Kaplamalı Çelik Kayışların 25 Yılına Dair Düşünceler

Asansör süspansiyonunda yeni bir standart

Bruce Horne tarafından

Yönetici Özeti

170 yılı aşkın süredir, asansörü askıda tutan halat, dikey ulaşım (VT) sistemleri için en kritik ancak en az görünür güvenlik bileşenlerinden biri olmuştur. Bu makale, asansör askı teknolojisinin örgülü kenevir halattan çelik tel halata ve nihayetinde günümüzde küresel endüstri standardı olan kaplamalı çelik bant teknolojisine kadar olan evrimini ele almaktadır.

Süspansiyon teknolojisindeki her evrim, asansör güvenlik kodlarında ve bina tasarımında paralel ilerlemelere yol açtı. En önemlisi, erken bükülme yorgunluğunu önlemek için tahrik kasnağının çelik halatının çapının en az 40 katı olması gerektiğini öngören mühendislik kuralı olan D/d oranı, ilk asansör güvenlik standartlarında kodlandı. Daha büyük halatlar, daha büyük makineler anlamına geliyordu; bu da değerli bina alanını tüketen özel makine daireleri demekti.

1990'ların sonlarında, Otis mühendisleri asansör süspansiyonunu tamamen yeniden tasarladı. Geleneksel çelik tel halatı tek tek kordonlarına "açarak" ve bunları yan yana poliüretan kaplamaya gömerek düz kaplamalı çelik bir kayış oluşturdular. Bu, gerekli asansör tahrik makinesi boyutunu yaklaşık %80 oranında azalttı ve geleneksel büyük bir makine dairesine olan ihtiyacı ortadan kaldırdı. Otis'in 2000 yılında piyasaya sürdüğü Gen2® asansörü, alan tasarrufunun ötesinde avantajlar sundu: yağlama gereksinimi yok, aşınma azaldı, daha sessiz çalışma ve daha yüksek enerji verimliliği. Ocak 2026 itibarıyla, dünya çapında 1.2 milyondan fazla ünite kuruldu ve kaplamalı çelik kayış teknolojisini yeni bir endüstri normu olarak yansıtacak uluslararası güvenlik standartları geliştirildi.

Kaplamalı çelik kayışlar, dünya çapında alçak ve orta katlı asansörler için fiili süspansiyon standardı haline gelmiş, sınırları sürekli olarak daha da yukarıya taşımıştır; bu, 25 yılı aşkın gerçek dünya performansı ve sürekli yeniliğe dayanan sessiz ama dönüştürücü bir mühendislik başarısıdır.

1. Giriş: Asansörün Evrimi

Asansör teknolojisinin tarihi, günümüzün güvenli, güvenilir, bağlantılı ve sürdürülebilir asansörlerine yol açan uzun bir icatlar, yeniden icatlar ve teknolojik gelişmeler zincirini içerir.

Asansör tahrik teknolojisi ve yolcu deneyimindeki gelişmeler genellikle manşetlerde yer alsa da, bazen en anlamlı ilerlemeleri sağlayan görünmeyen teknolojidir.

Asansör süspansiyonunda kullanılan basit halat gibi iyileştirmeler, VT'nin başlangıcından beri süregelen evriminde kilit bir rol oynamıştır. Güvenlik yönetmeliğindeki iyileştirmelerle iç içe geçen, kenevir halattan çelik tel halata ve şimdi de kaplamalı çelik banda doğru evrim, asansör endüstrisini ileriye taşımıştır. Otis'in Gen2 ve şimdi de Gen3™ ve Gen360™ asansör platformlarını ileriye taşıyan önemli bir yenilik olan kaplamalı çelik bandı, 25. yılını kutlarken, bu yeniliği benzersiz kılan şeylere ve tanıtımından bu yana nasıl geliştiğine bakmak için uygun bir zamandır.

