Aufzug

1

Einleitung

Aufzug, auch Fahrstuhl, Gerät zur Beförderung von Personen oder Lasten zwischen verschiedenen Stockwerken oder Ebenen eines Gebäudes oder eines Bergwerkes. Im Allgemeinen hat ein Aufzug eine Anlage mit automatischen Sicherheitseinrichtungen. Die Vorläufer der Aufzüge waren einfache Hebewerke. Aufzüge bestehen aus einer Plattform oder Kabine, die sich in einem senkrechten, mit Führungseinrichtungen versehenen Schacht bewegt, einem Mechanismus zum Heben und Senken sowie einer Kraftquelle. Die Entwicklung moderner Aufzüge hatte einen deutlichen Einfluss auf die Architektur und auf die Fortentwicklung von Städten, denn durch Aufzüge konnten mehrstöckige Gebäude besser genutzt werden.

2

Geschichte

Bereits im 3. Jahrhundert v. Chr. wurden Flaschenzüge und einfache Hebewerke verwendet, die man mit der Muskelkraft von Menschen oder Tieren oder mit Wasserrädern antrieb. Der moderne, kraftbetriebene Aufzug entstand im 19. Jahrhundert. Die ersten Aufzüge wurden meist mit einer Dampfmaschine entweder direkt oder über ein hydraulisches System angetrieben.

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts setzte man in einigen europäischen Fabriken hydraulische Aufzüge ein. Bei diesem Aufzugsmodell befand sich die Kabine oben auf einem hohlen Stahlkolben, der sich in einem in den Boden versenkten Zylinder bewegte. Wasser wurde mit erhöhtem Druck in den Zylinder gepresst. Dadurch bewegten sich Kolben und Kabine nach oben. Beim Nachlassen des Wasserdruckes sanken sie durch die Schwerkraft nach unten. Das Hauptventil zur Steuerung des Wasserdruckes dieser frühen Anlagen wurde manuell mit Hilfe von Seilen bedient, die senkrecht durch die Kabine liefen. Später verbesserte man die Anlage mit Hebelsteuerung (siehe Hebel) und Vorsteuerventilen, die die Beschleunigung und Abbremsung regelten.

Ein Vorläufer des heutigen Aufzugs war 1835 in Großbritannien in Gebrauch. Dabei wurde das Zugseil über eine riemenbetriebene Antriebsscheibe oder Seilscheibe zu einem in Führungsschienen laufenden Gegengewicht geführt. Durch den Zug des Gewichts von Kabine und Gegengewicht wurde das Seil fest auf der Antriebsschiene gehalten und die Haft- oder Mitnahmereibung (siehe Reibung) war stark genug, um das Seil mitzunehmen, wenn sich die Scheibe drehte.

3

Kraftbetriebene Aufzüge

In den USA begann die Geschichte kraftbetriebener Aufzüge 1850 mit dem Einbau eines einfachen Lastenaufzugs zwischen zwei Stockwerken eines Gebäudes in New York. 1853 stellte der amerikanische Erfinder und Fabrikant Elisha Graves Otis einen Aufzug vor, der mit einer Bremseinrichtung versehen war. Diese Notbremse sollte die Kabine aufhalten, wenn das Zugseil riss. Beim Reißen des Seiles drückt eine Feder zwei an der Kabine angebrachte Sperrklinken in den Rahmen an den Seiten des Schachtes. Diese Erfindung trieb den Aufzugsbau voran. Der erste Personenaufzug wurde in einem New Yorker Kaufhaus eingebaut.

Bei diesen frühen Aufzügen war eine Dampfmaschine über Riemen und Zahnräder mit einer umlaufenden Trommel verbunden, um die das Zugseil gewickelt war. 1859 wurde in einem Hotel in der Fifth Avenue in New York ein Aufzug eingebaut, der mit einer senkrechten Schraube gehoben und gesenkt wurde. In den siebziger Jahren des 19. Jahrhunderts wurde der seilgetriebene hydraulische Aufzug eingeführt. Bei dieser Form verwendete man einen wesentlich kleineren Kolben, der sich in einem Zylinder bewegte, der entweder senkrecht oder waagerecht im Gebäude eingebaut war. Die wirksame Länge des Kolbenhubes wurde durch ein System von Scheiben und Seilen auf ein Vielfaches vergrößert. Wegen seines ruhigeren Laufes und des höheren Wirkungsgrades verdrängte der hydraulische Aufzug den Trommelaufzug.

