Ausgabe 5/2007


09/01/07

10. Geburtstag der triebwerksraumlosen Aufzüge

Wie alles begann und wo das alles hinführt

Dr. Harri Hakala
Trends und Revolutionen
Manchmal haben Technologien eine erkennbare treibende Entwicklungskraft, einen gewissen Leistungsaspekt, der für ein bestimmtes Produkt charakteristisch ist. Ein gutes Beispiel ist die Speicherdichte der in der Computerindustrie verwendeten Massenspeicher. Begonnen hat alles mit Lochstreifen, Magnetbändern, Magnetplatten und optischen Medien, und jetzt ist man bereits in der Lage, einen ganzen Kinofilm in HD-Format auf eine einzige DVD abzuspeichern.
Kategorie: Fachaufsaetze Ausgabe 5/2007
Erstellt von: Editor

Die Entwicklungsgeschwindigkeit in der Computerbranche ist atemberaubend. In anderen Branchen friert man dagegen jahrzehntelang Schlüsselannahmen ein, verharrt innerhalb bestimmter technischer Paradigmen und macht in der Entwicklung nur kleine Fortschritte. In den frühen neunziger Jahren des vorigen Jahrhunderts war diese Situation bezeichnend für die Aufzugsindustrie, und das sowohl bei der Schlüsseltechnologie (das Heben) als auch bei der treibenden Kraft (die Platzeinsparung). Die einzigen nennenswerten Entwicklungen beschränkten sich auf die Computerisierung der Steuerung und die daraus folgernde schnelle Verbesserung der Leistung der Gruppensteuerungen. Was das Heben betrifft, wurden nach dem Ersatz der Umformersätze durch statische Umformer die Frequenzumformer, die bipolaren Transistoren und die Leistungstransistoren eingeführt. Es gab in den Jahren einige Versuche mit einem etwas radikaleren Ansatz, wie den Einsatz von Linearmotoren im Schacht für Mehrkabinenlösungen. Dies wäre insbesondere für Hochhäuser von Interesse gewesen, in denen der Platzbedarf der Aufzüge enorm ist. Aber keine dieser Pläne wurde soweit entwickelt, dass es zu einem Durchbruch kam. Und dass die meisten in diesem Bereich beantragten Patente durch Bau- und nicht durch Aufzugsfirmen eingereicht wurden, ist eine weitere interessante Feststellung.

Bei der Hubtechnik von Aufzugsanlagen für kleinere Gebäude gab es zwei Alternativen: Hydraulik- und Treibscheibenaufzüge. Der Platzbedarf eines Hydraulikaufzugs ist vorteilhaft, weil man den Triebwerksraum im Keller unterbringen kann. Sein Einsatz wird aber durch die geringe Geschwindigkeit und die Einschränkungen der Hubhöhe begrenzt.
Die andere Alternative war ein herkömmlicher Treibscheibenaufzug, bei dem das Triebwerk meistens aus einem Getriebe und einem Induktionsmotor besteht. Auch hier bestand die Möglichkeit, das Triebwerk im Keller des Gebäudes unterzubringen, aber dann benötigte man für die Aufhängung des Gegengewichts und der Kabine zusätzliche Seilscheiben an der Schachtdecke. Im Vergleich zur einfachen Version, bei der das Triebwerk oben im Schacht angeordnet wird, benötigte man die doppelte Seillänge. Bis in die neunziger Jahre des vorigen Jahrhunderts hinein war ein Triebwerk mit einem Schneckentrieb die dominante Technik in Gebäuden mittlerer Höhe.
In Hochhäusern kamen nur Direktantriebe zum Einsatz. Aus technischer Sicht waren Direktantriebe sehr anspruchsvoll, weil ihre Leistungsfähigkeit groß genug war, um rückgewonnene Energie in das Netz einspeisen zu können. Große Motoren waren auch recht kostspielig. Die Einführung der Einscherung in Kombination mit getriebelosen WS-Motoren hat dort, wo in den frühen Neunzigern Direktantriebe zum Einsatz kamen, die Geschwindigkeit verringert.
