Ausgabe 4/2006
07/01/06
Neue Aufzugsantriebe für triebwerksraumlose Aufzüge
Bessere Zugänglichkeit für Wartung und Notbetrieb
Ing. Luciano Faletto (S.A.L.A. Consulting S.a.s., Italien)
Mit der Verbreitung von triebwerksraumlosen Aufzügen (MRL) zeigt sich im Koordinationsausschuss der Benannten Stellen und unter den Vertretern der Mitgliedstaaten im Ständigen Ausschuss für die Umsetzung der Aufzugsrichtlinie immer deutlicher, dass viele Aufzüge der neuen Art in wesentlichen Punkten verbessert werden müssen, z.B.:
Kategorie: Fachaufsaetze Ausgabe 4/2006
Erstellt von: Editor
• Leichtere Zugänglichkeit des Triebwerks für den Notbetrieb.
• Sicherer Zugang zu den Arbeitsorten für Nachstellung-, Reparatur- und Ersatzarbeiten von Triebwerksteilen, selbst wenn das Triebwerk eine Störung hat.
• Handdreheinrichtung zur Befreiung von eingeschlossenen Fahrgästen unter allen Lastbedingungen erforderlich.
• Sofort verfügbare Mittel zum Lösen der Fangvorrichtung, wie es bisher mit einem Triebwerk im Triebwerksraum möglich war.
Diese Anforderungen werden auch von den grundlegenden Sicherheitsanforderungen der Aufzugsrichtlinie, einschließlich der anwendbaren Anforderungen der Maschinenrichtlinie, unterstützt. Weitere Anforderungen kommen direkt aus dem Markt, wie etwa:
• Hocheffiziente Triebwerke und Regelungen, um den gesamten Energieverbrauch zu reduzieren.
• Hochwertige Triebwerke und Regelungen, um eine gute Haltegenauigkeit und einen hohen Fahrkomfort zu garantieren.
BRAVO SpA hat ein Projekt gestartet mit einer Reihe neuer Triebwerke, die speziell auf allen diesen Anforderungen basieren. Das Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist die Gearless-Triebwerksreihe YoYo, hier zusammen mit den entsprechenden Regelungen und einem Anwendungsbeispiel vorgestellt wird.
Technische Daten der neuen Aufzugsantriebe
BRAVO hatte sich das Ziel gesetzt, ein Triebwerk mit hoher Leistung und hoher Effizienz zu entwickeln, und der erste Beschluss war, ein getriebeloses Synchrontriebwerk mit Permanentmagnetrotor zu wählen, der auch den Vorteil hat, im Notfallbetrieb mit freier Rotation unter Last und bei Ausfall der Energieversorgung eine selbstbremsende Wirkung sicherzustellen.
Derzeit sind drei Triebwerksgrößen geplant:
• YoYo 1 für Aufzüge bis 630 kg Kapazität mit 1,6 m/s
• YoYo 2 für Aufzüge bis 1200 kg Kapazität mit 1,6 m/s
• YoYo 3 für Aufzüge bis 2000 kg Kapazität mit 1,6 m/s
Für optimierte Anordnungen von triebwerksraumlosen Aufzügen mit der garantierten Möglichkeit des Zugangs zum Triebwerk unter den verschiedenen Arbeitsbedingungen bestand die Notwendigkeit, die Gesamtgröße des Triebwerks so klein wie möglich zu halten. Das führ-te zur Wahl unkonventioneller, aber praktischer Lösungen, wie z. B. dem Einsatz eines Außenläufers, an den die Treibscheibe direkt angeflanscht werden kann (Bild 1).

