Ausgabe 5/2006
09/01/06
Der perfekte Antrieb
Aufzugantriebe mit einem Wirkungsgrad von >90 Prozent
Theodor Helmle (Leiter Aufzüge, alpha getriebebau GmbH)
Die Erfahrungen aus der Herstellung hochwertiger Servoantriebe für Anwendungen in der Maschinenbauindustrie, der Luftfahrt, der Medizintechnik und anderer Industrien hat die alpha getriebebau GmbH erfolgreich für die Entwicklung einer neuen Systemtechnologie für Aufzüge genutzt. Zentrale Komponente ist ein spielarmes Planetengetriebe, das sich durch höchste Dynamik und Drehmomentübertragung bei gleichzeitig sehr großer Präzision auszeichnet.
Kategorie: Fachaufsaetze Ausgabe 5/2006
Erstellt von: Editor
Ein Blick auf die Vorteile gegenüber einem Gearless-Antrieb lohnt sich allemal. Der Wirkungsgrad eines qualitativ hochwertigen Gearless-Antriebes ist gleichzusetzen mit dem Wirkungsgrad einer Planetenaufzugsmaschine. Der Nachteil von Gearless-Antrieben liegt allerdings darin, dass sie nur eine Einschaltdauer (ED) von 35 Prozent haben. Moderne Aufzugsmaschinen sollten aber eine Einschaltdauer von 60 Prozent haben. Hochwertige Planetengetriebe von alpha getriebebau überzeugen durch einen Gesamtwirkungsgrad von > 90 % und bis zu 240 Motorstarts/Stunde.
Wirtschaftliche Aufzugstechnik zu entwickeln liegt im Trend wie andere Energiesparmaßnahmen auch. Das ist kein Wunder, denn aufgrund drastischer Preissteigerungen im Energiebereich wird auch im Aufzugbau verstärkt mehr Wert auf den Gesamtwirkungsgrad von Aufzug anlagen gelegt.
Leichtgewicht mit hohem Drehmoment
Die hinter der innovativen Aufzugstechnologie steckende Idee ist so simpel wie effektiv: Durch die Kombination aus Synchronmotor und einem zweistufigen Planetengetriebe erreichen die Aufzugantriebe ein hohes Drehmoment, dass bei einem vergleichbaren Gearless-Antrieb nicht erreicht wird.
Durch die kompakte Bauweise des Planetengetriebes wiegen die Antriebe ohne Treibscheibe für einen Aufzug mit 630 kg Tragfähigkeit weniger als 100 kg. Ein vergleichbarer Gearless-Antrieb bringt ca. 600 bis 680 kg auf die Waage.
Die am Markt erhältlichen Gearless-Antriebe haben eine ED von ca. 35 % Wie durch einen Praxistest bewiesen, können diese Antriebe maximal 21 Minuten im Dauerbetrieb die Kabine durch den Schacht bewegen. Wird ein Gearless mit einer höheren ED-Leistung bei gleicher Tragfähigkeit benötigt, muss ein größerer Gear less-Antrieb mit entsprechenden Leistungsdaten bzw. Stromverbrauch und Anschaffungskosten verwendet werden.
Unerreicht im Wirkungsgrad auch bei Dauerbetrieb
Fazit: Die geringe Einschaltdauer (ED) der Gearless-Antriebe gegenüber einem Planetenantrieb mit Synchronmotor, liegt in der hohen Wärmeentwicklung des Antriebes. Die Erwärmung hat u. a. zur Folge, dass sich die Induktivität des Motors ändert, was bei einem evtl. zu schwach ausgelegten Umrichter zu mangelnden Fahrqualitäten führt. Aufzugsantriebe mit Planetengetriebe sind auf 240 Motorstarts/ Stunde ausgelegt und haben auch bei einem Dauerbetrieb – wie z. B. in einem Krankenhaus gefordert – keine Einschränkungen in der Performance.
