Geschichte der Aufzugstechnik. Kurzübersicht Systeme. Komponenten / Sicherheitstechnik. ThyssenKrupp Aufzugswerke
May 26, 2016 | Author: Nadja Grosser | Category: N/A
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Personensicherheit– SicherheitstechnikimAufzugsbau VortragimRahmendesGÖPPINGERTECHNIKFORUM
Dipl.-Ing.HolgerZerelles, LeiterEntwicklungHighRise and Safeties bei ThyssenKruppElevatorInnovationGmbH
GeschichtederAufzugstechnik Kurzübersicht Systeme Komponenten/Sicherheitstechnik
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Geschichte Entwicklung desAufzugs
236v.Chr.
ErsterAufzuggebautvonArchimedes
80v.Chr.
Hubvorrichtungdurch MenschenoderTierenbetrieben
1405
AufzugsentwurfvonKonradKeyser
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Geschichte Entwicklung desAufzugs
3
1853
MaßgeblicherDurchbruch ElishaOtiserfindetden absturzsicherenAufzug
1867
EinführungdesAufzugsinEuropa:Vorstellung deserstenHydraulikaufzugsaufder WeltausstellunginParis
1880
WernervonSiemenspräsentiertdenersten elektrischenAufzuginMannheim
ThyssenKrupp Aufzugswerke
Systeme Einteilungsmerkmale
Einteilung ArtdesAntriebs
Triebwerksraum=TWR?
hydraulisch
Mit Triebwerksraum
elektrisch
Ohne Triebwerksraum
sonstige
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Systeme Sonstige Antriebsarten
Reibrad
Spindeltriebz.B. Homelifts
Trommelantriebz.B. Kleingüteraufzüge, Homelifts
PneumatischerHeber,PrinzipLuftpumpeHomelifts, sehr selten
StützkettenBühenrtechnik
Linearmotor
…
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Systeme DerHydraulikaufzug
•
Aufwärtsbewegung PumpefördertDrucköl indenZylinder
•
Abwärtsbewegung Drucköl strömtüberBypassventil indenTank
•
Zylinderbauart MeistPlungerzylinder
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Systeme DerTreibscheibenaufzug
ElektrischerAntriebüberTreibscheibeundTragseile
FahrkorbinFangrahmen
Gegengewicht
Aufhängung1:1oder2:1=inseltenenFällen3:1oder4:1?
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Systeme Aufhängungen
Aufhängung1:1
Aufhängung2:1
Anwendung
Anwendung
• AnlagenmitGetriebeantrieb • AnlagenmitgetriebelosemAntriebund Nenngeschwindigkeiten>4m/s=Förderhöhenabca.100 m?.
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• AnlagenmitgetriebelosemAntriebundNenngeschwindigkeitenbis4m/s • AnlagenmitGetriebeantriebundLasten,diez.B.diemax. WellenbelastungderMaschinebei1:1-Aufhängung überschreiten
ThyssenKrupp Aufzugswerke
Systeme Paternosteraufzug MehrkabinensystemmitoffenenumlaufendenKabinen
ErsteInstallation1876inLondonfürdenTransportvonPaketen
DarfheuteinDeutschlandnurnochmitSondergenehmigung betriebenwerden.
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Systeme Treibscheibenaufzug ohne TWR
MaschinenraumloseSysteme AntriebundAntriebsregelung • imSchachtkopf • inderSchachtgrube • zwischenFahrkorbundSchachtwand
SteuerungteilweiseimSchachtvon Außenbedienbar
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Komponenten Antriebe für elektrisch betriebene Personenaufzüge
mitGetriebe • Schneckengetriebe • Planetengetriebe • Riemengetriebe
Anwendungüberwiegendbei • kleinenbismittleren Geschwindigkeiten • geringenFörderhöhen • Lastenaufzügen
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Komponenten Antriebe für elektrisch betriebene Personenaufzüge
ohneGetriebe
Ausführungals • Innenläufer • Außenläufer
ElektrischeAusführung • Drehstromsynchron • Drehstromasychron
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Komponenten
Aramidseil
RiemenmitZugelementen ausStahl
RiemenmitZugelementen ausAramid
StahlseilmitKunstfaserseele
StahlseilmitStahlseele
Tragmittel
Seile • StahlseilemitStahloderKunstfaserseele. • Kunststoffseile=Aramid?
