ADIASYSTEM

Das ehrwürdige Toolkit „alternatives Testen“ ist die definitive fortschrittliche Lasttestmethode des 21. Jahrhunderts.

Die Sicherheit von Aufzügen ist für Benutzer, Behörden und alle Personen, die mit dieser Branche verbunden sind, von entscheidender Bedeutung. Ein reibungsloser Aufzugsbetrieb sowie entsprechende Prüfungen zum Nachweis von Sicherheit und Code-Konformität sind Produkte der Aufzugstechnik, die in den letzten Jahrzehnten enorme Fortschritte gemacht hat. Als Folge davon reichen traditionelle Testmethoden – wie zum Beispiel Lasttests – im 21. Jahrhundert nicht mehr aus. Heute sind geeignete Werkzeuge und Verfahren zur alternativen Prüfung auf dem Markt verfügbar und wurden in die Aufzugssicherheitsvorschriften aufgenommen.

Vor einem Vierteljahrhundert hat die unabhängige deutsche Prüf- und Zertifizierungsstelle TÜV SÜD eine digitale Lösung entwickelt, um gesetzlich vorgeschriebene Belastungsprüfungen an Aufzügen zu ersetzen. Dieses Prüfverfahren von ADIASYSTEM wurde 1992 von den zuständigen Behörden in Deutschland offiziell zugelassen, um alle in Aufzugssicherheitsvorschriften vorgeschriebenen Belastungsprüfungen gleichwertig zu ersetzen. Seitdem hat sich das Verfahren nicht nur in Deutschland, sondern auch in anderen Ländern, die die periodische Belastungsprüfung von Aufzügen postulieren, durchgesetzt.

Das ADIASYSTEM-Konzept besteht aus proprietärer Software und spezifischen elektronischen Aufnehmern zur Messung sicherheitsrelevanter physikalischer Größen. Im Laufe der Jahre wurde die Methode kontinuierlich weiterentwickelt, von einer ersten Software für das Festplattenbetriebssystem bis hin zur neuesten vollständig kompatiblen Windows-Version. Eine Reihe zusätzlicher Tools und Testfunktionen wurden integriert, um alle wichtigen Prüfverfahren für Aufzüge zu erfüllen. Die Bemühungen konzentrierten sich darauf, gesetzlich vorgeschriebene Belastungstests zu ersetzen, die erforderlich sind, um die Einhaltung der Sicherheit auch in Worst-Case-Szenarien zu überprüfen. Das ADIASYSTEM war viele Jahre die einzige Methode hierfür; Mit einer Erfolgsgeschichte von Millionen von Anwendungen ist es auch heute noch ein Spitzenreiter.

Traditionelle Belastungstests durch eine anerkannte „alternative Testmethode“ zu ersetzen, ist viel mehr als nur den logistischen Aufwand, Tonnen von Testgewichten zu bewegen. Während altmodische Belastungstests meist ein Pass-or-Fail-Ergebnis liefern, geben elektronische Messungen viel genauere Informationen, zeigen vorhandene Sicherheitsreserven auf und geben an, wie die Ergebnisse in die vorgegebenen Benchmarks des Codes passen. Alle Ergebnisse lassen sich einfach auf einem PC speichern und erzeugen so eine zeitgemäße Dokumentation, die einen Vergleich mit früheren oder nachfolgenden Prüfungen etc. erlaubt.

Die Version 2013 des harmonisierten Codes ASME A17.1/CSA B44, Kapitel 8.6.4.20, erlaubt „alternatives Testen“ als neue Option in Nordamerika, um alle Anforderungen an periodische Belastungstests zu ersetzen. Die Technical Standards & Safety Authority war die erste AHJ, die „alternatives Testen“ förderte und diese neue Code-Anforderung in Ontario im Jahr 2014 verabschiedete. Seitdem begannen mehrere Aufzugsunternehmen, diese Option zu nutzen und die ADIASYSTEM-Methode in Ontario anzuwenden.