In diesem Fall ist der Stator auf der feststehenden Achse befestigt und die Wicklungsköpfe können in die Treibscheibe ragen, was eine weitere Platzeinsparung bedeutet. Gleichzeitig können interne Positionsgeber innerhalb des Motors untergebracht werden, was zu einer präzisen Rückmeldung der Rotorbewegung und daher einer hervorragenden Kontrolle der Speisespannung führt. Für diesen Zweck wurde sogar eine fest zugeordnete Regelung entwickelt, mit Einsatz der neuesten Technologien, die eine extrem schnelle und präzise Drehzahlregelung und ein entsprechendes Drehmoment ermöglichen, sodass keine externen Geräte notwendig sind, um beim Anfahren der Aufzüge ein Ungleichgewicht in der Fahrkorblast zu melden.
Die rotierenden Teile werden von zwei getrennten Lagern getragen, um Belastung, Durchbiegen und Gesamtgewicht zu reduzieren, während elektromagnetische Bremsen direkt auf der Außenseite der Rotoroberfläche sitzen. Es sind mindestens zwei unabhängige modulare Bremsen eingebaut, deren Gesamtzahl entsprechend dem Drehmoment des Triebwerks angepasst werden kann. Alle Bremsen sind für Wartungsprüfungen, Einstellungs- und Reparaturarbeiten leicht zugänglich (Bild 2).

Die direkte mechanische Verbindung zwischen Treibscheibe und Bremselementen ist so ausgelegt, dass keine zusätzlichen Vorrichtungen erforderlich sind, um eine unkontrollierte Aufwärtsbewegung des Fahrkorbes zu verhindern. Das Triebwerk ist eine Konstruktion mit Fußflanschbefestigung, die sowohl für triebwerksraumlose als auch für herkömmliche Anwendungen mit Triebwerksraum geeignet ist, und sie eignet sich daher auch, um bei einer Aufrüstung der Aufzugsleistung traditionelle Triebwerke zu ersetzen. Auf der Außenseite der Treibscheibe befindet sich ein leicht zu bedienendes Notfall-Handrad, um den Fahrkorb bei Stromausfall und ausgeglichenen Lastbedingungen manuell bewegen zu können (Bild 3).

Handrad ist direkt mit einer Gummireifenrolle verbunden, die bei Bedarf fest gegen die Außenfläche der Treibscheibe gedrückt wird, sodass diese, je nach den Lastbedingungen im Fahrkorb, durch Reibung in die günstigste Richtung bewegt werden kann. Die Positionierung der Gummireifenrolle erfolgt manuell durch ein exzentrisches Lager, das von elektrischen Sicherheitskontakten überwacht wird, sowohl im eingerückten als auch im zurückgezogenen Zustand. (Bild 4).

Dank der selbstbremsenden Wirkung der Permanentmagnetrotor-Bauweise wird der manuelle Betrieb des Aufzugs bei Stromausfall durch die Begrenzung der freien Rotationsgeschwindigkeit des Triebwerks selbst bei ungünstigen Lastverhältnissen bei manuell gelösten Bremsen erleichtert. Ein weiteres Element erleichtert den Notbetrieb: die Treibscheibe ist mit Spezialbefestigungen zur Anbringung von Seilblockierungsklemmen versehen, sodass im Notfall die Fahrkorbfangvorrichtung herausgezogen werden kann.
Die Form des Triebwerks ist so ausgelegt, dass es in einer Richtung schmaler als in die andere ist, damit es in den MRL-Anwendungen, in denen die volle Zugänglichkeit des Triebwerks in allen Arbeitsbedingungen garantiert werden muss, einfacher seitlich neben dem Fahrkorb bzw. der Tür angeordnet werden kann. Bei den nachfolgend beschriebenen Anwendungen ist der Mittenabstand der Seilrillen in der Treibscheibe ungefähr zweimal so groß wie in herkömmlichen Treibscheiben, um ein Kreuzen der Seile zu ermöglichen, wenn dies auf Grund dieser speziellen Aufzugskonstruktionen notwendig ist.
Beispiel von MRL-Aufzügen mit voll zugänglichem Triebwerk
Ein Beispiel eines MRL-Aufzugs, der bereits im Markt erhältlich ist und das YoYo-Triebwerk einsetzt, der eine volle Zugänglichkeit der Ausrüstung unter allen Betriebsbedingungen - einschließlich Wartungs-, Reparatur- und Notfallbetrieb - garantiert, ist der zertifizierte Se.Sa.Mo. Tre-Aufzug, der von Centoducati Spa in voller Konformität mit den Anforderungen der Aufzugsrichtlinie gebaut wird. Die Projektierung für einen 630 kg Aufzug für 8 Personen mit 1,00 m/s ist in Bild 5 dargestellt.

