Frage der Geschwindigkeit

Eine Reihe von Faktoren spielt eine Rolle dabei, wie schnell Aufzüge fahren – und wie schnell sie sein müssen.

Heute steigt die Zahl der Gebäude mit dem Bevölkerungszuwachs. Damit steigt auch der Bedarf an Vertikaltransport (VT). Immer höhere Gebäude erfordern eine schnellere Deckung des Bedarfs an VT. Parallel wird auch die Geschwindigkeit der Aufzüge höher. Was ist also der Unterschied zwischen Hochgeschwindigkeits- und Niedriggeschwindigkeitsaufzügen?

Bevor wir das beantworten können, müssen wir uns der Frage stellen: „Wie schnell ist ein Hochgeschwindigkeitsaufzug?“ Grundsätzlich gibt es laut Normen und Vorschriften kein Konzept wie „Hochgeschwindigkeitsaufzug“. In Artikel 5.5.6.1 der Norm TS EN 81-20 heißt es jedoch, dass bei einer Aufzugsgeschwindigkeit von mehr als 3.5 m/s Seile in der Ausgleichsvorrichtung verwendet werden sollten, und diese müssen Folgendes enthalten: Spanngetriebe. Daher gelten Aufzüge mit einer Geschwindigkeit von über 4 m/s als Hochgeschwindigkeitsaufzüge. Für die weltweiten Aufzugsunternehmen gelten Geschwindigkeiten von 4 m/s und mehr als Hochgeschwindigkeit und erfordern die Anwendung eines anderen Modells.

Vom Funktionsprinzip her gibt es keinen Unterschied zwischen Hochgeschwindigkeits- und Niedriggeschwindigkeitsaufzügen. Hardwaremäßig bestehen die Hochgeschwindigkeitsaufzüge jedoch aus einer größeren Anzahl von Komponenten und sind naturgemäß schwerer. Im Allgemeinen werden bei diesem Aufzugstyp Ausgleichsseile zwischen dem Gegengewicht und der Kabine verwendet. Ein Ausgleichsseil windet sich um eine Gruppe von Umlenkrollen am unteren Ende der Welle. Dieses Gerät spielt eine wichtige Rolle bei der stabilen Fahrt des Aufzugs. Die am Schachtboden angebrachte Ausgleichsvorrichtung erhöht natürlich die erforderliche Schachttiefe. Daher erfordert der Schachtboden insbesondere bei Geschwindigkeiten über 2.5 m/s höhere Maßtiefen. Dementsprechend wird es mit zunehmender Geschwindigkeit des Aufzugs immer schwieriger, den Aufzugskomfort bereitzustellen. Die Luftmasse, die oben und unten im Schacht geschoben und angesaugt wird, stört die stabile Bewegung der Kabine und verursacht höhere Schwingungen, insbesondere horizontal.

Minimierung von Vibrationen

Um die Schwingungen zu minimieren, werden mehrere Komponenten und Verfahren eingesetzt. Eines davon ist das Aufhängen von Gewichten an der Unterseite des Autos, die ihm helfen, in der Mitte zu bleiben. Das Betongewicht von wechselnden Kilogramm, das nach der Installation des Autos aufgebracht wird, belastet den Motor zusätzlich; Die Gewichte reduzieren jedoch auch das Aufschaukeln des Autos. Außerdem werden Autoführungsschienen zu komplizierteren Komponenten. Durch die zunehmende Reibung mit steigender Drehzahl und die Differenzierung der Reibfläche verschleißen die Gleitführungsschienen schnell. Dies verursacht mehr Vibrationen, sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Achse.

Grundsätzlich gibt es laut Normen und Vorschriften kein Konzept wie „Hochgeschwindigkeitsaufzug“.

Daher werden Rollenführungsschienen bevorzugt. Diese Art von Skate, die je nach Ausführung mit drei oder sechs Rollen die Hauptschiene umgreift, ist mit Federn ausgestattet, die eine geeignete Steifigkeit aufweisen, um das Aufschaukeln zu absorbieren. Mit zunehmender Geschwindigkeit – zum Beispiel bei einer Geschwindigkeit von bis zu 7 m/s – werden die Eigenschaften des Rades und der Dämpfungsteile verbessert. Die Durchmesser der Räder reichen von 20-30 cm bis zu 10-15 cm, und die Federn werden durch gummibasierte Dämpfer ersetzt, die an die Last und Geschwindigkeit des Aufzugs angepasst sind. Der Preis für diese Skate-Sets steigt von 20,000 US-Dollar auf 9,000 US-Dollar. Bei Geschwindigkeiten über 10 m/s, die wir als Ultra-High-Speed ​​bezeichnen können, können die Hersteller sogar Elektro-Skates verwenden, die mit frequenzdämpfenden elektronischen Komponenten ausgestattet sind.