Mit nur wenigen Ausnahmen boten alle großen Hersteller leicht abweichende Versionen der drei Technologien an. Trotz der am Markt ziemlich statischen Situation hinsichtlich der etablierten Hubtechnologien gab es dennoch einige Bemühungen, das Paradigma zu verschieben. Die meisten Aufzugslieferanten untersuchten den Einsatz von Stirnradgetrieben als Ersatz für die Schneckengetriebe, wobei das Hauptaugenmerk auf die geringere Größe und den größeren Wirkungsgrad gerichtet war. Kone verfügte sogar schon über Prototypen und hatte die Einführungspläne in der Schublade. Der Nachteil lag jedoch in der Höhe der für die Fertigung erforderlichen Investitionen. Es gab auch technische Probleme wie der Geräuschpegel, der bei Stirnradgetrieben höher ist als bei den herkömmlichenSchneckengetrieben, sowie Speziallösungen, wie die von kleineren Herstellern für Sonderanwendungen angebotenen Schrauben- oder Kettenantriebe.
Ein anderer eher radikaler Plan war der Einsatz des bereits angesprochenen Linearmotors. Um sich den Aufbau eines Linearmotors vor Augen zu führen, muss man sich einen einfachen Drehmotor vorstellen, den man von der Oberfläche bis zur Mitte durchgesägt und flach aufgebogen hat, wie in Abb. 1 dargestellt. Das Ergebnis ist ein flacher Linearmotor. Sowohl der Stator als auch der Rotor kann länger sein, aber die gleichen Kräfte, die die Drehung des Motors bewirken, erzeugen die lineare Bewegung. Grundsätzlich ist ein Linearmotor ideal für Aufzüge, weil er die in Aufzugsanlagen benötigte Geradeausbewegung erzeugt. Der Autor hat bereits 1985 eine Lösung für Mehrkabinenaufzüge mit Linearantrieb vorgestellt. Schon Mitte der achtziger Jahre wurde ein Bericht über die Anwendung von Linearmotoren in Aufzugsanlagen vorbereitet, aber damals galt die Technik noch als nicht ausgereift und zu teuer.
Die vorherrschenden Meinungen änderten sich, als 1990 der auf dem Linearmotorantrieb basierende „Skylinear“-Aufzug eingeführt wurde. Er wurde ausschließlich in Japan vertrieben, aber Presseveröffentlichungen erweckten den Eindruck, dass man später auch andere Märkte beliefern wollte. Beim Skylinear-Konzept wurde die Hubbewegung über einen linearen Induktionsmotor erzeugt. Bei diesem Produkt befand sich der Hubmotor im Gegengewicht des Aufzugs. Der Einsatz war also für eine einfache Seilaufhängung vorgesehen, und als Zielmarkt wurden Wohngebäude aber keine Hochhäuser anvisiert. Die Elektrobauteile wie Umformer und Batterien für den Notantrieb waren in einem kleinen Raum neben dem Schacht untergebracht. Dieser Vorstoß führte in der Branche zu einem Boom auf dem Gebiet der Patente, sodass es Ende 1995 ca. 150 neue Patente über Linearmotoren in Aufzügen gab.
Entwicklung des MonoSpace™
Die Herausforderungen der Linearmotortechnik sollten ernst genommen werden. Auch Kone nahm die Untersuchungen hinsichtlich der Anwendung von Linearmotoren wieder auf. Ende 1991 wurde ein neues Projekt ins Leben gerufen. Die Skylinear-Lösung basierte auf einem rohrförmigen Linearmotor, wie in Abb. 1 dargestellt. Bei dieser Anwendung wurde der flache Linearmotor wieder um den Nullpunkt herum gebogen, was zu einem Kraftausgleich und einen höheren Wirkungsgrad führte. Aber diese Lösung wurde sehr schnell patentiert und blockierte dadurch eine Reaktion des Wettbewerbs.
Die ältere Alternative mit dem flachen Linearmotor wurde in den frühen siebziger Jahren patentiert, wodurch diese Möglichkeit nach Ablauf des Patentschutzes wieder offen war. Der Plan war der, die Führungsschiene des Gegengewichts als den Sekundärteil zu nutzen und den Primärteil, d.h. die Statorwicklung, im Gegengewicht unterzubringen. Der untersuchte Aufbau ist in Abb. 2 dargestellt. Der Vorteil lag darin, dass man die Möglichkeit untersuchen konnte, den Sekundärteil in die einfache Führungsschienenkonstruktion zu integrieren und so – weil der Sekundärteil nicht wie bei der rohrförmigen Version an der Statorwicklung vorbeiläuft – eine unbegrenzte Hubhöhe zu erreichen. Beim Skylinear-Konzept dagegen war die Höhe der Konstruktion auf nur 25 m begrenzt.