Riemen • ZugelementeausStahl • HülleausPolyurethan
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Komponenten KraftübertragungvonderTreibscheibeaufdieTragmittel
Halbrundrille
Keilrille
Sitzrille
SeilelaufeninSeilrillenüberdieTreibscheibe • •
Keilrille Halbrundrille,Sitzrille
α KraftübertragungüberReibung •
T2
T1
TreibfähigkeitsformelnachEytelwein
ܶଵ ݁ ఈ ܶଶ
Treibscheibe
f Gegengewicht
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Fahrkorb
α T1,T2
ReibwertzwischenSeilundTreibscheibe f=f=Rillenform,Geschwindigkeit,Werkstoff, Betriebszustand? UmschlingungswinkelderSeileaufderTreibscheibe Seilkräfte
ThyssenKrupp Aufzugswerke
Komponenten FührungsschienenundFührungen
FührungsschienenfürFahrkorbund Gegengewicht • spezielleT-Profile • MaßeundEigenschaftenfestgelegt inDINISO7465
FührungenfürFahrkorbundGegengewicht • Gleitführungen • geölt • =trockenlaufend? • Rollenführungen • starr • gefedert=undgedämpft?
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
SicherheitstechnikimAufzugsbau NormenundGesetze
EuropäischeRichtlinienundNormen Aufzugsrichtlinie95/16EG EN81-1undEN81-2 WichtigeNormenfürandereGebiete China:GB7588 USA:ASMEA17 Russland:Pubel
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
SicherheitstechnikimAufzugsbau BaumustergeprüfteKomponenten
SicherheitseinrichtungennachAufzugsnorm Puffer VerriegelungenfürSchachttüren Fangvorrichtung Geschwindigkeitsbegrenzer Sicherheitsschaltungenmitelektronischen Bauelementen Schutzeinrichtungfürdenaufwärtsfahrenden FahrkorbgegenÜbergeschwindigkeit Schutzeinrichtunggegenunbeabsichtigte BewegungendesFahrkorbs 17
ThyssenKrupp Aufzugswerke
Sicherheitstechnik:Puffer PufferfürFahrkorbundGegengewicht
• VorgeschriebenamunterenEndeder Fahrbahnvon FahrkorbundGegengewicht. • ArtderPuffervonderNenngeschwindigkeit abhängig Nenngeschwindigkeit≤1,6m/s EnergiespeicherndePuffer =Polyurethanpuffer,Federpuffer? Nenngeschwindigkeit>1,6m/s EnergieverzehrendePuffer =Ölpuffer?.
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Sicherheitstechnik: Aufzugstüren - Verriegelung Aufzugstüren
JederAufzughat • mindestenszweiSchachtabschlusstüren • mindestenseineFahrkorbtür
DieFahrkorbtürbewegtdieihrzugeordnete Schachttür • dieSchachttürhatkeineneigenen Antrieb
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Sicherheitstechnik: Aufzugstüren - Verriegelung Aufzugstüren
• Anfroderungen entsprechend den Normen • • •
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Türverriegelung Umsteuereinrichtung in Kombination mit z.B. Lichtgitter Drehmomentbegrenzung
ThyssenKrupp Aufzugswerke
Sicherheitstechnik: Aufzugstüren Aufzugstüren
• Türblätter •
Pendelschlagtest nach EN 81-1 Annex J • • • • •
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keine zerstörung derTürblätter Keine Risse Keine Löcher Kein Verlassen derFührungen Keine permanente deformation derFührungen
ThyssenKrupp Aufzugswerke
Sicherheitstechnik: Absturzverhinderung
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Sicherheitstechnik: Fangvorrichtung Fangvorrichtung • bremstnachAuslösungdurchden Geschwindigkeitsbegrenzerden FahrkorbandenSchienenab
Einsatzbei • AbrissallerTragseile • Übergeschwindigkeit nachobenundunten
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
SicherheitstechnikimAufzugsbau BaumustergeprüfteKomponenten
Baumusterprüfbescheinigung
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Sicherheitstechnik: Geschwindigkeitsbegrenzer
LöstbeiErreichenderÜbergeschwindigkeit dieFangvorrichtungenaus
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Sicherheitstechnik Schutzeinrichtung gegen unbeabsichtigte Bewegungen des Fahrkorbs
Sicherheitskomponentenim ZusammenspielmitSensorik undAktorik
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Personensicherheit– SicherheitstechnikimAufzugsbau VortragimRahmendesGÖPPINGERTECHNIKFORUM
Dipl.-Ing.JörgMüller, LeiterMajorProjectConsulting ThyssenKruppAufzugswerkeGmbH
Anwendungsbeispiele inHochhäusern Systemvergleiche TWIN®– einebesondereTechnik
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Vertikaler Transport in hohen Gebäuden Die Problematik Commerzbank Frankfurt 30Aufzüge
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JinMaoBuilding Shanghai 130Aufzüge
WorldFinancialCenter Shanghai 96Aufzüge
FinancialCenter Taipei 63Aufzüge
ThyssenKrupp Aufzugswerke
Vertikaler Transport in hohen Gebäuden
Gebäudekern [m2]
Die Problematik
• Die erforderliche Grundfläche für die Anordnung der Aufzüge nimmt bei immer höher wachsenden Gebäuden enorm zu!
