Intelligente Inspektion von Aufzügen

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Abbildung 1: Das ELVI Aufzugsinspektionssystem mit den patentierten Seillastsensoren, Beschleunigungssensor (blauer Würfel), Hydrauliksensor (Messingzylinder) nebst Adaptern, Displaybox und Funkübertragung sowie moderner Auswertesoftware

Zerstörungsfreie Prüfung von Sicherheitseinrichtungen ohne den Einsatz von physikalisch schädigenden und unhandlichen Prüfgewichten

Nachdruck aus Lift-Report

Es gibt Systeme, mit denen Aufzüge jetzt ohne Gewichte genauer und effizienter geprüft werden können. Wichtig ist vor allem die korrekte Erfassung aller Einflussfaktoren, um eine sachgerechte Berechnung des Volllast-Prüfergebnisses durchführen zu können. Ein wesentlicher Faktor ist der Einfluss des Gegengewichts genau im Moment des Auslösens der Fangvorrichtung. Die patentierten Verfahren und Sensoren des Henning ELVI-Systems ermöglichen die Bewertung von Aufzugssicherheiten mit einem zerstörungsfreien Prüfverfahren. Die Gewichtszunahme der Kabine dient nur der weiteren Belastung der Personen, die den Test durchführen, und der zu überprüfenden Aufzugssicherheitsausrüstung und führt auch zu unnötigem Verschleiß der gesamten Aufzugskabine und des Systems.

Aufzüge sind die sichersten öffentlichen Verkehrsmittel der Welt. Hochwertiges Design, spezifische Standards bei der Fertigung und regelmäßige Prüfungen sorgen dafür, dass Unfälle durch technische Ausfälle praktisch ausgeschlossen sind. Weltweit eingeführte ein- und fünfjährige Prüfintervalle garantieren die Sicherheit von Fahrgästen, Betreibern und Herstellern von Personenaufzügen. Was getestet wird und wie genau getestet wird, sind wirklich die größeren Bedenken.

Die Zeit, in der bei wiederkehrenden Aufzugsinspektionen buchstäblich Tonnen von Gewichten transportiert werden müssen, neigt sich dem Ende zu. Das Aufzugsinstandhaltungsunternehmen spart wertvolle Zeit und Geld, die Terminkoordination wird einfacher und vor allem werden Prüfschäden minimiert. Die Prüfung von Aufzügen ohne Prüfgewichte hat sich mittlerweile im Markt für wiederkehrende Prüfungen etabliert. Bereits 2003 stellte die Henning Testing Systems GmbH ein intelligentes Prüfsystem vor, das in Deutschland, Österreich und Europa weit verbreitet ist. Es ist jetzt auch in Kanada und den USA im Zuge der Code-Autorität und Marktakzeptanz. Das Aufzugsinspektionssystem ELVI ermöglicht mit seinen patentierten Messverfahren einen effektiven und geräteschonenden Prüfprozess, der mit hoher Sicherheit durchgeführt werden kann. Alle Komponenten und Prüfabläufe des ELVI-Systems wurden vom Zentrum für Förder- und Aufzugstechnik Rosswein unabhängig validiert.

Neben der Prüfung der Effizienz der Aufzugssicherungen bewertet das System auch Reibung, Maschinenbremse, Gewicht des Gegengewichts (CWT) und Kabinengewicht und führt den Halblasttest durch. Auch die einzelnen Seilspannungen werden exakt ermittelt und können nachträglich leicht angepasst werden. Dies schützt Tragseile, Treibscheiben und Umlenkrollen vor Verschleiß und verbessert so die Gesamtausstattung sowie die öffentliche Sicherheit und minimiert unnötige Folgekosten. Prüfgewichte und Manipulationen an der Mechanik, Elektrik oder Elektronik des Aufzugs entfallen; das gesamte Testverfahren mit ELVI ist in einem Rutsch (weniger als 30 Min.) schnell erledigt. Ein Aufzugstechniker mit Grundkenntnissen in der Durchführung von Notstopps und eine gewisse Ausbildung im Umgang mit diesem Prüfsystem sind lediglich erforderlich.

Korrekte Prüfung durch Gewichtsmessung

Wichtig für die Bewertung der Sicherheit einer Aufzugsanlage sind die exakten Gewichte von Kabine und CWT, gemessen von Hennings patentierten Seillastsensoren. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die vor Ort verfügbaren dokumentierten Gewichte oft recht unzuverlässig sind, insbesondere bei modernisierten Aufzugsanlagen und Anlagen mit längeren Wartungszeiten; dies ist manchmal auch bei neuen Systemen der Fall. Diese Gewichte sind wesentliche Eingabewerte, die benötigt werden, um die Bremskraft der Fangvorrichtung zu ermitteln: Falsche Eingabewerte führen zu potenziell unzuverlässigen und gefährlichen Ergebnissen. Exakte tatsächliche Gewichte werden benötigt, um das zu erwartende Verhalten der Fangvorrichtung im Notfall (beladener Fahrkorb im freien Fall) genau berechnen zu können und darüber hinaus die Normen der EN 81-1 für Bremsfangvorrichtungen zu erfüllen.