Es gab aber immer noch Probleme:
  • Im Luftspalt des Motors treten zwei Kräfte auf. Eine hat Auswirkungen entlang des Luftspalts und erzeugt die Bewegung. Die andere ist eine Anziehungskraft über den Luftspalt, die dazu neigt, die Sekundär- und Primärteile gegeneinander zu ziehen (dieses Problem tritt jedoch in einem eisenlosen Rotor nicht auf). Diese Anziehungskraft kann in perfekt symmetrischen Motoren eliminiert werden, aber in Drehmotoren lässt sich das Gleichgewicht leichter über die Lager beibehalten.
  • In allen Linearmotoren verursacht das asymmetrische Drehstromsystem ein pulsierendes Drehmoment.
  • Die Eigenschaften eines Motors sind von den Temperaturen seiner Bauteile abhängig. Unter der Voraussetzung, dass sich ein Linearmotor nur unterhalb des Statorteils aufheizt, war die Temperatur ungleichmäßig und gab es ständig Änderungen der Motorparameter wenn der Motor sich bewegte.
  • Es war aus Kostengründen nicht möglich, einen geschlitzten Sekundärteil wie bei Standard-Drehmotoren zu verwenden, da der leitende Teil des Sekundärteils hierfür eine übermäßig starke Beschichtung benötigte. Diese Einschränkung führte auch zu einem größeren Luftspalt, was die Leistungsfähigkeit des Motors herabsetzte.
Es wurden viele technische Probleme gelöst und patentierbare Lösungen eingereicht, aber im Jahre 1992 war der Kostenpunkt der größte Stolperstein. Das Hauptproblem war die gegenseitige Abhängigkeit der Gebäudehöhe und der Fertigungskosten, weil der Motor so groß wie die Länge des Schachts ist.
Als Nebeneffekt der Untersuchung des Linearmotors wurde 1992 eine neue Idee geboren. Im Grunde genommen war sie eine Kombination aus einem Friktionsantrieb und einem Drehmotor, die aber im Gegengewicht untergebracht war – eine Form einer motorisierten Treibscheibe. Das Konzept ist links in Abbildung 3 dargestellt. Die Vorteile gleichen überwiegend denen eines über einen Linearmotor hervorgerufenen Hubvorgangs, nämlich das Fehlen eines Triebwerksraums. Diesmal waren aber die Kosten erheblich geringer, da die Verbindung zwischen der Bauhöhe und den Kosten jetzt nicht mehr bestand. Anfang 1993 wussten wir, dass wenn es uns gelänge, einen Motor so flach zu bauen, dass er im Gegengewicht untergebracht werden kann, man einen völlig neuartigen Aufzug bauen könnte. Dabei würde ein Kostenniveau eines herkömmlichen Friktionsantriebs mit den Vorteilen der Platzersparnis eines Linearmotorantriebs gekoppelt.
In der Folge wurden die Pläne zur Entwicklung des Linearmotors auf Eis gelegt und das ganze Jahr 1993 damit verbracht, den flachen Drehmotortyp zu entwickeln. Der Ausgangspunkt für die Konstruktion war der traditionelle zylindrische Induktionsmotor mit Außenrotor. Die Dicke des Motors erwies sich aber als ein Problem, da die Wicklungsenden zu viel Platz beanspruchten und das Gegengewicht dicker als bei den Standardaufzügen machten, was natürlich nicht annehmbar war. Als grundlegende Anforderung muss der Aufzug in den Standardschacht passen. Die Auslegung wurde daher in eine axiale Konstruktion umgewandelt, in der der Hauptluftspaltfluss parallel zur Schachtrichtung verläuft. Diese Konstruktion ist als Scheiben- oder Flachmotor bekannt. Die Idee ist eigentlich nicht neu. Die ersten Elektromotoren von Faraday aus den zwanziger Jahren des 19. Jahrhunderts waren derartige Motoren, wobei die Zylinderform erst später auftrat. Sie kamen aber nicht allgemein zum Einsatz, weil die Konstruktion und Fertigung im Vergleich zu Radialspaltmotoren schwieriger war. Typische Anwendungsgebiete dieses Motors finden sich bei Industrierobotern und Fahrzeugrädern mit integrierten Motoren.
