"Was ist, wenn?"

Helix von Helical Motion wurde von zwei branchenfremden Männern konzipiert und soll VT revolutionieren. 

„Ein Spezialist für Softwareimplementierung und ein Stadtplaner gehen in eine Bar“ klingt wie der Anfang eines esoterischen Witzes. Aber zwei Herren mit diesem Hintergrund haben ein vertikales Transportsystem (VT) namens Helix entwickelt, von dem sie glauben, dass es das Potenzial hat, die Aufzugsbranche grundlegend zu verändern. Der Name ihres gerade gegründeten Unternehmens lautet Helical Motion, Inc. Als Habib Salim vor etwa 40 Jahren ein paar Häuser weiter in Yonkers wohnte, lernte er Maurice LaBonne kennen, der sich inzwischen nach einer über 10-jährigen Karriere in der Immobilienbranche und der Entwicklung von New Yorker Einrichtungen für gemeinnützige Organisationen zur Ruhe gesetzt hat. Einige Jahre später – genauer gesagt am 3. April 2017 – begann Salim sich für den verstorbenen Architekten Fazlur Rehman Kahn zu interessieren, als dieser im Google Doodle vorgestellt wurde. Der bangladeschisch-amerikanische Architekt gilt als „Vater des Röhrendesigns“ für Hochhäuser und galt als Pionier des computergestützten Designs.^[1]. Es war Kahns röhrenförmiges Struktursystem, das Salim auf die Idee brachte, das Konzept auch für Aufzüge zu verwenden. Helical Motion und sein charakteristisches Aufzugssystem Helix wurden im darauffolgenden Jahr geboren, und die beiden haben ein Patent für ihr vorgeschlagenes System angemeldet. Salim (HS) hat sich die Zeit genommen, mit Ihrem Autor zu sprechen (KW) und ELEVATOR WORLD, sowohl per Zoom als auch per E-Mail, über das Konzept und die Initiative. 

KW: Geben Sie bitte für jeden von Ihnen einen beruflichen Hintergrund an. 

HS: Ich bin Spezialist für die Implementierung und Anpassung von Buchhaltungssoftware in Yonkers. Mein Vater besaß mehrere verschiedene Unternehmen, sodass ich schon früh intensiven Kontakt zu verschiedenen Unternehmen hatte, bevor ich 2003 mein eigenes Unternehmen gründete. Ich bin mein Leben lang ein Bastler und habe mich mit so ziemlich allem beschäftigt: Holzverarbeitung, Metallformung, Lampenschirme. Meine Frau sagt, ich muss Dinge optimieren und anpassen, um sie meinen eigenwilligen Bedürfnissen anzupassen. Ich bin mit einer reichen Vorstellungskraft gesegnet/verflucht und habe immer gefragt: „Was wäre, wenn?“ Das könnte erklären, wie ich auf diese Idee kam. 

Ich kenne Maurice seit etwa 15 Jahren. Wir lernten uns kennen, als er in meiner Straße wohnte. Maurice ist ausgebildeter Stadtplaner und hat umfassende Erfahrung in der Leitung von Umweltprüfungen und der Einholung von Landnutzungsgenehmigungen für zahlreiche groß angelegte Entwicklungsprojekte gesammelt. Den Großteil seiner Karriere verbrachte er als leitender Einrichtungsbeauftragter für drei akademische Gesundheitssysteme in New York (Montefiore, Northwell und New York Presbyterian). Im Laufe von drei Jahrzehnten leitete Maurice die Planung, den Entwurf und den Bau von stationären und ambulanten Pflegeeinrichtungen und Verwaltungsbüros im Wert von 10 Milliarden US-Dollar. Maurice leitete Immobilienstrategien, die zu innovativen Eigentumswohnungen führten, die es diesen gemeinnützigen Mietern ermöglichten, von der Grundsteuerbefreiung zu profitieren. Er leitete auch Teams, die für die Kapitalplanung, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und den Einrichtungsbetrieb verantwortlich waren. 

Im Laufe seiner Karriere setzte sich Maurice für Innovationen wie modulare Bauweise und Vorfertigung, innovative Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (CDP oder Kraft-Wärme-Kopplung) und neuartige Projektabwicklungsmethoden wie die integrierte Projektabwicklung (IPD) ein und förderte gleichzeitig Lean-Praktiken. Zu seinen Beiträgen im öffentlichen Sektor zählt die Tätigkeit als leitender Berater der Taskforce von New Yorks Bürgermeister Bloomberg, die sich mit der Frage beschäftigte, wie New York nach dem Hurrikan Sandy widerstandsfähiger gemacht werden kann. Seit seiner Pensionierung widmet er seine Zeit auch Hudson Medical Properties, einem Beratungsunternehmen für die Entwicklung von Gesundheitseinrichtungen. 