In dieser Aufzugsart ist das Gearless-Triebwerk neben der Schachttür des obersten Stockwerks auf einer Seite des oberen Türteils angebracht. Der Fahrkorb hat eine 2:1 Unterflaschenaufhängung und die Fahrkorbführungsschienen sind gegenüberliegend seitlich neben dem Fahrkorb angeordnet. Der Fangrahmen besteht aus einem Oberträger aus einem einteiligen gebogenen Stahlblech mit einer auf 50 mm begrenzten Höhe. Die Fahrkorbaufhängungsseilrollen sind parallel zum Unterträger des Fangrahmens angeordnet.
Das Gegengewicht ist auf derselben Seite des Fahrkorbs wie das Triebwerk angebracht, und seine Aufhängungsseilrolle ist zur Ebene der Gegengewichtsführungsschienen geneigt. Die Fahrkorbtür ist als dreiteilige Teleskoptür ausgebildet, und die Öffnungsseite liegt gegenüber der Seite mit dem Triebwerk. Die Schachttüren sind als zweiteilige Teleskoptüren ausgebildet, mit Ausnahme der Tür des obersten Stockwerkes, die wie die Fahrkorbtür dreiteilig ist.
Der Aufzug ist mit einer Hauptumlenkrolle versehen, die hinter der Führungsschiene auf derselben Seite wie das Triebwerk angebracht ist, wobei ihre Rotationsachse nur leicht gegenüber der Ebene der Fahrkorbführungsschiene geneigt ist. Die Anzahl der Rillen der Hauptumlenkrolle ist doppelt so hoch wie die Anzahl der Seile, sodass die Seile zwei Mal über die Hauptumlenkrolle gehen können. Diese Seilrolle hat zwei Funktionen: sie trägt sowohl den Seilstrang, der vom oberen Teil der Treibscheibe kommt und zum Gegengewicht führt, wie auch den Seilstrang, der vom unteren Teil der Treibscheibe kommt und zu den Fahrkorbaufhängungsscheiben führt. Die Neigung der Achse der Seilrolle erleichtert das Kreuzen der Seile und die doppelte Umwicklung der Seile auf der Seilscheibe selbst (Bild 6).

Die Seile laufen von der Treibscheibe zur Hauptumlenkrolle und umgreifen die Umlenkrolle so, dass ihre Biegung gleichmäßig ist und eine zu starke Ermüdungsspannung in den Seildrähten verhindert. Die vom oberen Teil der Treibscheibe kommenden Seile liegen in den Rillen, die sich abwechseln mit den Rillen, in denen die vom unteren Teil der Treibscheibe kommenden Seile liegen. Das erklärt, weshalb die Anzahl der Rillen in der Hauptumlenkrolle doppelt so hoch wie die der Seile ist.
Die vom unteren Teil der Treibscheibe kommenden Seile können sich um über 180° um die Hauptumlenkrolle schlingen und führen dann zu einer zusätzlichen Sekundärrolle, von der aus sie vertikal zur Fahrkorbaufhängungsrolle gehen. Entlang diesem Weg überkreuzen sich die Seile an einer Stelle, an der ihr Verlauf von den nahe beieinander liegenden Seilrillen der Seilrollen geführt wird.
Die Seilbefestigungen sind am oberen Teil der Fahrkorb-Führungsschienen angebracht und werden hauptsächlich von der Führungsschiene, zum Teil auch von der Gebäudestruktur gehalten. Der Geschwindigkeitsbegrenzer ist für eine Fernauslösung und Reset-Betätigung geeignet und befindet sich im oberen Teil des Fahrschachtes; er wird von einem der Träger getragen, der die Hauptumlenkrolle und die Seilbefestigung auf der Gegengewichtseite trägt.
Das Triebwerk ist vom YoYo-Typ und ist an der Seite des oberen Teils der Schachttür des obersten Stockwerks angebracht. Es gibt zwei Befestigungsmöglichkeiten für das Triebwerk: eine Fundamentplatte, die an der Seitenwand des Fahrschachts befestigt ist, sowie ein kurzes Bauelement, das das Triebwerk mit der Trägerstruktur der Hauptumlenkrolle verbindet, um die Kräfte zwischen diesen beiden Teilen auszugleichen.
Der Bereich, in dem das Triebwerk untergebracht ist, steht in direkter Verbindung zum Fahrschacht und ragt zum Teil in den Bereich der Haltestelle, von der sie durch die Abdeckung eines Triebwerksschrankes abgetrennt ist (Bild 7).