Den Aufbau kann man sich als einen flachen Linearmotor vorstellen, der umgebogen wird, bis beide Enden sich treffen (s. Abb. 1). Der sich so ergebende Motor besteht aus zwei ringförmigen Teilen, die durch den Luftspalt getrennt sind. Es gab in der Entwicklung mehrere Stufen. Eine davon ist in Abb. 3 (Mitte) dargestellt, in der der Statorteil nur ein Halbkreis und der Sekundärteil dagegen ein voller Kreis ist. Dahinter steckt die Vorstellung, dass das im größeren Halbmesser erzeugte Drehmoment im kleineren Halbmesser benötigt wird. Der Halbmesser der Treibscheibe ist kleiner als der Halbmesser der Statorwicklung, befindet sich aber noch immer auf der Seite des Sekundärteils. Obwohl diese Version hauptsächlich wegen der Endauswirkungen des Stators verworfen wurde, unterstreicht sie dennoch die Ursprünge des Motors als ein „drehender Linearmotor“.
Ein weiteres Problem war die Leistung des niedertourigen Linearmotors, die bei ca. 40–70 % lag. Zusätzlich zum Energieverbrauch lag eine weitere Herausforderung darin, die in der Mitte des Motors erzeugte Wärme herabzukühlen. Aus diesenGründen wurde grundsätzlich vom Induktionsmotor abgerückt und wir begaben uns wieder an die Zeichenbretter.
Ein weiterer Versuch befasste sich mitdem Reluktanzmotor, bei dem der Sekundärteil ausschließlich aus massivem Eisen besteht, was die Rotorverluste bedeutungslos macht. Der Leistungsfaktor belief sich lediglich auf 0,3 bei niedriger Drehzahl, was jedoch zu einem hohen Statorstrom und sogar zu einem noch geringeren Wirkungsgrad als der eines Induktionsmotors führte.
Die Lösung schien ein Synchronmotor mit Seltenerdmetall-Permanentmagneten (PMSM) zu sein. Es gab in Finnland einenneuen Hersteller (die Firma Outokumpu Magnets Corp.), die derartige Magnete lieferte. Kone und Outokumpu gingen eine Partnerschaft ein, durch die der Zugang zu Magneten für Prototypmotoren vereinfacht wurde. Die Motorleistung war jetzt hervorragend, weil keine Magnetisierungsleistung erforderlich war.Der einzige Nachteil war der hohe Materialpreis. Der wurde durch Einsparungen bei anderen Aufzugsbauteilen ausgeglichen. Die Einführung der Hochleistungspermanentmagnete ebnete nicht nur den Weg für tragbare batteriebetriebene Werkzeuge und kleinere HD-Laufwerke in Laptops, sondern änderte auch das Gesicht der Aufzugstechnik.
Der erste Prototyp eines Aufzugs mit einem Flachmotor kam 1993 auf den Markt, der alle Anforderungen hinsichtlich der Form, Größe, Leistung und Kosten erfüllte. Dieser Prototyp (Abb. 4) war zwar noch weit von einer kommerziellen Nutzung entfernt, aber dennoch ein wichtiger Beleg für die Durchführbarkeit des Konzepts.
Zusätzlich zu den Magneten gab es noch eine weitere Voraussetzung für den Einsatz eines Synchronmotors, nämlich den Frequenzumwandler, denn ein PMSM kann unmöglich direkt an die Stromversorgung angeschlossen werden. Der Umwandler wurde auch für Induktionsmotoren in Aufzugsanlagen entwickelt, und Kone war es gelungen, in den späten achtziger Jahren die ersten frequenzgeregelten Antriebe am Markt zu etablieren. Diese Technologie war darüber hinaus leicht zugänglich.
Der nächste Schritt war die Entwicklung aller für eine funktionstüchtige Aufzugsanlage benötigten Bauteile. Der ursprüngliche Plan, den Motor im Gegengewicht unterzubringen, wurde fallen gelassen, weil dies die Wartung erschwert und die Versorgung eines beweglichen Teils mit der für den Hubvorgang benötigten Energie die Kosten erhöht hätte. Die grundlegende Idee hinter dem EcoDisc™ von Kone war eine motorisierte Treibscheibe, die man an vielen Stellen in der Aufhängung unterbringen kann. Die Unterbringung im Gegengewicht war nur eine und zugegebenermaßen extreme Möglichkeit. Die zweite Lösung war die Unterbringung in der Schachtgrube, wie in Abb. 3 dargestellt (die rechts dargestellte Version). Aber letztendlich erwies sich der obere Teil des Schachtes als der beste Standort, und zwar zwischen der Führungsschiene und Schachtwand. Ein wesentlicher Bestandteil des Konzepts war die Anordnung der Steuerung neben der höchsten Haltestelle. Es muss ausreichend Platz für die automatische Schiebetür vorgesehen werden. Deshalb brauchte man entgegen anderen Lösungen des Wettbewerbs keinen externen Raum für die Elektronik. Es gab viele Gründe, die zu dieser Errungenschaft beitrugen: Es gab kein Getriebe, der Motor bot eine ausreichende Leistung und der Frequenzumwandler war von geringer Größe. Bei den Aufzügen für Wohngebäude lag der Motorstrom unter 10 A, sodass kleine Bauteile für die Leistungselektronik und Schaltschütze zum Einsatz kommen konnten. Die endgültige Lösung ist in Abb. 5 dargestellt.