KW: Bitte geben Sie einen Überblick über das Helix-Aufzugssystem von Helical Motion.

HS: Das Spiralaufzugsystem ist eine neuartige Umsetzung einer Schraube. In einem großen Rohr mit Innengewinde gleitet eine Aufzugskabine, die an einer Scheibe mit Rädern befestigt ist, auf dem Gewinde und bewegt sich vertikal, während sich die Scheibe dreht. Ein an der Aufzugskabine angebrachter Motor dreht die Scheibe. Die stationäre Spiralschiene unterstützt die Bewegung. Das Design des Systems umfasst Folgendes:

• Die spiralförmige Struktur wird durch das Zusammenfügen zweier Segmente zusammengesetzt, die jeweils 120 Grad des Rohrs abdecken, wodurch eine 120-Grad-Öffnung entsteht, die als eine breite Öffnung oder als zwei 60-Grad-Öffnungen für Ein- und Ausstieg konfiguriert werden kann. Jeder Abschnitt ist 3 Fuß hoch, hat drei Säulen und mehrere spiralförmige Schienen (bestimmt durch die Steigung). Diese Segmente werden auf die gewünschte Höhe gestapelt. 
• Der Aufzug fährt auf einer Radscheibe, die auf der Spiralschiene läuft. Die Räder auf der Scheibe sind in einer passenden Spiralbahn angeordnet. Das Gewicht der Kabine sorgt für kontinuierliches Einkuppeln und Lastverteilung bei gleichzeitiger Minimierung der Reibung. 
• Ein an der Aufzugskabine angebrachter Direktantriebsmotor mit hohem Drehmoment treibt die Radscheibe an, sodass keine externe Maschinerie erforderlich ist. 

KW: Abgesehen davon, dass der Helix ein riesiges Rohr mit Gewinde auf der Innenseite und einer Lastplattform auf einer rotierenden Scheibe ist, was sind weitere wichtige Unterschiede zwischen ihm und MULTI und Hyprlift (einer selbstangetriebenen, seillosen Aufzugslösung [EW, Februar 2024])?  

HS: MULTI und Hyprlift sind hervorragende neue Ideen. Soweit ich aus ihren Videos und ihrer Website entnehmen kann, basiert Hyprlift auf Traktion, während MULTI Magnetschwebetechnik verwendet. Beide verwenden Schienen zur Bewegungsführung, wobei die Aufzugskabine freitragend von der Schiene ausgeht.  

Hyprlift nutzt Reibung, um die Schiene fest im Griff zu behalten, während die Aufzugskabine vertikal rollt. MULTI verwendet keine Reibung. Der Aufzug wird durch eine sorgfältig kalibrierte Magnetkraft an Ort und Stelle gehalten. Bei diesen beiden Systemen muss der direkte vertikale Hub der Wirkung des Gewichts (der Schwerkraft) entgegenwirken. Eine Erhöhung der Gewichtskapazität erfordert eine entsprechende Erhöhung der Reibung bei Hyprlift und der Magnetkraft bei MULTI. Dies kann sehr belastend sein.

Der neuartige Einsatz von Schraubenantrieben bei Helical Motion unterscheidet sich in einem wichtigen Punkt von allen anderen Lösungen: Er nutzt die Schwerkraft, anstatt ihr entgegenzuwirken. Die Aufzugskabine fährt auf Rädern, die auf der Schiene fahren. Das ist aus folgenden Gründen von Bedeutung:   

1. Die Aufzugskabine wird immer von der Spiralschiene getragen. Die Schiene fungiert als Boden, der schwere Gewichte tragen kann, wie ein Schienenfahrzeug. Die Schwerkraft hält die Kabine auf der Schiene. 
2. Die Räder minimieren die Reibung und verteilen die Last auf eine große Fläche. 
3. Die Bewegung ist vergleichbar mit dem Durchqueren eines geneigten Pfads. Durch die Verteilung der Hubkraft auf einen längeren Pfad wird die zu jedem Zeitpunkt erforderliche Kraft reduziert. Dies wirkt sich positiv auf die Motorgröße und den Energieverbrauch aus. Das einfache, bekannte Design und die wenigen beweglichen Teile tragen zu niedrigeren Betriebskosten und einfacher Wartung bei. 

KW: Was sind einige seiner Vorteile?