Grundfläche Aufzugsschächte
Das Gebäude wird bezüglich der Raumnutzung immer uneffizienter. Zunehmende Verluste von nutzbarer Fläche.
Gebäudehöhe
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen
Paternoster
TWIN®
Doppel-Decker
(Keine Zulassung mehr!)
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen Doppeldecker
Konventionelle Aufzugsgruppe
2 Transferebenen Zur Flächenoptimierung des Gebäudekerns können Doppelkabinen-Systeme das Bauvolumen deutlich reduzieren.
Doppeldecker als Expressaufzug
Vorteil für den Bauherrn: • Die nutzbare Geschossfläche wird vergrößert
Doppeldecker als Verteilaufzug
• Mehr vermietbare Fläche steht zur Verfügung
2 Eingangsebenen
Effizienzsteigerung
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen Doppeldecker
Vorteile:
Nachteile:
• Erhöhung der Förderkapazität bei gleichbleibendem Flächenbedarf
• Transfer erforderlich
• Effizienzerhöhung während des Füllverkehrs bei doppelter Lade- und Förderkapazität.
• Konstanter Haltestellenabstand unabdingbar
• Schnelle Beförderung ohne Zwischenhalte
• Keine Flexibilität aufgrund der fest verbundenen Doppelkabinen
• Als Express Aufzüge/Shuttles zur Bedienung von Transferebenen
• Bewegung großer Massen auch bei geringem Verkehrsaufkommen • Irritation der Passagiere durch ungleiche Belade- und Entladesequenzen beider Kabinen
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen TWIN®
1907 Obere Kabine als Treibscheibenaufzug, untere Kabine als Trommelaufzug
1931 Ein Gegengewicht für zwei Treibscheibenaufzüge
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen TWIN®
Vorteile: • Flächeneinsparung durch Reduzierung der Anzahl der Schächte durch TWIN® • Hohe Flexibilität durch unabhängig operierende Kabinen – insbesondere bei unterschiedlichen Stockwerksabständen und bei Stock-Stock-Verkehr. • Verwendung kleinerer Aufzugskomponenten (im Vergleich zum Doppeldecker) • Dadurch auch erhebliche Energieeinsparung
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen TWIN®
• Zusammenführen von Nah- und Ferngruppen. • Reduzierung der Schachtanzahl um bis zu 50 %
2 Entrance Levels
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen TWIN®
Nahgruppe + Ferngruppe
Nahgruppe + Ferngruppe + DD-Shuttle
High Rise TWIN (6,0 m/s, 4,0 m/s)
High Rise TWIN (4,0 m/s, 2,5 m/s)
Low Rise TWIN (4,0 m/s, 2,5 m/s)
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Low Rise TWIN (4,0 m/s, 2,5 m/s)
Express Shuttle DD (6,0 m/s)
ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen Vor- und Nachteile
Situation: • Verteilung der Passagiere innerhalb der Verkehrszonen durch flexiblen TWIN® • Expressverkehr zu den Transferebenen/ Skylobbies durch Doppeldecker.
