Antike Aufzüge
Seilzüge, die man im weitesten Sinne als Aufzüge bezeichnen kann, gab es schon in der Antike. Diese wurden meist nur zum Warentransport genutzt, wie beim Bau der ägyptischen Pyramiden.
Im römischen Kolosseum waren Aufzüge eingebaut, um Gladiatoren und wilde Tiere in die Arena zu bringen. Diese Aufzüge mussten noch per Hand von Sklaven, die sich unter der Arena befanden, hochgezogen werden. Diese Arbeit war sehr schwer, da zu dem Gewicht der Gladiatoren oder Tiere auch noch das Eigengewicht der hochzuziehenden Plattform kam.
Auch im Kolosseum gab es schon Aufzüge
Eine Lösung für dieses Problem fand man im alten Griechenland: ein Gegengewicht. Dieses wurde bei Bühnenaufzügen der frühen hellenistischen Theater eingesetzt.
Im Mittelalter gab es nur wenige Aufzüge. Die Menschen glaubten, dass die Höhe Gott vorbehalten sei und somit waren Kirchen die höchsten Gebäude. Die wenigen vorhandenen Aufzüge und Kräne dienten nur dem Lastentransport.
Im 17. Jahrhundert baute sich Erhard Weigel, Mathematiker und Astronom, einen Aufzug in sein Wohnhaus in Jena ein. Dieser Aufzug war sehr einfach und funktionierte nach dem Flaschenzugprinzip, reichte aber, um Besucher zu beeindrucken. Weigels Haus gehörte bald zu den berühmtesten Sehenswürdigkeiten der Stadt.
Doch diese Aufzugsysteme waren sehr unsicher und somit nicht für große Höhen geeignet. Die meisten Menschen bevorzugten Treppen und nur wenige Etagen in ihren Häusern. Aufzüge waren exotisch und nur Wissenschaftler waren von ihnen fasziniert.
Sicherheit geht vor
1853 präsentierte Elisha Graves Otis bei einer Ausstellung in New York die erste Fangvorrichtung. Otis arbeitete zu diesem Zeitpunkt bei einer Firma für Bettengestelle, bei der häufig Waren durch Abstürze der Lastenaufzüge beschädigt wurden.
Otis fand eine Lösung für dieses Problem: An der Plattform, die sich in Führungsschienen auf und ab bewegen ließ, wurde horizontal eine Art Feder eingebaut. Diese Feder war gespannt und mit dem Zugseil verbunden. Riss nun das Seil, sprang die Feder nach außen und verkantete sich in den Führungsschienen. Die Kabine wurde abgefangen.
Der absturzsichere Aufzug war 1853 eine Sensation
Bei seiner Präsentation stieg Otis selbst auf die Plattform. Sein Assistent durchschnitt das Zugseil, die Plattform blieb stehen. Otis war buchstäblich der lebende Beweis, dass seine Vorrichtung funktionierte. Noch heute muss diese Fangvorrichtung in jedem Aufzug eingebaut sein. Sie wurde verbessert und modernisiert, die Grundidee ist jedoch immer noch dieselbe.
Otis selbst bekam für seine Erfindung großes Lob und gründete daraufhin die "Otis Elevator Company". Er und seine Nachfahren verkauften seine sicheren Aufzüge, die in den folgenden Jahren unter anderem in das Weiße Haus und ins Empire State Building eingebaut wurden. Noch heute ist die "Otis Elevator Company" der weltweit größte Produzent von Aufzugsanlagen.
Der Treibscheibenantrieb – bis heute benutzt
Das Sicherheitsproblem war gelöst, doch der Antrieb blieb schwierig. Die antiken Warenaufzüge waren per Hand betrieben worden, zu Otis' Zeiten übernahmen diese Aufgabe Dampfmaschinen, die das Zugseil zogen. Das war an einer Trommel befestigt und wurde sozusagen aufgerollt. Das Seil mit dem Gegengewicht wurde gleichzeitig abgewickelt.
Diese Methode eignete sich jedoch nicht für große Höhen, da die Länge der Seile durch die Trommel begrenzt war.
Schließlich wurde das Problem mit Hilfe von Treibscheiben umgangen – flachen Rollen, die oberhalb der Kabine angebracht sind und sich drehen. Hier sind die Zugseile jedoch nicht an den Treibscheiben befestigt, sondern nur aufgelegt.
Durch die Struktur der Zugseile und durch Rillen in der Auflagefläche der Treibscheiben entsteht Reibung, die die Seile festhält und beim Drehen zieht. Je nachdem, in welche Richtung die Treibscheibe dreht, wird die Kabine heraufgezogen oder herabgelassen. Am anderen Ende des Zugseiles befindet sich das Gegengewicht, das die Arbeit der Treibscheiben unterstützt.
Dieses System kann auch bei sehr großen Höhen eingesetzt werden. Große Treibscheiben und ein kraftvoller Antrieb der Scheiben helfen dabei. Erfunden wurde es von dem deutschen Bergbauingenieur Carl Friedrich Koepe, der das System 1878 in der Zeche Hannover in einer Schachtförderanlage zum ersten Mal einsetzte.
