Der Antrieb für den Aufzug

Ein Dinosaurier der Aufzüge – der Paternoster – ist in diesem Jahr 150 Jahre alt geworden. Die eigentliche Idee des Prinzips dieses Umlaufzugs oder auch Personenumlaufzugs ist aber wesentlich älter und geht auf die vor dreitausend Jahren in China schon angewandte Form des Wasserschöpfens mit Hilfe von an einer Schnur befestigten Eimern zurück. Der heute bekannte Paternoster für Passagiere wurde von Elisha Otis entwickelt und wurde erstmals 1857 in einem New Yorker Kaufhaus eingesetzt. Meist allein oder zu zweit ging’s damals gemächlich auf und ab. Ein sinnliches Erlebnis ist der Paternoster allemal. Das Knarren der zumeist hölzernen Kabinen sowie das rhythmische Rumpeln der Antriebskette und des Motors nutzten daher auch einige Künstler beispielsweise für filmische Zwecke. Anfang der 80er Jahre durften aufgrund geänderter Sicherheitsvorschriften keine neuen Paternosteranlagen mehr eingebaut werden. Für Liebhaber gibt es aber auch heute noch die Möglichkeit sich diesem Fahrvergnügen hinzugeben. So beherbergt beispielsweise das Haus der Industrie in Wien am Schwarzenbergplatz den ältesten Paternoster Österreichs.

Die heutigen Aufzüge unterscheiden sich sowohl in technischer Hinsicht als auch in gestalterischer, welche von metallisch harter Funktion bis hin zu goldig glänzender Bequemlichkeit (Abb.: Jinmao Tower, Shanghai) reichen kann. Das Spektrum an Aufzugsanlagen ist äußerst weit gestreut. Je nach Nutzung entsprechen Antriebsart, Gestaltung und Bauart den Anforderungen. Durch Aufzüge und Lifte wurde jedenfalls das menschliche Dasein wesentlich erleichtert. Jeder benutzt fast täglich diese kleinen Wunderwerke, jedoch was an technischem aber auch kreativem Hirnschmalz dahintersteckt versteckt sich vor des Nutzers Augen doch zum großen Teil hinter einer schön gestalteten Schale. Welche Antriebsarten und Bauarten von Aufzügen wo und wie eingesetzt werden bestimmen die jeweiligen Anforderungen.

ANTRIEB - SEILAUFZUG
In verschiedensten Gebäudetypen (z.B. Wohnbau, Verwaltungsgebäude, Kaufhaus, etc.) beispielsweise wird der Seilaufzug eingesetzt.
Trommelaufzug
Der Trommelaufzug ist die älteste Form des Seilaufzugs, wobei die Seile auf einer Trommel aufgewickelt sind. Da die Länge der Seile durch die Größe der Trommel begrenzt ist, sind größere Förderhöhen nicht möglich. Zudem wurde der Trommelaufzug aufgrund des gesteigerten Baus an Hochhäusern zunehmend vom Treibscheibenaufzug verdrängt.

TREIBSCHEIBENAUFZUG
Bei dieser Aufzugsart hängt der Fahrkorb und das notwendige Gegengewicht jeweils an einem Ende der Tragseile, die über einer durch einen Elektromotor angetriebenen Treibscheibe einer Winde geführt werden. Der Elektromotor (Drehstrom oder Gleichstrommotor) ist in einigen Fällen mit Fremdbelüftung für elektromechanisch betätigte Bremse, Treibscheibe, Kupplung und Winde ausgestattet. Die Tragseile die über die Treibscheibe laufen heben den Fahrkorb an und senken das Gegengewicht ab. Dabei gleitet sowohl der Fahrkorb als auch das Gegengewicht an den entsprechend vorgesehenen Führungsschienen nach oben bzw. nach unten. Das Gegengewicht entspricht meist dem Gewicht des Fahrkorbes und der Hälfte der zulässigen Nutzlast.
Im Idealfall befindet sich die Winde direkt über dem Schachtkopf. Eine andere Positionierung beispielweise oben oder unten neben dem Schacht ist möglich jedoch muss eine Verlängerung der Tragseile und die damit verbundene starke Beanspruchung der Umlenkung in Kauf genommen werden. Die Höhe von Triebwerksraum, Schachtkopf und Schachtgrube werden von der Geschwindigkeit beeinflusst.
Der Vorteil des Treibscheibenaufzugs ist, dass nahezu beliebig lange Tragseile verwendet werden können und dieser energetisch wirtschaftlicher arbeitet als ein Trommelaufzug. Fahrgeschwindigkeit, Abbrems- und Beschleunigungsgröße, Haltegenauigkeit sowie Schalthäufigkeit sind ausschlaggebend für die Auswahl des Antriebs.

Man unterscheidet beim Seilaufzug zwei Aufhängungsarten. Entweder ist die Kabine direkt an den Seilenden (1:1-Aufhängung) oder die Seilenden an der Schachtkopfdecke des Aufzugs (2:1-Aufhängung) befestigt, während Kabine und Gegengewicht mittels Umlenkrolle an den Seilenden hängen. Dies funktioniert wie ein einfacher Flaschenzug der die doppelte Nutzlast anhebt.
Die Vorteile eines Seilaufzuges gegenüber einem Hydraulikaufzug sind hohe Geschwindigkeit, hohe Förderungsleistung und größere Höhen. Als Nachteile sind der Triebwerksraum über dem Schacht sowie das schwierige Anfahren der Stationen (Seildehnung bei unterschiedlichen Lasten) anzusehen.

