre Unterstützung und die Klärung technischer Details während der Testphase.

Referenzen

[1] Cooper, DA (2021). Bremsversagen bei Aufzügen. 12. Symposium für Aufzugs- und Fahrtreppentechnologien. 3.1-8.

[2] Eberle, HE (2001). Sicherheit geht vor – Zuverlässige Bremsen für modernste Aufzugskonstruktionen. Elevator Technology 11, Singapur 17-24.

[3] Distaso, C. (1992). Die Aufzugsbremse. Aufzugstechnik 4, Amsterdam.