Die neue Lösung bot im Vergleich zu den traditionellen und Linearmotorlösungen viele Vorteile:
  • Ein Untersetzungsgetriebe war überflüssig, weil der Motor in der Treibscheibe integriert war. Dies führte zu einer erheblichen Reduzierung der Wärmeverluste. Sowohl die Stromrechnung als auch die erforderliche Größe der Sicherungen halbierte sich. Das Einsparungspotenzial vervielfachte sich in Gebäuden, in denen eine Notstromversorgung erforderlich war. Das einfache Triebwerk und die genaue Steuerung führten auch zu einem guten Fahrkomfort.
  • In niedrigen Gebäuden ergab sich eine hervorragende Raumausnutzung. Die Vorteile waren am größten in der oberen Etage, die wirtschaftlich gesehen am wichtigsten ist.
  • Alle aufgehängten Massen waren an Führungsschienen montiert, die alle Kräfte in den Keller des Gebäudes leiten. Tatsächlich stand der neue Aufzug auf eigenen Beinen, ohne dass das Gebäude für die Aufhängung von Gewichten konzipiert werden musste.
  • Das Triebwerk benötigte kein Öl, was im Vergleich zu Hydraulikaufzügen klar von Vorteil ist.
Für den Bereich der kleineren Wohngebäude ermöglichte der MonoSpace™ Einsparungen aufgrund des geringeren Bedarfs an Auslegungen, die sich von Fall zu Fall unterscheiden. Da das Triebwerk sich im Schacht befand, benötigte man für die Unterbringung des Triebwerksraums nicht länger mehrere Optionen. Viele Aufzugsbauteile ließen sich auch kostengünstiger fertigen, wenn sie für den MonoSpace ™ optimiert wurden.
Der neue Aufzugstyp nannte sich anfangs „Greenstar“, wurde aber später in MonoSpace™ umbenannt. Ein typischer MonoSpace™ für ein Wohngebäude ist in Abb. 6 dargestellt und ist für eine Geschwindigkeit von 1 m/s und einer Traglast von 630 kg ausgelegt. Zum Schutz der Schlüsseleigenschaften des neuen Produkts wurden mehrere Patente angemeldet. Eine der wichtigsten Ansprüche beschrieb „einen Aufzug mit einem getriebelosen Triebwerk, das im Schacht untergebracht ist und bei dem die Verlängerung der Triebwerkswelle sich mit dem Profi l der Aufzugskabine schneidet“. Bekanntlich konnte das Funktionsprinzip eines Motors nicht patentiert werden, aber diese Anwendung war für Aufzüge neu. Ende 1995 wurden die meisten der relevanten angemeldeten Patente zusammen mit den im Laufe der Entwicklung gesammelten Schlüsselerkenntnissen, die zwar nicht zur Produktionsreife geführt aber dennoch für die Vervollständigung des Schutzes wichtig waren, erteilt.
Der Weg zur Marktreife
Mitte 1994 war ein Prototyp des künftigen MonoSpace™ im Maßstab 1:1 im Forschungszentrum von Kone in Hyvinkää (Finnland) fertig gestellt worden. Firmeninterne Berechnungen belegten, dass das Produkt aus Sicht der Leistung, Kosten und Zuverlässigkeit einsatzfähig war. Dennoch war es noch weit von einer kommerziellen Nutzung entfernt. Es gab einige Probleme, die noch einer Lösung bedurften:
  • Die Sicherheitsnormen für Aufzüge erkannten ein derartiges Produkt nicht an. Der MonoSpace™ benötigte ganz klar einen neuen Weg bis zur Markteinführung.
  • Es war nicht sicher, ob der Markt eine Lösung akzeptieren würde, die nur von einem Lieferanten angeboten wird. Nachdem man sich für den Mono- Space™ entschieden hat, gab es meistens keinen Weg zurück zu herkömmlichen Lösungen. Hat man erst einmal auf den Triebwerksraum verzichtet, konnte kein anderer Aufzugstyp ohne kostspielige Umbauarbeiten am Gebäude eingesetzt werden. Viele Kunden hätten sich von der Tatsache, dass der MonoSpace™ eine Sondergenehmigung für die Inspektion und Zertifizierung benötigte, abschrecken lassen können. Das Konzept war wirklich vollkommen neu und die Käufer wollten nicht das „Versuchskaninchen“ sein.