Physikalisch korrekte Freefall-Aussagen

Die Prüfung der Wirksamkeit der Fangvorrichtung ohne Verwendung bekannter und korrekter Gewichte birgt ein großes Risiko in Bezug auf die Prüfaussage, da die wirksame Bremskraft (Rückhaltekraft) des CWT wirklich unbekannt ist. Zahlreiche Tests haben bewiesen, dass die Bremswirkung des CWT auf das Auto die Anstrengungen der Fangvorrichtung entscheidend unterstützen kann (geprüft durch ELVI oder ein ähnliches Testsystem). Man könnte meinen, dass das CWT zum Zeitpunkt der Auslösung der Fangvorrichtung nicht auf die Fangvorrichtung einwirkt. Doch schnell wird klar, dass dies – unabhängig vom Kabinenbeladungszustand – eine gefährliche Annahme sein kann: Zahlreiche Federelemente in der Aufzugsanlage (nicht zuletzt die Tragseile) können dazu führen, dass die Einflüsse des Gegengewichts erst zu spüren sind mehrere Zehntelsekunden sind vergangen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wagen meist zum Stehen gekommen, hauptsächlich aufgrund der Unterstützung des Gegengewichts. Betrachtet man den Worst Case (Freefall), ist die CWT nicht mehr da; es hat seine Verbindung (Seile) zur Aufzugskabine (Auto) verloren.

Die in Abbildung 2 gezeigten Beispielmessungen werden dies verdeutlichen. Dieses tatsächliche Testergebnis zeigt die tiefpassgefilterte Beschleunigung, die gemessene Belastung der Tragseile (Einfluss des Gegengewichts) und die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt der Fangvorrichtungsauslösung.

Man erkennt, dass während des gesamten Fangvorgangs (T1-T3) die Kraft in den Tragseilen kontinuierlich reduziert wird (schwarze Kurve). Zu Beginn des Einrastens der Sicherungen beträgt die Kraft 28 kN. Zum Zeitpunkt T2, wenn der Fahrkorb bereits auf die halbe Auslösegeschwindigkeit des Geschwindigkeitsbegrenzers abgebremst wurde, beträgt die Kraft noch 10 kN. Auch am Ende des Fangvorrichtungsbetriebs sind es noch 2 kN.

Wird diese Kraft vernachlässigt, würde sich eine rechnerische Verzögerung der voll beladenen Kabine im freien Fall von 12 mps2 (ca. 1.2 g) ergeben. Das Messergebnis wäre eindeutig falsch. Bei einem freien Fall würde es tatsächlich zu einer Verzögerung von 3 mps2 (ca. 0.3 g) kommen, was bei diesem speziellen Aufzugssystem glücklicherweise schwere Verletzungen verhindert. Leider haben zahlreiche Tests mit dem ELVI-System auch Aufzüge ergeben, die ohne die Stützkräfte des Gegengewichts im Freifall die Kabine nicht sicher über die Fangvorrichtung hätten abbremsen lassen. Dies ist natürlich der ultimative Grund für die Durchführung des Tests! Die Autos dieser Systeme hätten immer mehr beschleunigt, bevor sie auf den Boden der Grube prallten, wenn die vollen Gewichts- und Geschwindigkeitsbedingungen eines freien Falls eingetreten wären.

Bei der Überprüfung der Fangvorrichtung ist es von entscheidender Bedeutung, die Einflüsse des CWT auf eine leere Kabine genau zu bestimmen. Dafür wurden das ELVI-System und die Seillastsensoren entwickelt. Es ist möglich, die Bedingungen für das beladene Auto im freien Fall zu berechnen. Die Einflüsse des Gegengewichts und/oder des Motors werden direkt gemessen, sodass das ELVI-System die Wirksamkeit der Sicherheit von Aufzugsanlagen bei zufälligen Nenngeschwindigkeiten – einschließlich reduzierter Geschwindigkeiten – messen kann. Beim Fangvorrichtungsbetrieb mit leerem Fahrkorb werden ständig die Kräfte in den Seilen gemessen, so dass jederzeit eine Aussage über die Gegengewichtskraft getroffen werden kann, die die geprüften Sicherheiten beim Abbremsen des Fahrkorbs unterstützt. Das ELVI-System ermöglicht somit eine exakte Ermittlung der tatsächlichen Bremskraft der Fangvorrichtung und eine exakte Berechnung ihrer Wirkung für den Katastrophenfall (wenn sich ein voll beladener Pkw im freien Fall befindet).

Fazit

Diese Darstellung der Fangvorrichtungsmessung mit dem ELVI-System zeigt deutlich den Vorteil elektronischer Systeme gegenüber einfachen, aber schweren Gewichten und der Messung von Schlittenabständen bei der Inspektion einer Aufzugsanlage. Ein elektronisches Prüfsystem, das die Einflüsse des CWT im Fangvorrichtungsbetrieb messen kann, kann eine klare Aussage zu den Anforderungen der Norm EN 81 treffen. Dies ist nicht möglich, wenn man Testgewichte verwendet. Eine mit Gewichten durchgeführte Prüfung lässt keine Aussage darüber zu, wie das CWT den Fangvorrichtungsbetrieb unterstützt; die CWT ist potentiell eine sehr massive unterstützende Kraft, die in einer Situation des freien Falls nicht existieren würde.

Intelligente-Inspektion-von-Aufzügen-Abbildung-2
Abbildung 2: Kraft- und Beschleunigungsmessung zum Zeitpunkt des Auslösens der Fangvorrichtung (T1-T3): Das Gegengewicht (schwarz) beeinflusst den Fangvorgang deutlich (rot: Beschleunigung/schwarz: Belastung in den Tragseilen/blau: Geschwindigkeit) . Zeit T1 hat eine Beschleunigung von 0 mps2, eine Last von 2835 kg und eine Geschwindigkeit von -1.3 mps. Zeit T2 hat eine Beschleunigung von 2.3 mps2, eine Last von 1060 kg und eine Geschwindigkeit von -0.7 mps. Zeit T3 hat eine Beschleunigung von -0.7 mps2, eine Last von 198 kg und eine Geschwindigkeit von 0 mps.

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