4

Elektrische Aufzüge

Der Elektromotor wurde 1880 vom deutschen Erfinder Werner von Siemens in den Aufzugsbau einbezogen. Bei dieser Erfindung bewegte sich die Kabine, unter der der Motor angebracht war, mittels zweier Zahnstangentriebe (die Zähne eines umlaufenden Zahnrades, des Ritzels, greifen in die Zähne einer Zahnstange). Dabei waren die Zahnstangen an den Seiten des Schachtes angebracht. 1887 wurde ein elektrischer Aufzug gebaut, dessen elektrischer Antriebsmotor eine Trommel drehte, um die das Zugseil gewickelt war. Innerhalb der folgenden zwölf Jahre verbreiteten sich außer in hohen Gebäuden allgemein Aufzüge, bei denen der Motor mit der Trommel über ein Schneckengetriebe verbunden war. Bei Trommelaufzügen hängt die Länge des Zugseiles von der Trommelgröße ab. Da der verfügbare Raum bei Hochhäusern begrenzt ist, konnte sich der Trommelmechanismus in Wolkenkratzern nicht durchsetzen. Die Vorzüge des elektrischen Aufzugs – Leistungsfähigkeit, geringe Einbaukosten und konstante Geschwindigkeit unabhängig von der Belastung – veranlassten Erfinder trotzdem, nach einer Möglichkeit zu suchen, die elektrische Antriebskraft auch in Wolkenkratzern zu nutzen. Das Problem wurde mit Gegengewichten gelöst, die für die erforderliche Haftreibung an den elektrisch betriebenen Treibscheiben sorgen.

Seit der Einführung des elektrischen Aufzugsantriebs wurden Motoren und Steuerverfahren mehrfach verbessert. Anfangs verwendete man eintourige Motoren. Eine zweite Geschwindigkeit erleichtert das Anhalten genau auf Stockwerkshöhe. Daher baute man Hilfsmotoren mit einer geringeren Geschwindigkeit ein. Später wurden dann verschiedene Systeme entwickelt, bei denen durch eine Änderung der Stromspannung auch die Geschwindigkeit des Zugmotors verändert werden konnte. Seit einigen Jahren wird das Anhalten auf Stockwerkshöhe fast überall mit automatischen Systemen geregelt.

Ursprünglich wurden der Schalter für den Motor und die Bremsen von der Kabine aus mechanisch über Seilzüge bedient. Aber bald wurden Elektromagneten, die man über Betriebsschalter in der Kabine betätigte, zum Einschalten des Motors und zum Auslösen der Federbremse verwendet. Die Steuerung mit Schaltknöpfen wurde bereits früh entwickelt, später kamen komplexe Anzeigesysteme dazu.

Auf die Entwicklung von Sicherheitseinrichtungen wurde großer Wert gelegt. 1878 wurde ein Mechanismus eingeführt, der mit einem Geschwindigkeitsregler in Verbindung stand. Auch wenn das Seil noch nicht gerissen war betätigt dieser Mechanismus vor allem bei zu hoher Geschwindigkeit die Notbremse. Später entwickelte man Noteinrichtungen, die in die Führungsschienen griffen und so den Aufzug allmählich abbremsten. Heute verwendet man so genannte Fliehkraftregler zur Steuerung einer Reihe von Einrichtungen, die bereits eine leicht erhöhte Geschwindigkeit verringern. Von anderen Steuereinrichtungen unabhängige Endschalter halten die Kabine an, wenn sie die obere oder untere Grenze ihres Fahrbereichs erreicht hat. Bei Kabinen mit geringer Geschwindigkeit sind unten im Schacht gefederte Stoßdämpfer angebracht. Kolben, die in ölgefüllte Zylinder gedrückt werden, dienen bei Hochgeschwindigkeitskabinen als Puffer. Durch elektrische Schaltkreise, die an Kontaktstellen der Schachttüren in den einzelnen Stockwerken und den Kabinentüren geschlossen werden, ist sichergestellt, dass sich der Aufzug nur bewegt, wenn alle Türen geschlossen sind.

Die im 2. Weltkrieg erreichten großen Fortschritte bei elektronischen Systemen führten zu einer Reihe von Änderungen bei der Konstruktion und beim Bau von Aufzügen. Computergestützte Systeme (Computer, Rechner) wurden für die automatische Erfassung von Daten entwickelt, wodurch der Wirkungsgrad von Aufzügen in hohen Gebäuden erheblich verbessert wurde. Solche Einrichtungen, die erstmals 1948 verfügbar waren, lösten Auslastungsprobleme, die sich aus den morgendlichen und abendlichen Spitzenbelastungen und der Verkehrslastverteilung ergaben.

Heute werden in allen Gebäudearten vollautomatische Aufzugssysteme eingesetzt. Das am 11. September 2001 durch einen terroristischen Angriff zerstörte World Trade Center, dessen 110-stöckige Zwillingstürme 419,7 Meter hoch waren, hatte je Turm 104 Personenaufzüge mit einer Förderleistung bis zu 4 536 Kilogramm und Geschwindigkeiten bis zu 488 Metern pro Minute. Das 110-stöckige Sears-Roebuck-Gebäude in Chicago hat 109 Aufzüge mit Geschwindigkeiten bis zu 549 Metern pro Minute.