  • Wenn während der Ausschreibung bereits ein Triebwerksraum in den Zeichnungen vorgesehen war, so würde der Wegfall dieses Raums bedeuten, dass die Auslegung geändert werden muss, was die Einsparung zunichte machen oder dazu führen würde, dass der Vorteil durch die Baufirma „geschluckt“ wird.
  • Und letztendlich war es von Anfang an unklar, ob man die gleiche Technik über die gesamte Produktreihe einsetzen kann. Eine Teillösung hätte bedeutet, dass man der vorhandenen Reihe an Triebwerken nur eine neue Technik hinzugefügt hätte. Gleichzeitig mehrere Technologien nebeneinander anzubieten würde zu einem ungünstigen Kostengefüge führen.
Mitte der neunziger Jahre verfügten die meisten Länder über eigene Sicherheitsnormen, die meistens einer geänderten allgemein gültigen Norm wie IEC oder DIN entsprangen. Es war auch üblich, dass man vor der Zulassung eines Aufzugs für die unbeaufsichtigte Nutzung durch die Öffentlichkeit diesen offiziell durch zuständige Stellen abnehmen ließ. Anfang der neunziger Jahre war dies auch in Europa üblich, wo sich die Bestimmungen und Auslegungen von Land zu Land leicht unterschieden. Auch die Bedeutung der Norm variierte. In einigen Ländern galt die Norm lediglich als Konstruktionsempfehlung, während sie in anderen Ländern Teil der Gesetzgebung war.
Innerhalb der EU ging der Trend in Richtung einer einheitlichen Norm. Es gab bereits harmonisierte europäische Normen (EN 81-1 und EN 81-2), aber diese waren optional. Die Länder konnten auch ihre eigenen Normen erstellen. Eine neue Richtlinie war in Vorbereitung und wurde am 31. 12. 1997 Pflicht in allen Mitgliedsstaaten der EU.
Die Normen enthielten sehr detaillierte technische Anforderungen, die Aufzüge zu erfüllen hatten. In Wirklichkeit waren sie Konstruktionsvorschriften für die Aufzugshersteller, da die Inspektoren auf sie verwiesen. Zum Beispiel enthält Absatz 6.1.2 folgende Vorgabe:
„Das Triebwerk und die dazugehörige Ausrüstung werden in einem gesonderten Raum aufgestellt, der über massive Wände, eine massive Decke und eine Tür und/oder Klappe verfügt.“
Es gab aber die Möglichkeit, von dieser Norm abzuweichen. In Absatz 0.0.4 (prEN 81-1) wird Folgendes vorgegeben:
„Wenn von einer Konstruktion die Rede ist, so sollte klargestellt werden, dass diese nicht als die einzig mögliche Konstruktion angesehen werden soll. Jede andere Lösung, die zum gleichen Ergebnis führt, darf angewendet werden, wenn sie im Betrieb gleichwertig und mindestens genauso sicher ist.“
Mit dieser Option überließ man es der Verantwortung der Lieferanten, den Nachweis zu führen, dass eine gleichwertige Sicherheit wie in der Norm vorgeschrieben gegeben ist. Deshalb kam sie nur selten zur Anwendung und musste für jedes Land oder für jeden einzelnen gelieferten Aufzug wiederholt werden. Die Situation änderte sich mit der Einführung der neuen Aufzugsrichtlinie vom 31. 12. 1997. Zu diesem Zeitpunkt mussten die anderen EU-Mitgliedsstaaten die Norm akzeptieren, wenn einige der „gemeldeten Stellen“ innerhalb der EU eine bestimmte Konstruktion akzeptiert hatten.
Um das Normenproblem zu lösen, nahmen die Konstrukteure Kontakt zu den niederländischen Behörden auf und baten sie, für den neuen Aufzugstyp als Spezialisten der Risikoanalyse aufzutreten. Die Absicht war, den Absatz aus der Sicherheitsnorm, der andere bewährte Sicherheitslösungen als die in den Normen vorgegebenen Lösungen zuließen, zu nutzen. Um einen derartigen Nachweis führen zu können, musste eine Risikoanalyse durchgeführt werden.