Anwendungsbereich

Im Allgemeinen spezifiziert der Code A17.1/B44 „Category 5 Periodic Load Tests“ für die folgenden Anwendungen:

• Sicherheiten
• Ölpuffer
• Fahrmaschinenbremsen
• Bremssysteme, Traktion und Traktionsgrenzen

Die beiden in der „Mini-Set“-Version des Produktes enthaltenen ADIASYSTEM-Messgeräte (Abbildung 1) und die entsprechenden Softwaretools können alle oben genannten Prüfungen gleichwertig ersetzen. Im Folgenden werden Hintergrund und Theorien der verschiedenen alternativen Testverfahren erläutert.

Sicherheiten

Code-Anforderung 8.6.4.20.1 verlangt, dass Typ-B-Sicherheitseinrichtungen eine Aufzugskabine mit Nennlast innerhalb definierter Grenzen zuverlässig stoppen müssen. Traditionell wurden diese Grenzen durch minimale und maximale Bremswege (gemessen an den Führungsschienen) definiert. Die Genauigkeit eines einfachen Maßbandes ist jedoch begrenzt: Oft ist es schwierig, den genauen Beginn seiner Markierungen zu bestimmen, und die Länge der Keile muss abgezogen werden. Darüber hinaus bewirkt die hohe kinetische Energie der Ladungsmassen im Fahrkorb sowie des Gegengewichts eine eher geringe Verzögerung, wodurch das Gegengewicht deutlich zum Anhalten des Fahrkorbs beiträgt. Insofern deckt die Sicherheitsprüfung keinen freien Fall ab.

Die Methode ADIASYSTEM basiert auf einem anderen Ansatz. Die Sicherung wird bei leerer Kabine bei Nenngeschwindigkeit ausgelöst. Bei Hochgeschwindigkeitsaufzügen kann die Auslösegeschwindigkeit reduziert werden, wenn der volle Sicherheitseingriff gewährleistet ist. Die geringe kinetische Energie des leeren Fahrkorbs bewirkt eine wesentlich höhere Verzögerung und der Fahrkorb kommt ohne wirksame Seilkräfte des Gegengewichts (wie im freien Fall) sofort zum Stehen. Der ADILOG Standalone-Beschleunigungssensor misst die präzise Leerwagenverzögerung mit einer Abtastrate von 5,000 Hz. Anschließend wird die automatische Aufzeichnung des Stopps auf den angeschlossenen PC übertragen, in einem Verzögerungs-Zeit-Diagramm dargestellt und detailliert analysiert.

Durch die Definition der konstanten Bremskräfte von Typ-B-Sicherheiten sowie Newtons physikalischem Grundgesetz berechnen die Algorithmen der Software ADIASYSTEM den entsprechenden Verzögerungswert der beladenen Kabine. Diese Angaben entsprechen den zulässigen Anhaltewegen der Codetabellen und geben den entsprechenden Richtwert an: Der erforderliche Verzögerungswert muss zwischen 0.2 und 1 g liegen. Dieser Benchmark gilt für jede Nenndrehzahl.

Sicherheiten können ihre anfängliche Einstellung im Laufe der Zeit aufgrund verschiedener Umstände ändern. TÜV SÜD hat einen großen ADIASYSTEM-Feldtest in einem Land durchgeführt, in dem noch keine modernen Techniken zum Einsatz kamen. Dabei stellte sich heraus, dass jede zweite Fangvorrichtung nicht richtig funktionierte. So waren viele Aufzüge mit einem enormen Risiko in Betrieb, das im Verborgenen bleibt, es sei denn, die Sicherungen werden im Notfall aktiviert. Im Vergleich dazu zeigen statistische Zahlen in Deutschland, wo ADIASYSTEM-Tests alle zwei Jahre durchgeführt werden, eine Ausfallrate von nur 0.3%. Da Sicherungen das ultimative Lebensrettungsinstrument sind, ist die richtige Funktion unabdingbar.

Wenn eine Sicherheitsprüfung fehlschlägt, kann ein Aufzugssachverständiger die Einstellung der Typ-B-Sicherheiten gemäß den Vorgaben des Herstellers nachjustieren, um sicherzustellen, dass auch eine voll beladene Kabine sicher zum Stehen kommt oder der Stopp nicht hart genug ist, um zu seine Passagiere gefährden.