Mit Entdeckung der Elektrizität wurde die Dampfmaschine durch Elektromotoren ersetzt. Bis heute werden Personenaufzüge meist so angetrieben. Darum sollte man Fahrstühle auch nicht benutzen, wenn ein Feuer im Gebäude ausbricht. Durch den Brand ist ein Stromausfall wahrscheinlich, der dann auch den Fahrstuhl lahmlegt.
Der Hydraulikantrieb
Eine Alternative zum Treibscheibensystem bieten Fahrstühle mit hydraulischem Antrieb. Man unterscheidet hier zwischen direktem und indirektem Antrieb.
Bei einem direkt angetriebenen hydraulischen Aufzug wird die Kabine mit einem Hydraulikkolben bewegt. Ein Motor pumpt Öl in den Kolben. Durch den Druck wird der bewegliche Teil des Kolbens, der Presskolben, herausgeschoben. Dieser ist mit der Kabine verbunden und drückt sie mit nach oben. Wird das Öl wieder hinausgelassen, senkt sich der Presskolben nach unten und mit ihm die Kabine.
Beim indirekten Antrieb ist der Presskolben mit einer Rolle oder einem Wagen auf Schienen verbunden, welcher die Aufzugskabine zieht. Das indirekte System findet man noch heute am Eiffelturm. Gustave Eiffel persönlich konstruierte einen speziellen Aufzug für die Pariser Sehenswürdigkeit, da dieser nicht vertikal, sondern schräg nach oben gezogen werden muss.
Bis heute wurde der Aufzug nicht ausgetauscht. Lediglich die Dampfmaschinen, die die Hydraulikanlage bewegen, wurden durch einen Elektromotor ersetzt. Die alte Technik gehört zum Eiffelturm und wird jeden Tag von Touristen bestaunt.
Am Eiffelturm laufen noch immer die originalen hydraulischen Fahrstühle
In Wolkenkratzern ist der direkte hydraulische Antrieb ungeeignet, da die Aufzüge vertikal nach oben gezogen werden müssen. Die Aufzüge erreichen nur eine maximale Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde und etwa 20 Stockwerke, da der feste Teil des Kolbens in der Erde versenkt wird. Dieser muss genauso lang sein wie der Presskolben, was der Größe des Hochhauses entspricht. Nur so kann der Aufzug durch den Kolben vom Erdgeschoss bis in den obersten Stock transportiert werden.
Dieser Antrieb nimmt sehr viel Platz in Anspruch, und die Kosten dafür sind hoch. Zudem ist dieses Prinzip sehr aufwändig, sodass bei Personenaufzügen das Treibscheibenprinzip bevorzugt wird.
Die Steuerung
Ein funktionierendes Aufzugssystem ist für die Benutzung von Hochhäusern sehr wichtig. Zeit spart man zum einem durch einen starken Antrieb, zum anderen durch eine effiziente Steuerung. Die ersten Fahrstühle wurden noch mit der Hand gesteuert. Der berühmte Liftboy betätigte Hebel und Knöpfe, öffnete und schloss die Tür und brachte die Fahrgäste zu ihren gewünschten Stockwerken.
Heute funktioniert das alles automatisch. Die Steuerung speichert, welche Knöpfe in den Kabinen und außerhalb auf den Etagen gedrückt werden. Bei einer Sammelsteuerung werden dann alle Fahrgäste, die nach unten wollen, von oben nach unten eingesammelt und ins Erdgeschoss gebracht – oder umgekehrt.
Der adrette Liftboy wird heute nicht mehr gebraucht
Bei der Druckknopfsteuerung wird ein Kommando nach dem anderen ausgeführt. Hierbei haben Kommandos aus der Kabine Vorrang vor Kommandos von den Etagen. Diese Steuerung war bis Anfang der 1960er-Jahre Standard, heute wird sie nur noch auf Wunsch bei privaten Aufzügen eingesetzt, da dieses Prinzip im Vergleich zur Sammelsteuerung sehr zeitaufwändig ist.
Eine neue Steuerungstechnik ist die Zielauswahlsteuerung. Der Fahrgast muss schon beim Rufen des Fahrstuhls sein Zielstockwerk angeben. Das Steuerungssystem rechnet dann aus, welchen Aufzug der Fahrgast nehmen muss.
Dabei werden verschiedene Fahrstühle eingesetzt, zum Beispiel Express-Fahrstühle, die nur jede zehnte Etage anfahren oder solche, die nur zwischen Erdgeschoss und der zehnten Etage Fahrgäste transportieren. Das System rechnet aus, welche Wege effizient sind und weist den Fahrgästen die Kabinen zu.
Dadurch gibt es weniger Fahrten der Aufzüge mit leeren Kabinen und man spart Zeit. Dieses System wird vor allem in großen Bürogebäuden eingesetzt, zum Beispiel im Post Tower in Bonn. Hier werden 26 Kabinen zentral gesteuert.
Eine effiziente Steuerung ist wichtig
(Erstveröffentlichung 2009. Letzte Aktualisierung 26.09.2018)
Quelle: WDR