2. Erken Tarih: Asansörler ve Çelik Halatlar

Asansörler, antik Mısır piramitlerine kadar uzanan insanlık tarihinin bir parçası olmuştur.^[1] Tarih, insan gücünün mekanik avantaj olmadan kaldıramayacağı yüksekliklere malzeme çıkarmak için ağaç dalına ilk kez kenevir ipi atan kişinin kim olduğunu ortaya koymasa da, Mısırlıların, Romalıların, Babillilerin ve diğerlerinin inşaat amaçlı giderek daha gelişmiş ip ve makara sistemleri, vinçler ve diğer kaldırma araçları geliştirdiklerini biliyoruz. Hatta Roma Kolezyumu'nda MÖ 80 yılında tamamlanmış bir asansör boşluğuna dair kanıtlar bile mevcut.^[2]

Kaldıraçlar, halatlar, makaralar ve diğer kaldırma araçlarının kullanımı, Elisha Graves Otis (1811–61) tarafından 1852'de asansör güvenlik freninin icadına kadar önemli bir güvenlik iyileştirmesi yapılmadan devam etti. Otis, 1854'te New York'taki Ulusların Sanayi Sergisi'nde platforma binip kaldırma halatını bir baltayla keserek güvenlik mekanizmasının serbest düşmeyi önlediğini kanıtladı. İcat 1861'de patentlendi.^[3]

Emniyet freni, güvenilmez bir endüstriyel aleti hızla sadece kargo değil, insan taşımacılığı için de kullanılabilir bir araca dönüştürdü. İlk güvenli ticari yolcu asansörü, 1857'de EV Haughwout ve Co.'ya ait bir Manhattan mağazasına kurulan erken dönem bir Otis asansörüydü.

Bu ilk asansörlerde, kenevir veya diğer bitki materyallerinden yapılmış, bükülmüş veya örülmüş halatlar kullanılıyordu. Halatın nispeten kırılganlığı ve tahmin edilemeyen dayanıklılığı, emniyet frenine duyulan ihtiyacın ve sağladığı güvenin temel nedenlerinden biriydi.

19. yüzyılın sonlarında asansör teknolojisi ilerledikçe, üreticilerin tel ve çelik tel halatlarla denemeler yapmaya başlamasıyla halat teknolojisinde de paralel bir evrim yaşandı.^[4] Çelik kablolar (tel halat veya çelik tel halat olarak da bilinir) 1834 yılında Alman madencilik yetkilisi Wilhelm August Julius Albert tarafından icat edilmiştir.^[5] Aynı zamanda metal yorgunluğu gözlemlerini kaydeden ilk kişilerden biriydi. Gümüş madenlerindeki aşırı yüklenmiş vinçleri gözlemledikten sonra Albert, geleneksel kenevir halatın etrafına küçük metal teller sarmanın halatı daha güçlü hale getireceğini fark etti. Kenevir çekirdeği ve bu merkezi kordonun etrafına giderek artan sayıda çelik tel ile ilk çelik halatlar üretildi.^[6] Bu el yapımı halatlar, çap olarak nispeten büyük ve sert oldukları için diğer uygulamalar için popüler değildi ve gelecekteki yenilikler için zorlukların habercisiydi.

Çelik halatlar madencilikte kullanılmaya başlandıktan ve yavaş yavaş diğer yük kaldırma, teleferik ve yük taşıma uygulamalarına yayılmaya başladıktan sonra, mühendisler halatın çapı ile kasnağın çapı arasındaki ilişkiyi keşfettiler: Halatın çapı büyüdükçe, daha büyük bir kasnak gerekiyordu; ve kasnak küçüldükçe, halatın çapı daha küçük olmadığı sürece çelik halat yıpranmaya başlıyordu.

Asansör teknolojisi geliştikçe, odak noktası tüm uygulamalarda halatın güvenliğinin sağlanmasına kaydı.

3. Güvenlik Alanındaki Gelişmeler Asansör Yönetmeliklerine Yol Açtı

19. yüzyılda asansör teknolojisi ve çelik halat geliştirme çalışmaları, binaların daha yüksek inşa edilmesini ve asansörlerin daha hızlı hareket etmesini sağlayan çelik tel halatın artan kullanımıyla desteklenerek önemli ölçüde ilerledi. Teknolojik gelişmeler ve asansörlerin ticari başarısı, daha fazla insanın asansör kullanması anlamına geliyordu. ABD eyaletleri, yeni oluşan sektörü düzenlemeye başladı ve ilk olarak 1865'te Pennsylvania, ardından 1877'de Massachusetts, denetimler ve diğer güvenlik önlemlerini zorunlu kıldı.^[7]

Elisha Otis'in emniyet freni yeniliğine rağmen, başka zorluklar da devam etti. Sağlam askı sistemleri olmadan, asansör halatlarının kopması 19. yüzyılın sonlarına doğru endişe kaynağı olmaya devam etti.

