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Dienstag, 12. Dezember 2017

Gebäudetechnik

Halb Paternoster, halb Transrapid

Von Fabian Kurmann | 29. Juni 2017 | Ausgabe 26

Er fährt – ohne Seil, senkrecht und waagerecht. Der Aufzug-Prototyp von ThyssenKrupp soll ab 2020 die Mobilität im Gebäude revolutionieren, im Testschacht dreht er bereits seine Runden.

BU2 Testturm Mulit
Foto: ThyssenKrupp

Spurwechsel: Der Kreuzungspunkt rotiert und leitet die Kabine nach links weiter. In der Mitte der Schiene befinden sich die Elektromagneten zum Antrieb. Die Testschächte sind bisher 100 m hoch.

Metallschienen und unzählige Kabel führen an der grauen Betonwand des Schachts entlang. Sie verlaufen in zwei Bahnen in dem Aufzug-Testturm nahe Rottweil von unten nach oben und an einigen Stellen auch von links nach rechts.

Forschungsleiter Markus Jetter drückt auf einen großen blauen Knopf, der einen Aufzug ruft. Kurz darauf gleitet eine Kabine von oben herab, bremst, stoppt – und fährt nach links. Jetters Augen strahlen. Seine Schöpfung lebt. Dann fährt die Kabine auf einer parallelen Schiene wieder nach oben.

Der Elektroingenieur hat sich den „Multi“ ausgedacht, einen Aufzug, der Menschen in Gebäuden sowohl vertikal wie horizontal transportieren kann. „Hierin liegt die Chance, die Industrie in großem Maßstab zu transformieren und die Art und Weise, wie große Gebäude konzipiert werden, komplett zu verändern“, sagte Anthony Wood, geschäftsführender Direktor des Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH), bei einer ersten Präsentation der Testanlage vergangene Woche.

Foto: ThyssenKrupp

Die Zukunft der Mobilität im Gebäude: In einem Aufzug-Netz transportieren die Kabinen des Multi-Systems Menschen vertikal und horizontal.

Etwa 2 Mrd. mehr Menschen als heute sollen bis 2035 in Städten leben. Dann reiche es nicht mehr, nur nach oben zu verdichten, sagte Wood. Statt einzelner hoher Türme könnten in Zukunft verbundene Gebäudekomplexe in die Höhe wachsen. Wer sich heute im Hausinneren horizontal schnell fortbewegen will, ist aber meistens noch auf seine zwei Beine angewiesen.

„Der heilige Gral der Aufzugsindustrie war immer, die seilgebundene und auf die Vertikale beschränkte Bewegung durch ein System abzulösen, das auch geneigte und horizontale Fahrten ermöglicht“, sagt Wood. Der Ansatz von ThyssenKrupp sei der beste bisher.

Eine Testanlage für das Transportsystem zeigte ThyssenKrupp vergangene Woche erstmals im Betrieb. Multi hat seillose Kabinen, ähnlich denen eines Paternosters, von denen ebenfalls mehrere in einem Schacht fahren können. Angetrieben werden sie von einem Linearmotor, wie ihn der Konzern schon für die Magnetschwebebahn Transrapid mitentwickelt hat.

Die Elektromagneten-Doppelreihe des Motors befindet sich in der Mitte der Schiene. Ein Permanentmagnet am Aufzug wird durch wechselnde Magnetfelder angeschoben und versetzt die Kabinen in Bewegung. Sie fahren auf einer Art Wagen mit Rädern und werden an den Rändern der Schiene entlanggeführt. Der Multi wird also mechanisch stabilisiert und nicht über Magnetfelder wie der Transrapid.

Der Wechsel zu horizontalen Schienen erfolgt an Kreuzungspunkten, an denen sich die Schiene mitsamt des Aufzugswagens dreht. Da die Kabine drehbar an diesem Wagen hängt, bleibt der Fahrgast immer aufrecht stehen.

Als erstes Projekt will der niederländische Immobilienentwickler OVG Real Estate den Multi im „East Side Tower“ installieren, einem für 2020 geplanten Gebäude in Berlin.