ANTRIEB - HYDRAULISCHER AUFZUG
Ein typischer Einsatzbereich für hydraulische Aufzüge sind mittlere Wohn- und Geschäftshäuser sowie Hotels.
Bei hydraulischen Aufzügen wird der Fahrkorb durch einen oder mehrere Hydraulikkolben bewegt. Gewöhnlich sind diese am Boden des Aufzugsschachtes vertikal eingebaut. Der Aufzug wird nur aufwärts mit einem Motor betrieben, wobei eine Pumpe Öl in den Hydraulikzylinder drückt und dabei durch den Heber der Fahrkorb nach oben gedrückt wird. Bei Abwärtsfahrt läuft die Pumpe nicht (Ausnahme: frequenzgeregelte Hydraulikantriebe). Der Fahrkorb fährt durch das Eigengewicht und durch das Öffnen eines Ventils abwärts. Das im Heber befindliche Öl wird dabei in den Ölbehälter zurückgedrückt.
Man unterscheidet zwischen direktem und indirektem hydraulischen Aufzug. Bei ersterem ist die Kabine mit dem Kolben fest verbunden. Beim indirekten bzw. seilhydraulischen Antrieb sind Kolben und Zylinder über Seile oder Ketten mit dem Fahrkorb oder seinem Rahmen verbunden. Beim indirekten hydraulischen Aufzug handelt es sich im Prinzip um einen umgekehrt betriebenen Falschenzug, bei dem die lose Rolle mittels Hydraulik bewegt wird.
Hydraulikaufzüge sind bei nachträglichem Einbau in ein bestehendes Gebäude von großer Bedeutung. Der Bauaufwand ist relativ gering und störende Dachaufbauten entfallen. Hydraulische Aufzüge bieten außerdem einen ruhigen, geräuscharmen Betrieb, was dem einen oder anderen lärmempfindlichen Bewohner nur recht sein kann. Die Lage des Triebwerksraums ist flexibel. Im allgemeinen wird der Antrieb (Aggregat mit Motor und Pumpe) in den unteren Haltestellen neben dem Schacht angeordnet. Jedoch kann dieser auch in allen anderen Stockwerken eingebaut werden. Bei problematischen Platzverhältnissen kann der Triebwerksraum auch weiter entfernt vom Aufzugsschacht entfernt liegen. Ausreichend ist eine Hydraulikleitung vom Kolben zum Aggregat.

Die Nachteile gegenüber Seilaufzügen sind geringe Geschwindigkeit, geringe Höhen und hoher Energieverbrauch. Zudem sind Hydraulikaufzüge ungeeignet für eine starke Nutzerfrequenz.

ANTRIEB - ZAHNSTANGENAUFZUG
Zahnstangenaufzüge werden u.A. als Bauaufzüge, Kranführeraufzüge, Rettungsaufzüge oder Wartungsaufzüge eingesetzt um Material und Personen zu transportieren.
Bei einem Zahnstangenaufzug ist die Aufzugskabine mit einem eigenen Antrieb ausgestattet. Der Antrieb kann durch einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor nach dem Zahnstangen/Ritzelprinzip erfolgen. Dies bedeutet, dass die Zahnstangen meist an Gittermasten befestigt sind. An diesen Gittermasten werden die Aufzugskabinen mit Hilfe von mit Zahnrädern (Ritzeln) versehenen Elektromotoren angetrieben. Die Fördergeschwindigkeiten sind je nach Transportkapazität und Förderhöhe sehr unterschiedlich. Bei höheren Gebäuden wird zur Kostenersparnis meist die Doppelfahrkorbanlage eingesetzt. Das heißt, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten eines Gittermasts Zahnstangen angebracht werden, um das unabhängige Fahren von zwei Fahrkörben zu ermöglichen.
Zahnstangenaufzüge dürfen nur von speziell eingewiesenen Personen genutzt werden, da sich diese beim Störfall selber befreien müssen.
Diese Lifte werden auch in abgespannten Sendemasten oder ähnlichen Konstruktionen zu Wartungszwecken installiert. Ein für viele Städtetouristen bekannter Zahnstangenaufzug ist beispielsweise der zum Dachstuhl des Kölner Doms.

Welche Antriebsarten in Zukunft zum Einsatz kommen bleibt spannend. Die Geschichtliche Entwicklung der Aufzugstechnik von 150 Jahren veränderte sich parallel zu den baulichen Anforderungen. Je höher die Gebäude desto ausgefeilter wurde die Antriebstechnik, desto schneller sollte der Aufzug hinauf und hinunter fahren, desto weniger Raum sollte die Technik in Anspruch nehmen, um der knappen Kalkulation von Kosten und Nutzen entgegen zu kommen. Beim geplanten höchsten Hochhaus der Welt dem „Burj Dubai“ mit 800 Metern Höhe wird jedenfalls auch die Aufzugstechnik eine dominante Rolle übernehmen.