Otis Asansör Şirketi, tüm asansör bileşenlerinin düzenli denetimi ve bakımı için 1883 yılında bir Denetim Bürosu kurdu. Özellikle halatlar söz konusu olduğunda, daha küçük tellerdeki yıpranma sayısının ve sıklığının düzenli olarak incelenmesi, olası bir arızadan önce halatların ne zaman değiştirilmesi gerektiği konusunda bilgi sağlıyordu.

Sonraki yirmi yıl içinde, asansör endüstrisi, sigorta şirketleri ve halkın talepleri doğrultusunda, kamu güvenliğini sağlamak amacıyla asansörlerin üretimi ve kurulumunu kapsayan ABD'deki ilk asansör güvenlik yönetmelikleri geliştirildi.

San Francisco ilk güvenlik yönetmeliğini 1913'te, Boston 1914'te ve New York'un yönetmeliği ise 1918'de yayımladı.^[8] Sonunda, eyalet çapında yönetmelikler ve geniş yetki alanlarına yönelik yönergeler önerildi. Bu farklı kurallar ve düzenlemelerden oluşan karmaşık yapı ortaya çıktıkça, asansör üreticileri tek tip bir asansör güvenlik kodu arayışına girdi. ABD Asansör Üreticileri Birliği (EMAUS) ilk model asansör güvenlik kodunu önerdi. Birkaç yıllık geliştirme sürecinin ardından, Amerikan Makine Mühendisleri Derneği (ASME)^®1921 yılında ilk "Asansörlerin, Yük Asansörlerinin ve Yürüyen Merdivenlerin Yapımı ve Bakımı için Güvenlik Standartları Kodu"nu yayınladı.^[9]

Tüm bu yönetmeliklerde halatlar kritik bir gereklilikti. Özellikle, kasnak çapı (D) ile halat çapı (d) arasındaki ilişki önemliydi. O zamanlar, metal yorgunluğu ve bu ilişkinin arıza mekaniği tam olarak anlaşılmamıştı. Ancak uygulama, gözlem ve deneyime dayanarak, sektör D/d oranını 40'a 1 olarak belirledi; burada kasnak çapı halat çapının 40 katı olmalıdır.

Binalar yükseldikçe, daha hızlı ve daha büyük halatlara sahip asansörlere ihtiyaç duyulması, asansör makinesinin tahrik kasnağının çapının da büyümesi anlamına geliyordu. Birkaç on yıl boyunca, bu durum genellikle ayrı bir makine dairesinde (bina çatısında veya binanın içinde, bakım için ekipmana erişime olanak sağlayan bir alanda) bulunan çok büyük asansör tahrik makinelerinin kullanılmasını gerektirdi.

20. yüzyıl boyunca asansörler daha hızlı ve birbirine daha bağlı hale geldi, giderek daha yüksek binaları destekledi, ancak halatlı tahrik sisteminde veya makine dairelerinin kullanımında pek bir değişiklik olmadı.

4. Otis Gen2 Asansörü ve Kaplamalı Çelik Bandı

Bu makine daireleri, bina sahibinin kullanılabilir alanını azaltıyor veya binanın estetiğini etkileyen bir çatı çıkıntısı gerektiriyordu. Makine dairesini ortadan kaldırmaya yönelik yenilik, asansör üreticileri için önemli bir rekabet avantajı sağladı.

Otis, yönetmeliklerde belirtilen D/d oranından ilham aldı: Asansör makinesini asansör boşluğuna sığacak şekilde küçültmek için, Otis halat çapını nasıl küçülteceğini bulmak zorundaydı.

Geleneksel çelik tel halat genellikle birçok küçük telin bir araya getirilerek daha büyük kordonlar halinde sarılmasıyla yapılır ve bu kordonlar daha sonra halatı oluşturmak üzere tekrar sarılır. Otis'in yeniliği, çelik tel halatı oluşturan kordonlara "açmak" ve bunları çok daha küçük bir etkili bükme çapıyla bir hat halinde düzenlemekti (Şekil 1'e bakınız). Daha sonra, fabrikalardaki ve açık madencilik endüstrisindeki konveyör bant teknolojisinden ilham alınarak, tek tek kordonlar bir poliüretan kaplamaya gömülerek bir bant haline getirildi ve bu da yeni konfigürasyonun kurulumunu kolaylaştırdı.