 Spätestens bis dahin müsste der Multi also fertig entwickelt und vom TÜV abgenommen sein. Markus Jetter sieht den Herausforderungen zuversichtlich entgegen: „Multi ist ein sicheres System, bei dem alles redundant ausgelegt ist.“ So habe der Multi gleich vier Bremspaare und zusätzlich eine Fangzange, sagt der Elektroingenieur. „Die Sicherheit eines Aufzugs liegt nicht in den Seilen, sondern in der Bremstechnik.“

Die Kabine könnte zwar durch das Magnetfeld gebremst und gehalten werden. Doch um Energie zu sparen, setzt ThyssenKrupp auf ein mechanisches Bremssystem. Während der Fahrt ist die Energieversorgung der Kabine unabhängig vom Stromnetz. „Die Batterien halten über zwei Stunden und laden während der Haltezeiten“, erklärt Jetter. Beim aktuellen Modell fahren im Stand Kontakte zu Stromschienen an den Haltepunkten aus.

Schon seit etwa drei Jahren bastelt man bei ThyssenKrupp Elevators an dem Aufzugskonzept (s. VDI nachrichten 25-26/16). Denn Seilaufzüge haben neben der Beschränkung auf vertikalen Transport weitere Nachteile. Die maximale Höhe ist bisher auf etwa 1000 m begrenzt, sofern Seile mit Kohlenstofffaserkern verwendet werden. Stahlseile würden schon ab ca. 600 m unter ihrem eigenen Gewicht reißen.

Beim Multi gibt es bisher keine physikalische Beschränkung, solange die Gebäudestruktur es trägt. „Sie können so hoch bauen, wie sie wollen. 1000 m, 2500 m, kein Problem“, verspricht Andreas Schierenbeck, Vorstandsvorsitzender von ThyssenKrupp Elevators. Den konventionellen Aufzug deklariert er zum Auslaufmodell. „Die 160 Jahre lange Ära der Seilaufzüge neigt sich langsam dem Ende zu.“

Schierenbeck zufolge beanspruchen Schächte und technische Ausstattung bisher bis zu 40 % der Geschossfläche von Hochhäusern. Der Magnetaufzug soll weniger und kleinere Schächte benötigen und somit bis zu 25 % mehr Fläche nutzbar machen als bisher.

Ein weiterer Punkt: Beim Anfahren und Abbremsen benötigen bzw. erzeugen hohe Seilaufzüge kurzzeitig viel Leistung, da Massen von 50 t und mehr bewegt werden müssen. „Diese Leistungsspitzen sind für das Stromnetz schwierig“, sagt Jetter.

Der Multi kommt ohne Seile und Gegengewichte aus. Die Kabinen sind für maximal acht Personen ausgelegt und sollen in Leichtbauweise gefertigt werden. Das heißt, die beschleunigten Massen sind deutlich kleiner. Hinzu kommt: „Der Strom, der von sinkenden Kabinen erzeugt wird, kann direkt für den Antrieb steigender Kabinen verwendet werden“, so der Multi-Erfinder.

In manchen Disziplinen gewinnen nach wie vor die Seilaufzüge: „Wir brauchen nicht weniger Energie als konventionelle Lifte“, räumt Jetter ein. Durch den Luftspalt zwischen den Magneten sei der Antrieb weniger effizient und die Seilaufzüge seien gut optimiert. Auch sind Rekordaufzüge am Seil bis zu viermal schneller als der Multi mit etwa 5 m/s. Da sich bei dem System aber mehrere Kabinen gleichzeitig im Schacht bewegen und diese in Aufzugkreisläufen fahren, ist die Transportkapazität dennoch recht hoch.

Wettbewerber wie Kone, Schindler, Otis und Co. setzen derweil noch auf bewährte Technologie. Die Erfahrung hat beispielsweise beim Transrapid gezeigt: Schon ein großer Schadensfall kann für neue Technologien das Aus bedeuten.  

http://www.is.gd/Multi

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