Kundenwünsche erfüllt – ruhiger, schneller, sicherer
Auch der verständliche Kundenwunsch nach einem möglichst geräuscharmen Antrieb wird bei hochwertigen Motor- Getriebe-Kombinationen erreicht, wenn höchste Fertigungspräzision mit vernünftiger Auslegung gepaart wird. Als Weiteres kann die Fahrqualität durch Umrichter mit einer Taktfrequenz von 16 kHz am Ausgang als Gewinn für das Aufzugssystem betrachtet werden. Um Kosten zu sparen, werden hierbei gerne nur 12 kHz oder weniger konzipiert, um kleinere IGBT’s, Module und günstigere Kühlkörper zu verwenden. Regler, die nur mit 12 kHz und weniger takten, erzeugen zusammen mit dem Antrieb Geräusche, die vom menschlichen Ohr als unangenehm aufgenommen werden.
Im Test bestätigt: höchste, fehlerfreie Qualität
Zur Überprüfung der eigenen Qualitätsansprüche wurden an der Zentralen Fachhochschule für Aufzugstechnik in Rosswein Tests durchgeführt. Dabei wurden u.a. bei Fangversuchen Belastungen erzeugt, die weit über den normalen Anforderungen im Aufzugbau liegen.
Test 1: Not-Aus-Tests, Simulation bei Stromausfall:
Test 2: Fangversuche, Belastungsversuche bei Einfallen der Fangvorrichtung bei Übergeschwindigkeit:
Bei diesen Tests wurden Beschleunigungen > 6 g erreicht.
Auch nach mehreren Versuchen war der Antrieb zu 100% funktionsfähig.
Test 3: Springendes Gegengewicht, Fahrt mit der Kabine auf unterschiedliche Puffersysteme zur Erzeugung des springenden Gegengewichtes mit unterschiedlichen Beladungszuständen und Geschwindigkeiten des Fahrkorbes:
Test 4: Ermittlungen der Systemsteifigkeit, Variation der Steifigkeiten durch Ausbau der federnden Aufhängung von Fahrkorb und Gegengewicht:
Bei Veränderung der Systemsteifigkeit, d h. Wegfall der Federelemente an Kabine- und Gegengenwichtsaufhängung kann die zu erwartende Frequenzänderung festgestellt werden, aber keine Erhöhung der auftretenden Momente. Die Federnelemente bzw. Federpuffer haben keinen Einfluss auf die auftretenden Kräfte bzw. Beschleunigungen.
Ergebnis
Die Testergebnisse haben überzeugend belegt, dass die für den Antrieb verwendeten Planetengetriebe den Belastungen im Aufzugsbereich überdurchschnittlich stand halten. Einsatzmöglichkeiten Durch die Kombination aus Kompaktheit und Gewichtsersparnis bieten sich dem Konstrukteur völlig neue Lösungsmöglichkeiten. Zum einen lässt sich für Neubauten ein MRL-System verwirklichen, bei dem die Maschine problemlos auf der Kabine mitfährt: der Konstrukteur hat dadurch die Möglichkeit, eine selbstfahrende Kabine mit integrierter Antriebseinheit zu bauen. Um den Integrationsfaktor zu vollenden, bietet der Hersteller zusätzlich eine angepasste Steuerung/Regeleinheit im Paket an.
Zum anderen bietet die ECD-Maschine auch im weiten Betätigungsfeld der Sanierung von Liftanlagen ungeahnte Möglichkeiten. Aufgrund ihres schon mehrfach erwähnten geringen Gewichtes kann sie problemlos an selbst schwierigste Einbauorte transportiert werden. Wegen ihrer geringen Abmessungen passt sie sich zudem allen vorhandenen Räumlichkeiten an.
Fazit
Die Produktbeschreibung belegt durch den Test und die daraus abgeleiteten Einbaumöglichkeiten, dass es für diesen perfekten Antrieb keine Kompromisse gibt.
5/2006