Führende Experten und Aufzugsbehörden beteiligten sich an der Sicherheitsanalyse, die dann bei der Beantragung einer Sondergenehmigung für den Verkauf des Aufzugs verwendet wurde. Die Verhandlungen wurden 1994 aufgenommen und der erste Aufzug auf dem Gelände von Kone durfte am 13. 3. 1995 in Betrieb genommen werden. Die Behörden forderten gewisse Änderungen am Originalprodukt und waren schließlich bereit, Lieferungen des MonoSpace™ in den Niederlanden zuzulassen.
Die Vorteile des MonoSpace™ für die Kunden lagen klar auf der Hand: Architekten bekamen mehr Freiheiten, weil ein Triebwerksraum nicht länger erforderlich war. Die Baufirma machte Einsparungen bei den Baukosten und die Betreiber sparten an den Stromkosten. Aber die Marktakzeptanz war immer noch ein Unsicherheitsfaktor. Es war allen klar, dass ein Marketingtest erforderlich war, bevor man sich ausschließlich auf den Mono-Space™ festlegen konnte. Dieser wurde später im Jahre 1995 durchgeführt, als die ersten Aufzüge als Pilotanlagen an die Kunden ausgeliefert wurden. Diese Aufzüge wurden anfangs aber nicht als MonoSpace ™, sondern als Hydraulikaufzüge vertrieben. Erst später benannte man sie in MonoSpace™ um, um schnellstmöglich Erfahrungen aus der echten Marktakzeptanz und der Benutzerhaltung zu ziehen. Es wurden nur die notwendigsten neuen Produktänderungen durchgeführt, d.h. nur das neue Triebwerk und der neue Steuerschrank waren notwendig. Der Großteil der anderen Aufzugsbauteile wurde jedoch für den MonoSpace™ nicht optimiert. Der Kostenaufwand für ein solches im Schnellverfahren erstelltes Produkt war letztendlich höher als das des späteren Endprodukts. Weil das Unternehmen über keine eigenen Fertigungseinrichtungen für Motoren verfügt, wurde in Hyvinkää eine kleine Versuchswerkstatt mit einer Kapazität von nur wenigen hundert Triebwerken pro Jahr errichtet, was aber ausreichte, um den Anfangsbedarf zu decken.
Die Niederlande wurde als das Land ausgewählt, in dem der Test stattfinden sollte. Es war ein geeignetes Testgebiet, da die Gebäude ziemlich niedrig sind und es einen klaren Bedarf an triebwerksraumlosen Aufzügen gibt. Gewisse Gebäudearten, auch wenn sie nur zweigeschossig sind, benötigten einen Aufzug. Und genau in diesen Fällen sind die relativen Kosten für einen Triebwerksraum von Bedeutung.
Änderung der Industrienormen: Von Mono über Mini zu Maxi
Beim Marketingtest stellte sich heraus, dass fast alle kontaktierten Kundengruppen den MonoSpace™ als eine große Innovation betrachteten und sich über die Vorteile einig waren. Die Neuartigkeit des Konzepts blieb aber die Hauptsorge, zusammen mit der Unsicherheit bezüglich der Reaktionen der noch in den verschiedenen Ländern zu kontaktierenden Behörden. Die Kontaktaufnahme mit den Behörden in den anderen Ländern wurde fortgesetzt und die Freigabe des Mono-Space™ in den Ländern Europas wurde nach und nach erreicht. Die offizielle Produkteinführung fand im März 1996 in Brüssel statt. Gleichzeitig fing die Forschungs- und Entwicklungsabteilung mit der Konstruktion des optimierten Produkts für den Großvertrieb an. Alle Entscheidungen deuteten nach und nach auf eine Zukunft, in der der triebwerksraumlose Aufzug die dominierende Technik sein wird.
Auch der Beweis, dass die gleiche Motortechnik für größere Aufzüge klare Vorteile bringt, wurde angetreten. Das gleiche Prinzip der Hubbewegung ließ sich auf die gesamte Produktpalette anwenden. Der gleiche Triebwerkstyp war sowohl für kleinere Aufzüge in Wohngebäuden als auch für die größten Aufzüge geeignet. Jetzt war es möglich, Treibscheibenaufzüge mit Getriebe und Hydraulikaufzüge durch eine einzige Technik zu ersetzen, nämlich die getriebelose.