HS: Der Helix ist wie ein riesiger Kugelumlaufspindelantrieb, der folgende Vorteile bietet:

• Hohe Tragfähigkeit: Gewindetriebe bewältigen schwere Lasten effizient und eignen sich daher für Anwendungen, die eine erhebliche Kraft- oder Gewichtsunterstützung erfordern.
• Reduzierte Reibung: Räder auf der Scheibe minimieren die Reibung und verteilen die Last entlang der Schiene.
• Sicherheit: Gewindetriebe sind selbsthemmend, d. h. sie können eine Last ohne zusätzliche Bremsmechanismen an Ort und Stelle halten. Die Bewegung endet mit dem Stillstand des Motors.
• Präzision, Stabilität und kontrollierte Bewegung: Die Schraube ermöglicht eine gleichmäßige, kontrollierte vertikale Bewegung. Dadurch wird das Risiko von Rucken und Fehlausrichtungen, die bei Traktionssystemen häufig auftreten, verringert und der Fahrkomfort für die Passagiere erhöht.
• Energieeffizienz: Spindelantriebe wandeln Drehbewegungen effizient in lineare Bewegungen um und reduzieren so den Stromverbrauch. Dank der mechanischen Kraft der Spindeln wird für die Bewegung nur so viel Energie benötigt, wie zum Durchqueren eines geneigten Pfads nötig ist. (Und ohne das Gewicht herkömmlicher Kabel.)
• Platzsparend: Spiralaufzüge passen in kompakte Räume. Das macht sie ideal für Anwendungen mit eingeschränktem Platzangebot. Beim Rangieren werden weniger Aufzugsschächte benötigt, wodurch die vom Aufzugssystem beanspruchte Bodenfläche reduziert wird.
• Skalierbarkeit: Abschnitte von Spiralschienen können nach Bedarf hinzugefügt werden. Das modulare Design stellt sicher, dass Abschnitte präzise hergestellt und an die Baustelle geliefert und von geschultem Personal abschnittsweise installiert werden können.
• Weniger Abhängigkeit von Kränen: Die Installation kann beginnen, wenn der Bau beginnt. Der Aufzug kann während der Bauphase schwere Baumaterialien transportieren und mit dem Gebäude mitwachsen.
• Geringe Komplexität: Obwohl Helix neu ist, basiert es auf bekannten Prinzipien. Das System hat nur wenige bewegliche Teile und sein leichtes Design trägt zu niedrigeren Betriebs- und Wartungskosten bei.

KW: Was sind einige seiner innovativen Funktionen? 

HS: Der Schlüssel zur Erkenntnis ist die neuartige Verwendung einer Rohrschraube und eines unterbrochenen Gewindes. Weitere Merkmale sind:

• Parallelschächte: Zwei Schächte mit Rangiermechanismen, die den kontinuierlichen Betrieb mehrerer Kabinen in beiden Schächten ermöglichen 
• Kurvilineare Pfade: Leichte Abweichungen in der Neigung ermöglichen es dem Aufzug, kurvilinearen Pfaden zu folgen.
• Hohe Belastbarkeit: Dies kann sich als der entscheidende Vorteil herausstellen.  

KW: Wie sieht es mit der Stromversorgung aus?

HS: Eine elektrifizierte Schiene mit Batterie als Backup-Stromversorgung könnte die ideale Lösung für den Motor sein, aber es gibt noch viele andere Möglichkeiten. Ein kleiner Aufzug könnte beispielsweise mit Pedalkraft betrieben werden oder als Backup für die Backup-Batterie dienen!

KW: Was sind die wichtigsten Überlegungen hinsichtlich der Umsetzung?

HS: Die üblichen Überlegungen wie Sicherheit, Kapazität und Nachfrage sowie strukturelle, technische und architektonische Gestaltungsbeschränkungen müssen weiterhin berücksichtigt werden, aber die Einzelheiten ändern sich. Einige neue sind:

• Rangiermechanismen: Sie erfordern präzise Konstruktion und zuverlässigen Betrieb
• Steuerungssystem: Fortschrittliche Algorithmen für dynamisches Routing und effizientes Flussmanagement 

Ich gehe davon aus, dass der Helix-Preis etwa gleich hoch sein wird wie ein herkömmliches System und auf lange Sicht Kosteneinsparungen ermöglicht. 

KW: Beschreiben Sie Helix von Helical Motion kurz und bündig. 

HS: Der Helix bietet eine neuartige, effiziente Lösung für VT in hohen Gebäuden, reduziert den Platzbedarf, steigert die Betriebseffizienz und ermöglicht das Erreichen neuer Höhen. Durch die Nutzung der Schraube mit fortschrittlicher Technik und präziser Fertigung verspricht er eine Revolution in der Funktionsweise von Aufzügen, vom einfachen Privataufzug bis hin zu komplexen Systemen in modernen Hochhäusern.

KW: Wann und wie ist die Idee entstanden? 