TWIN® als Verteilaufzug
2 Transferebenen Vorteile: • Kompakte Schachtanordnung • Direkter Transfer der Passagiere - von der unteren Doppeldeckerkabine zur unteren TWIN®-Kabine - von der oberen Doppeldeckerkabine zur unteren TWIN®-Kabine
Doppeldecker als Expressaufzug
Nachteile: • Umstieg per Transferebene/Skylobby erforderlich
TWIN® als Verteilaufzug 2 Eingangsebenen
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen Energieeffizienz
-27,1%
-22,4%
Comparision of system with 2 independent cars (TWIN®) versus Double Decker with same traffic demand and similar quality of service. VDI 4707 Rating both systems „Energy Efficiency Class A“
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
Konzepte mit Mehrfach-Kabinensystemen Energieeffizienz
6 x HIGH RISE TWIN®
6x Double Decker HIGH RISE Max. Electrical Loads [kW]
kW
kW
1600kg / 7m/s / 7m/s
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2x1600kg / 8m/s
ThyssenKrupp Aufzugswerke
TWIN®. DasSicherheitskonzept- dievierstufigeSicherheitskette. Stufe 1: Abstandsrelevante Erteilung von Fahrbefehlen
DieFahrbefehlewerdenüberdieZielauswahlsteuerungsoerteilt,dasssichdieKabinen nichtgegenseitigbehindernundstetseinMindestabstandverbleibt. Stufe 2: Überwachung von Mindestabständen
BeiAnnäherungderKabinenzueinanderwirddieGeschwindigkeitsoweitreduziert, dasseinbetriebsmäßigerHaltjederzeitmöglichist,ohnedengeforderten Sicherheitsabstandzuunterschreiten. Stufe 3: Nothalt
DieAntriebewerdengestopptunddieBetriebsbremsenaktiviert. Stufe 4: Auslösen der Fangvorrichtung
TrittkeineausreichendeVerzögerungein,werdendieFangvorrichtungenbeider Kabinenzwangsweiseeingerückt. ⇒ Eine Berührung der Kabinen ist ausgeschlossen
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
TWIN®. DasSicherheitskonzeptzurAbstandswahrung. Sicherheitsstufe1 •
DieZielrufewerdenbereitsvorBetreten derKabineeingegeben ZielauswahlsteuerungDSC.
•
DieVerteilungderZielrufeerfolgtso, dasssichdiebeidenKabinen gegenseitignichtbehindern.
•
DemBenutzerwirdnachEingabedesFahrtziels angezeigt,welchenAufzugerbenutzensoll.
•
DieFahrtzumgewünschtenZielerfolgtdann ohneweitereEingabeinderKabine.
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
TWIN®. DasSicherheitskonzeptzurAbstandswahrung. Sicherheitsstufe2 • SteuerungseitigeÜberwachungsmaßnahmeninderKommunikationssoftwarezwischenden beidenAufzugssteuerungen. • BeideAufzugssteuerungenkennendieStandorte, Fahrtrichtungen,GeschwindigkeitenbeiderKabinen.
Mindest.
• WirdeinbestimmterMindestabstandderbeiden Kabinenzueinanderunterschritten,soerfolgteine ZwangsverzögerungindienächsteHaltestelle. • DerMindestabstandistgeschwindigkeitsabhängig,d.h.beihöherenGeschwindigkeiten istderMindestabstandgrößer.
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
TWIN®. DasSicherheitskonzeptzurAbstandswahrung. Sicherheitsstufe3+4 Sicherheitsstufe3+4wirdvoneinemunabhängigen SteuerungssystemderhöchstenSicherheitskategorie miteinem
Safety Integrity Level 3 SIL3 übernommen. SolcheSystemewerdenfürSicherheitstechnikenwie - flybywire?Airbus,Boeing777A - Bahnsysteme - Chemieanlagenverwendet.
Erstmals auch bei Aufzügen von TKE.
MaintriangelFrankfurta.M.
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
TWIN®. Zertifizierungdes Sicherheitskonzepts. •
2004Weiterentwicklungdes Sicherheitssystems,Stufen3und4 ElektronischesSteuerungssystem nachIEC/EN61508
•
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April2006TÜV-Abnahmedes neuenSicherheitssystems
ThyssenKrupp Aufzugswerke
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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ThyssenKrupp Aufzugswerke
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