Çözüm, poliüretan kaplama ile kaplanmış 1.65 mm çapında 12 çelik kordondan oluşan “kaplamalı çelik kayış” idi. Kalıcı mıknatıslı motor teknolojisiyle birlikte, kaplamalı çelik kayış, asansör tahrik kasnağının çapının mevcut 40'a 1 çap oranını korurken neredeyse %80 oranında küçülmesine olanak sağladı.[10] Tüm asansör makinesi (motor, kasnak, yataklar ve çerçeve), asansör boşluğunun üstüne yerleştirilebilecek kadar küçüktü ve makine dairesiz (MRL) asansörü oluşturdu. Tasarım ekibinin “uzun sosis” olarak adlandırdığı daha uzun ve dar şekliyle makine, daha çok krep şeklinde olan ve kabin kılavuz rayının arkasına yerleştirilen rakip MRL tasarımlarından farklıydı. (bkz. Şekil 2)

Düz bir kayış, MRL asansör tasarımının anahtarlarından biriydi, ancak diğer yapısal, çevresel ve performans avantajları kısa sürede ortaya çıktı:

• Asansör ekipmanlarını yerleştirmek için en üst kattaki makine dairesi veya çatı katının ortadan kaldırılmasıyla inşaat maliyetlerinde azalma sağlandı.
• Özellikle makinenin asansör raylarının üzerine monte edildiği raylı sistem konfigürasyonunda, binaya binen yapısal yükler daha basittir.
• Küçük kalıcı mıknatıslı makine, geleneksel halatlı veya hidrolik sistemlere göre daha enerji verimlidir ve rejeneratif tahrik eklendiğinde bu verimlilik daha da artar.
• Çelik tel halatın çelik kasnaklar ve makaralar üzerinden geçerken yağlanması gerekir, ancak poliüretan kaplama ile bu gerekli değildir.
• Kasnakla çelik-çelik temasının olmaması, çelik tel halatlarda görülen aşındırıcı yıpranmayı ortadan kaldırarak kayışın nispeten kullanım ömrünü uzatır.
• Poliüretan kaplama, çelik tel halatlara kıyasla sürtünme ve çekişin daha iyi kontrol edilmesini sağlar.

Ancak kaplamalı çelik bantla birlikte ortaya çıkan bir zorluk da vardı: aşınmanın etkilerini izlemek ve ölçmek.

Çelik tel halatlarda, kopmuş teller makine dairesindeki servis personeli tarafından doğrudan gözlemlenebilir ve sayılabilir. Kaplamalı çelik bantta ise teller görünmez olduğundan, geleneksel tel halat muayene yöntemleriyle aşınma karakterizasyonu mümkün değildir.

Bu zorluk, Otis Pulse adlı başka bir yeniliğe yol açtı.^® Sürekli izleme sistemi. Çelik telden düşük voltajlı bir akım geçirilerek ve direnç sürekli olarak izlenerek, bu invaziv olmayan sürekli muayene yöntemi, görsel muayenelere kıyasla üstün bakım farkındalığı sağlar.

Otis, Gen2 asansör sisteminde kullanılacak kaplamalı çelik kayışın niteliklerini doğrulamak ve sertifikalandırmak için kapsamlı ve detaylı testler gerçekleştirdi.^[11]

Otis, çelik tel halatlarda yüzyılı aşkın süredir geliştirilen test uygulamalarını uyarlayarak, kaplamalı çelik bantlar üzerinde eğilme yorulması, çekme dayanımı ve elastik gerilme, çekiş ve kayma, çekiş dayanıklılığı, sürünme, aşınma, iz bırakma, ayrıca çevresel etkiler (sıcaklık, UV, ozon, tuz sisi, yangın), kirleticiler (yağlar, deterjanlar, temizleyiciler) ve diğer faktörleri incelemek için titiz bir yeterlilik kampanyası geliştirdi.