Auch die mit dem Auto mitbewegte Luftmasse stellt ein wichtiges aerodynamisches Problem dar. Ein weiteres Designmerkmal ist daher das aerodynamische Gehäuse. Diese Gehäuse bestehen im Wesentlichen aus Metallblechen, die am Auto montiert sind, um eine spitze Kuppel auf der Ober- und Unterseite des Autos zu erzeugen. Sie werden von den Herstellern vor allem bei Geschwindigkeiten über 6 m/s verwendet, damit die Kabine die Luftmasse im Schacht durchschneiden kann. Eine Erhöhung der Menge und Geschwindigkeit der Luftbewegung erhöht auch das Risiko eines Ausfalls aufgrund übermäßiger Vibrationen der Türen und Verriegelungsmechanismen. Aus diesem Grund kann es erforderlich sein, Luftaustrittsöffnungen mit einseitig gerichteten Gehäusen oben, in der Mitte und unten am Schacht zu bauen.

Geschwindigkeit/Sicherheitsverbindung

Mit steigenden Geschwindigkeiten steigen die Sicherheitsanforderungen und die angeschlossenen Sicherheitskomponenten werden sowohl in den Abmessungen als auch in der Ausstattung größer. Mit zunehmender Geschwindigkeit zunehmende Pufferhübe erfordern tiefere Schachtböden. In diesem Fall verwenden Aufzugshersteller Verzögerungsvorrichtungen, um die Aufprallgeschwindigkeit der Aufzüge zu verringern und somit eine übermäßige Huberhöhung zu verhindern. Diese Verzögerungsvorrichtungen signalisieren einem elektronischen Mechanismus, indem sie die Position des Aufzugs, während er sich in der Nähe der Endgeschosse befindet, mittels mechanischer Kontakte, die im Allgemeinen an den Schienen angebracht sind, erfassen. Der elektronische Mechanismus der Steuerung sorgt in jeder Gefahrensituation dafür, dass die Geschwindigkeit des Aufzugs automatisch verringert wird.

Andere von der Geschwindigkeit beeinflusste Sicherheitseinrichtungen sind die Autobremse und der Geschwindigkeitsregler. Da die Abmessungen der Autobremsen größer werden, ist die Verwendung von Tandem-(Doppel-)Bremsen eine weitere Anwendung. Die Drehzahlregler werden größer und auch ihr Arbeitsprinzip ändert sich. Zu den Reglern werden Induktionskomponenten mit Mechanismen aus Encoder und Spulen hinzugefügt, von denen die meisten nach dem Prinzip der Induktion eines Mechanismus durch Verwendung der Zentrifugalkraft einer Feder und damit des Spannens des Mechanismus arbeiten. Motorbremsen sind in Abmessung und Anzahl größer.

Ebenso steigen Anzahl und Qualität der Komponenten des Schachtinformationssystems. Die Hardware wird um Flaggenscanner mit mehr Abtastelementen und Magnet- oder Strichcodestreifen, die von einem Tachometer über die Welle hinweg gescannt werden, sowie verbesserte Encodersysteme hinzugefügt. Die durch übermäßige Dehnung der Seillänge verursachten Nivellierunterschiede und Lücken in der Erfassung der Kabinenposition müssen verhindert werden.

Die Änderungen am Motor und am Federungssystem sind geringer, erfordern aber Verbesserungen an der Hardware. Während die Motoren durch den Einsatz größerer und effizienterer Permanentmagnetstatoren verstärkt werden, geht das Aufhängungssystem auf den 1:1-Typ zurück, um eine Erhöhung der Motordrehzahl bei ultrahohen Drehzahlen zu verhindern. Mehrere Unternehmen experimentieren mit Verbundmaterialien, die leichter sind, aber die gleiche Widerstandsfähigkeit wie Stahlseile aufweisen.

Komplizierte Komponenten

Die Steuerung, Software und die elektrischen Komponenten werden mit zunehmender Geschwindigkeit komplizierter. Wechselrichter, die die Geschwindigkeit des Aufzugs durch ständige Änderung der Spannung und Frequenz des elektrischen Stroms anpassen, sind mit viel größeren elektronischen Ein/Aus-Elementen, Kapazitäten und anderen leistungselektronischen Geräten ausgestattet, um höhere Ströme zu bewältigen. Die Steuerparameter erfordern zusätzliche Menüs, um Eingriffe in die zunehmenden Hardware-Elemente zu ermöglichen. Da die Anpassung des Drehmoments an die Beladung im Auto sehr wichtig ist, erfordert die Steuerung bei ultrahohen Geschwindigkeiten sensiblere Lastmesseinrichtungen. Wenn diese Aufzüge in Türmen mit komplexem Verkehr eingesetzt werden, müssen sie intelligent und „lernfähig“ sein. Daher müssen sie im Allgemeinen mit Geräten zur Verkehrsumleitung und -überwachung arbeiten oder über Geräte verfügen, die Ferneingriffe ermöglichen.

Da die Geschwindigkeit des Aufzugs zunimmt, ermöglicht die moderne Technologie weiterhin die Durchführung vieler Operationen, die zuvor mechanisch durchgeführt wurden, aber jetzt mit weniger Material und mehr elektronischer Aufsicht möglich sind. Systeme wie PESSRAL und neu entdeckte Materialien werden in Zukunft sicherlich neue Hardware präsentieren.