Die Innenseite des Triebwerksschranks ist leicht von der Haltestelle aus durch die seitlich neben der Fahrschachttür angeordnete Schranktür zugänglich. Das Triebwerk ist sowohl von der Haltestelle aus durch die Schaltschranktür zugänglich, wie auch von der Schachtseite aus, wo der Fahrkorb mit der Fahrkorbdecke auf Fußbodenhöhe angehalten werden kann, sodass die Fahrkorboberseite als sicherer Arbeitsbereich dient, der leicht durch die Fahrschachttür zugänglich ist (Bild 8).

Die Türen des Schaltschranks sind mit allen erforderlichen Sicherheitselementen ausgestattet, um eine sichere Prüfung der elektrischen und mechanischen Ausrüstung zu ermöglichen. Der Aufzug kann auch für die Befreiung von eingeschlossenen Fahrgästen manuell betrieben werden. Die Betätigung der Handdreheinrichtung, die nur dann notwendig ist, wenn die Last im Fahrkorb nahezu ausgeglichen ist, sodass sich der Fahrkorb nicht durch eine ungleiche Last bewegt, wird wie in der Beschreibung für das YoYo-Triebwerk erklärt durchgeführt.
Dadurch dass die Treibscheibe von der Haltestelle aus zugänglich ist, können Seilklemmen angebracht werden, die auch das Herausziehen der Fangvorrichtung ermöglichen, wenn dies bei Prüfungen oder der Notbefreiung erforderlich ist.
Schlussfolgerungen
Die Hersteller der Bauteile waren schon immer sehr um die korrekte Übereinstimmung ihrer Produkte mit den Anforderungen bestehender Normen und der Aufzugsrichtlinie bemüht. Sie verstehen den steigenden Druck von Seiten einiger Mitgliedstaaten und Benannten Stellen, nicht nur die Sicherheit der Fahrgäste, sondern auch die sicheren Arbeitsbedingungen der Arbeiter in der Aufzugswartung, Prüfung und Notbefreiung zu garantieren. Das hat zur Entwicklung einiger neuer Produkte geführt, die zwar noch immer ziemlich teuer sind, aber effizient zur Erreichung der erwarteten Sicherheitsstandards beitragen.
Die hier vorgestellten Produkte sind nur Beispiele für diese neue Welle von Projekten, denen bestimmt noch weitere folgen, die aus ähnlichen Gründen von allen Herstellern und Montagebetrieben entwickelt und in Verkehr gebracht werden. Damit soll sichergestellt werden, dass in einigen Jahren kein dringender Bedarf mehr besteht, den Sicherheitsstandard der heute hergestellten Aufzüge zu verbessern, obwohl sich immer mehr zeigt, dass der heute garantierte Sicherheitsstandard nicht immer voll den grundlegenden Sicherheitsanforderungen der Aufzugsrichtlinie entspricht.
Wenn wir diese Notwendigkeit aus reinen Kostenfaktoren, die ja oft nur minimal sind, oder aus noch weniger akzeptablen Gründen nicht erfüllen, kann die Ausbreitung neuer Arten von Aufzügen leicht zu einem unerwarteten Ansteigen von Unfallopfern bei den Beschäftigten im Servicebereich der Aufzüge führen. Viele Leute zweifeln an, dass wir davon bei der Einführung neuer Technologien ausgehen sollten.
Vortrag anlässlich des European Lift Congress Heilbronn (ELCH) am 28. und 29. Juni 2005

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