Sürekli yenilik sayesinde, daha az kordonlu, daha sağlam kordonlu ve poliüretan kaplamada iyileştirmeler yapılmış kayışlar piyasaya sürüldü. İlk kaplamalı çelik kayışların ve o zamandan beri piyasaya sürülen her kayışın versiyonları milyonlarca yorulma döngüsüne ve test protokolüne tabi tutuldu. Sonuç olarak, kayışın çeşitli koşullarda güvenilir ve dayanıklı bir çözüm olduğu kanıtlandı.

Kaplamalı çelik bantlara sahip ilk Gen2 asansörler, 1000 kg'a kadar yük taşıma kapasitesi, 1.6 m/s'ye kadar hız ve 75 m'ye kadar maksimum yükselme yüksekliği için tasarlanmıştır.

Yıllarca süren testler ve gerçek dünya deneyiminin yanı sıra kapsamlı küresel bakım kayıtları sayesinde, kaplamalı çelik bantlar artık 5000 kg'a kadar yük taşıma kapasitesi, 3.5 m/s hız ve 150 metreden fazla yükselme yüksekliğine kadar uygulanabiliyor; belirli uygulamalardaki sınırlar ise ihtiyaçlar ortaya çıktıkça müşteri gereksinimlerini karşılamak için artırılıyor. Bantlar gerçekten de yeni zirvelere ulaştı.

5. Gen3, Gen360 Platformları ve Asansör Kodunun Geleceği

Gen2 asansör ve kaplamalı çelik bandın ilk versiyonları inanılmaz derecede başarılı oldu. Mart 2000'de Avusturya'nın Linz kentindeki kooperatif konut binalarına ilk ünitelerin satılmasından bu yana geçen 25 yılı aşkın sürede,^[11] 1.2 milyondan fazla Gen2 asansör satıldı ve kuruldu ve yalnızca Otis üniteleri için 82,500 milden fazla kaplamalı çelik bant üretildi; bu mesafe, Dünya'nın çevresinin yaklaşık beş katına denk geliyor. Bantlı asansörler, Otis'in faaliyet gösterdiği 200 ülke ve bölgenin neredeyse tamamına kuruldu.

Kaplamalı çelik bantlar, denenmiş ve güvenilir bir sistem olarak kendini kanıtlamış, bantlı asansör ürün ailesinin gelişmesini sağlamış ve sürekli yeniden icat ve yeniliğin temelini oluşturmuştur.

Kaplamalı çelik bant, Otis'in en yeni alçak ve orta katlı ürünlerinde kullanılıyor: Otis ONE™ Nesnelerin İnterneti hizmet platformuna sahip Gen3 asansör ve EN 81-1 ve EN 81-20 kod değişikliklerinden esinlenerek tasarlanan Gen360 asansör.

Asansör sistemleri ve askı sistemleri değiştikçe, asansör yönetmelikleri de değişmiştir. Kayışlar başlangıçta Yönetmelikte yer almamaktaydı. ASME 17.6, 2005 yılında geliştirilmeye başlanmış ve ilk olarak 2010 yılında "Asansör Askı, Dengeleme ve Regülatör Sistemleri Standardı" olarak yayımlanmış ve 3. Bölümde ilk kez kayışlar ve diğer "asansörler için dairesel olmayan elastomerik çelik askı elemanları" tanımlanmıştır. Benzer bir yönetmelik dili Hindistan'da da benimsenmiş, diğer ülkeler ve yetki alanları da bunu takip etmiştir. Avrupa'daki ilk lansmandan önce, Avrupa Birliği Asansör Direktifi'nin temel sağlık ve güvenlik gereksinimleri, EN 81-1'de tanımlanan çelik tel halatlara kıyasla kayışların güvenli kullanımını ve uygulamasını göstermek için dikkate alınmıştır. Mart 2026'da yayımlanan ISO 8100-1 ve ISO 8100-2 ile, elastomerik kaplı askı elemanlarının kullanımı için ortak standartlar sağlanacaktır. Bu artık iyi geliştirilmiş Yönetmelik dili, tüm yetki alanları için benimsenecek küresel standart haline gelebilir.

Elisha Otis'in emniyet frenini icat etmesinden bu yana geçen 170 yılı aşkın sürede çok şey değişti, ancak onun güvenlik anlayışı ve yenilikçilik ruhu yaşamaya devam ediyor.

Yolcular ve müşteriler artık öngörülemeyen kenevir halatlarla veya büyük, sert çelik tel halatın bükülme yorgunluğu ve aşınmasıyla ilgili endişelenmek zorunda kalmayacaklar.