Neue Fertigungseinrichtungen für Eco- Disc™ waren notwendig. Kone errichtete 1997 ein neues Werk für den EcoDisc™ mit einer jährlichen Kapazität von 5000Einheiten, die 1998 verdoppelt und 1999 noch erweitert wurde. Derzeit machen die EcoDisc™ mehr als 90 % des Verkaufsvolumens aus. Die Lizenz wurde auch an die Firma Toshiba vergeben, die begann, Standardaufzüge auf der Grundlage des durch Kone hergestellten Triebwerks zu  vertreiben. Toshiba verkaufte diese MonoSpace ™-Aufzüge in Japan unter der Markenbezeichnung Spacel.
Das Produkt für mittlere Hubhöhen kam 1998 unter der Bezeichnung MiniSpace™ auf den Markt. Es verfügte über die Energiewirksamkeit und die geringe Größe des EcoDisc™. Es war geplant, einen Aufzug anzubieten, bei dem der Triebwerksraum in Wirklichkeit eine Verlängerung des Schachtes war. Anders ausgedrückt: Die Fläche und Form des Triebwerksraums entsprachen denen des Schachtes.
Ein Produkt für große Hubhöhen namens Alta™ wurde 2000 eingeführt. Für seine Entwicklung baute Kone eine neue Testanlage in Lohja, Finnland. Es handelt sich noch immer um den längsten Probeschacht (303 m) für die kommerzielle Erprobung von Personenaufzügen, der sich im Schacht einer Mine namens TYTYRI befindet. Der Alta™ komplettiert die größte Baureihe mit dem Triebwerk vom Typ MX100, das für Geschwindigkeiten von bis zu 17 m/s, Traglasten von 5000 kg und Schachtlasten von 50 000 kg ausgelegt ist.
Der letzter Schritt in der Reihe der Aufzugsprodukte auf der Grundlage der Eco- Disc™-Technik ist der MaxiSpace™, der die Suche nach einer besseren Ausnutzung des verfügbaren Platzangebots fortsetzt. MaxiSpace™ ist ein Treibscheibenaufzug ohne Gegengewicht und bietet daher weitere Platzeinsparungen, die speziell bei Modernisierungen wertvoll sind, wenn man die Kabinengröße in einer einzigen Modernisierungsaktion vergrößern möchte. Das hat drastische Auswirkungen auf die Anwendungsmöglichkeiten, da man im MaxiSpace™ auch Rollstühle und Kinderwagen unterbringen kann, die man mit dem vorher vorhandenen Aufzug aus Platzgründen nicht transportieren konnte.
Normenmäßig hat sich in vielen Teilen der Welt ein Aufzug ohne Triebwerksraum zu einem neuen industriellen Standard gemausert. Speziell für diesen Aufzugstyp werden die Sicherheitsbestimmungen für Aufzüge aktualisiert. Auch wenn alle namhaften Aufzugshersteller jetzt mit ihren triebwerksraumlosen Lösungen auf den Markt gegangen sind, liegt der originale MonoSpace™ noch immer gut im Rennen.
Die Aufzugskonstrukteure werden weiterhin bemüht sein, das vorhandene Platzangebot so optimal wie möglich zu nutzen. Der unerfüllte Traum eines seillosen Mehrkabinenaufzugs schlummert noch immer in den Köpfen der Konstrukteure, auch wenn bereits verschiedene mögliche Alternativen vorgestellt wurden. Vielleicht werden wir eines Tages auch hierfür kommerziell machbare Lösungen vorgestellt bekommen. Es muss aber noch ein sehr langer Weg zurückgelegt werden, bevor wir von einem Industriestandard sprechen können. Diese Aufzüge müssen als Teil des Gebäudes konzipiert werden, und sind daher eine große Herausforderung für unsere industriellen Partner aus der Baubranche.
Als Produkt hat MonoSpace™ viele Auszeichnungen erhalten, z. B. die goldene Pyramide auf der Batimat 1997 in Paris für das innovativste Produkt des Jahres in der Bauindustrie. Zurückblickend gibt es absolut keine Zweifel daran, dass Mono- Space™ in den zehn Jahren seines Daseins das Aufzugsgeschäft in vielerlei Hinsicht geändert hat. Robert S. Caporale hat dies vielleicht am besten zusammengefasst: „In den letzten Jahren hat es viele kontroverse Diskussionen zum Thema triebwerksraumlose Aufzüge gegeben. Diese technischen Kabinettstückchen haben die Aufzugsindustrie wirklich entzweit. Sie sind ohne Zweifel die innovativsten Konstruktionen, die die Aufzugsindustrie seit vielen Jahren erlebt hat.“ (Elevator World, Mai 2004)
Vortrag anlässlich des European Lift Congress Heilbronn 2007
5/2007

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