HS: 2017 sah ich ein Google Doodle über Fazlur Rehman Khan. Khans Geschichte und seine charakteristischen röhrenförmigen Strukturen faszinierten mich. Ungefähr zu dieser Zeit saß ich an meinem Schreibtisch und träumte vor mich hin, als mir diese Idee kam: eine Scheibe, die sich in einer Röhre dreht und Menschen vorwärtstreibt. Ich erinnere mich, dass ich ein paar grobe Zeichnungen angefertigt und mit ein paar Leuten darüber gesprochen habe, aber es war zu früh. Ich brauchte eine Weile und viele Iterationen, um die Details auszuarbeiten. Der Rangiermechanismus zum Beispiel kam viel später.  

Diese Idee schien so offensichtlich, so selbstverständlich, dass ich dachte, es müsse sie schon geben. Sie tauchte oft wieder auf; ich führte ein paar Google-Suchen durch und legte sie dann beiseite, mit der Absicht, sie später noch einmal zu wiederholen. Eines Tages im Juli 2022 erzählte ich meinem Freund Maurice von dieser Idee, die mich nicht mehr losließ. Und damit war das Spiel eröffnet.

KW: Welche Art von Unternehmen stellen Sie sich für die Herstellung der Präzisionskomponenten vor?  

HS: Obwohl der Aufzug Präzisionsfertigung erfordert, kann so ziemlich jede gut geführte Maschinenbauwerkstatt diese Teile ohne große Schwierigkeiten herstellen. Ich sehe kein Problem bei der Herstellung, wenn wir ein seriöses Fertigungsunternehmen beauftragen. 

KW: Müssten für diese Technologie neue Aufzugsvorschriften erlassen werden? Wie groß wäre das Hindernis?  

HS:Die drei größten Hindernisse sind: 

1. Sicherheitstests: UL und andere unabhängige Labore können Tests und Validierungen durchführen.
2. Aktualisierung von Normen: Mehrere Organisationen verfügen über Normen für Aufzüge und zugehörige Systeme. Beispiele hierfür sind der International Code Council, die Internationale Organisation für Normung, die American Society of Mechanical Engineers, die National Fire Protection Association und die American Society of Civil Engineers.
3. Aktualisierungen der Bauvorschriften: Bauvorschriften gibt es in vielen Rechtsgebieten – kommunale, städtische, staatliche und nationale. Wiederholen Sie dies für jedes Land.

KW:Welche Sicherheitsfunktionen verfügt das System?  

HS:Sicherheit ist heute kein Thema. Traditionelle Aufzüge mit Traktion (Otis-Stil) haben eine ausgezeichnete Sicherheitsbilanz. Allerdings könnte diese Konstruktion theoretisch sogar sicherer sein als der Traktionsaufzug, einfach aufgrund der Unterstützung durch die Spiralschiene. 

KW:Bitte geben Sie eine Vorstellung von der Geschwindigkeit, den Abmessungen, der Kapazität und der Fahrstrecke eines typischen Systems.  

HS: Aufgrund der Auswirkungen der G-Kraft auf die Passagiere sind Aufzüge auf eine Geschwindigkeit von ungefähr 20 km/h beschränkt. Ein Lastenaufzug könnte möglicherweise schneller fahren. Wir glauben, dass der Helix Geschwindigkeiten erreichen kann, die kein anderes System erreichen kann. Warum? Weil die Last auf einer schiefen Ebene fährt. Die vertikale Bewegung ist ein Nebeneffekt.   

Wir glauben, dass wir eine ganz neue Welt der Möglichkeiten erleben werden, wie zum Beispiel Aufzüge, die groß genug sind, um einen ganzen Sattelschlepper aufzunehmen und ihn auf beispiellose Höhen zu heben. Wir glauben auch, dass der Helix in jeder heute verfügbaren Größe erhältlich sein wird. Der Helix kann problemlos in jeden vorhandenen Aufzugsschacht eingebaut werden, fast ohne bauliche Veränderungen. Für das Rangieren wird viel mehr erforderlich sein. 

Angesichts der Alterung unserer Bevölkerung scheint die Nachfrage nach kompakten Privataufzügen zu steigen. Es wäre schön, wenn Spiralaufzüge diesen Bedarf decken würden.  

KW:Was ist Ihr Ziel für Helical Motion? Finanzierung/Investoren sichern? Wenn ja, wie gehen Sie dabei vor?  

HS: Unser Ziel ist es, Finanzierung und Investoren zu sichern und dieses Produkt schnell auf den Markt zu bringen. Der Weg ist lang und wir werden wahrscheinlich Erfolg haben, wenn wir Partnerschaften mit etablierten Herstellern eingehen und ihnen die Idee lizenzieren. Wir sind überzeugt, dass die Idee gut ist und dass es einen Markt dafür gibt. Wir haben diese Reise gerade erst begonnen.  

Literaturhinweis

[1]. en.wikipedia.org/wiki/Fazlur_Rahman_Khan