Otis, çeliği bir kaplama ile kaplayarak çelikten çeliğe aşınmayı ortadan kaldırdı. Ayrıca daha ince teller sayesinde Otis ürünleri, daha az bükülme, daha az sürtünme ve teller arasında daha az hareket göstererek daha uzun ömür ve daha iyi bir ürün ortaya koyuyor.

Koruyucu kaplamanın dayanıklılığı, kullanım ömrü için daha kritik bir gereklilik haline geliyor. Askı sisteminin izlenmesi yardımcı oldu, ancak görünür muayene kriterleri hala çok önemli; tıpkı çelik tel halatların yıllık muayenesi gibi ve kırık askı sisteminin tespiti kritik önem taşıyor. Hatta ASME A17 mekanik tasarım kodu komitesi, gelecekteki kod değişikliklerinin yorulmaya bağlı mukavemet azalması yerine kırık askı elemanının tespitine daha fazla odaklanmasını sağlayacak şekilde, ilk askı sistemi risk değerlendirmesini güncelledi.

Kayışlı asansörler daha sessizdir, asansörün kullanım ömrü boyunca daha sürdürülebilirdir ve sektörde fiili standart haline gelmiştir.

Elisha Otis, Crystal Palace'taki gösterisinde bir ipi kesip "Her şey yolunda, bayanlar ve baylar. Her şey yolunda." diye haykırmasıyla ünlendi. Onun mirası sayesinde, bu ruh modern kaplamalı çelik emniyet kemerlerinin arkasındaki yenilikte devam ediyor. İlk tanıtılmalarından 25 yıldan fazla bir süre sonra, kaplamalı çelik emniyet kemerlerinin kullanımı, dünyanın dört bir yanındaki yolcuların yararına olacak şekilde güvenli ve yüksek kaliteli üretim, kurulum ve bakımını sağlamak üzere tasarlanmış standartlarla desteklenerek artmaya devam ediyor.

Referanslar

[1] Gavois J. “Yukarı Çıkmak: Piramitlerden Günümüze Asansörün Gayri Resmi Tarihi”, 1. baskı. 1983. Farmington CT: Otis Asansör Şirketi. 

[2] Nichols S. “Asansörlerin Evrimi: Fiziksel-İnsan Arayüzü, Dijital Etkileşim ve Mega Yüksek Binalar”. Mühendislik Sınırları Üzerine Kış Köprüsü. 2017. Ulusal Mühendislik Akademisi Bildirileri. 

[3] Goodwin J. “Otis: Modern Şehrin Doğuşuna Yol Açmak”, 1. baskı. 2001. Chicago: Ivan R. Dee. 

[4] Gray, I. “Asansör Tel Halatlarının Kısa Tarihi, Birinci Bölüm” ELEVATOR WORLD. 2016. 

[5] Koetsier, T ve Ceccarelli, M (2012). “Makine ve Mekanizmaların Tarihinde Keşifler.” Springer Yayıncılık. s. 388. ISBN 9789400741324. 

[6] Sayenga, D. “Tel Halatların Modern Tarihi” 

[7] Gray, I. “19. Yüzyılda Yolcu Asansörünün Tarihi: Yükselen Odalardan Ekspres Asansörlere” EW Eğitim Bölümü 2002. 2014 yılında yeniden basılmıştır. 

[8] Kaliforniya Asansör Güvenliği Emirleri, 1915-1918 

[9] “A17.1 Kodu: Güvenlik İçin Bir Asırlık İlerleme (1921 - 2021)” EW 2021. 

[10] O'Donnell, H. “Yeni Asansör Halatı Teknolojisi – Kaplamalı Çelik Kayışlar”. Singapur'da düzenlenen Asansör Teknolojisi 11 ve Uluslararası Asansör Mühendisleri Birliği konferansının bildirileri. 2001. 

[11] “Otis, Ayrı Bir Makine Odası Olmadan Gen2® Kayış Teknolojisini Tanıtıyor” ABD Sanayi Haberleri, EW. Mart 2000. “Otis, Avusturya'daki Bir Apartman Kompleksine 28 Gen2® Asansör Sistemi Kuracak” Otis Asansör Şirketi Basın Bülteni, 27 Mart 2000.