 ADIASYSTEM gibt in einem Safety-Test-Diagramm detaillierte Informationen zum Stoppverhalten der Safetys (Bild 2). Die rote Linie repräsentiert die gemessene Verzögerung über der Zeit und die grüne Linie repräsentiert die entsprechende Geschwindigkeitsänderung während des Stopps. Das Statusfenster zeigt die wesentlichen Erkenntnisse: die Verzögerung der leeren Kabine im roten Rahmen und die prognostizierte Verzögerung der Kabine mit Nennlast im grünen Rahmen. Die digitale Dokumentation kann nicht gefälscht werden. Es zeigt anschaulich, wie die Sicherheiten aktiviert wurden und ob sie für alle Lastkonfigurationen, einschließlich einer freien Fallbedingung, korrekt funktionieren würden.

Ölpuffer

Für Ölpuffer sind in Kapitel 8.6.4.20.3 wiederkehrende Prüfungen mit Nennlast zum Nachweis des korrekten Dämpfungsverhaltens vorgeschrieben. Physikalisch bedeutet dies, dass die erforderliche mittlere Verzögerung eines Fahrkorbs mit Nennlast und Nenngeschwindigkeit auf eine maximale Verzögerung von 1 g begrenzt ist. Im Gegensatz zu Typ-B-Sicherungen können Ölpuffer nicht nachjustiert werden. Als geschlossenes System werden Puffer selten durch äußere Einflüsse beeinträchtigt und als eine der wenigen Ausfallursachen wird fehlendes Öl leicht erkannt. Dies bedeutet auch, dass, wenn Sicht- und Funktionsprüfungen von Ölpuffern keine Mängel zeigen, wiederkehrende Pufferprüfungen mit Nennlast mit den bisherigen Ergebnissen, einschließlich der Erstinbetriebnahmeprüfung, identisch sind.

Aufgrund der hohen kinetischen Energie bergen solche Tests ein hohes Risiko, den Aufzug oder Teile zu beschädigen, was mit dem Test nicht beabsichtigt ist. Daher kann der Hauptzweck der Überprüfung der korrekten Pufferleistung in gleicher Weise durch eine weniger stressige Untersuchung nachgewiesen werden, indem der leere Wagen mit reduzierter Geschwindigkeit zum Puffer gefahren wird. Untersuchungen haben ergeben, dass diese Tests den Code-Required-Load-Tests sehr ähnlich sind. Wie bereits erwähnt, bildet das ADIASYSTEM effektiv das tatsächliche Verzögerungsverhalten von Aufzugskabinen ab und generiert leicht zu interpretierende grafische Diagramme. Folglich kann mit dem ADIASYSTEM ein weniger stressiger Puffertest gleichwertige Ergebnisse zeigen.

Fahrmaschinenbremsen

Eine regelmäßige Prüfung der Fahrmaschinenbremse ist unerlässlich, um schwere Unfälle aufgrund der möglichen Gefahr einer falschen Einstellung oder Einstellung zu vermeiden. Der Code verlangte bisher, dass die Maschinenbremse die Kabine mit 125% ihrer Nennlast sicher absenken, stoppen und halten sollte. Es war keine Mindestverzögerung erforderlich, aber das überladene Auto musste zum Stillstand kommen.

Die neue Code-Version in Kapitel 8.6.4.20.4 erlaubt jede Art der Überprüfung der Konformität der Fahrmaschinenbremse, einschließlich der Prüfung von Bremsen ohne Last im Fahrzeug. Grundsätzlich ergibt sich das Bremsmoment aus dem Massenunterschied beider Seiten der Treibscheibe. Das Massenverhältnis einer 125% überladenen Kabine gegenüber dem Gegengewicht ist also ähnlich wie bei einer leeren Kabine gegenüber dem Gegengewicht. Bei herkömmlichen Belastungstests ist die Gesamtmenge an kinetischer Energie natürlich höher; dann bewirkt die höhere Trägheit einen längeren Bremsweg. Darüber hinaus kann dieser Test bei typischen Doppelbremsen durchgeführt werden, während eine Bremsseite offen gehalten wird, wodurch die Bremsleistung zweimal separat überprüft wird.

Beim ADIASYSTEM wird die wirksame Bremsverzögerung mit einem der beiden zur Verfügung stehenden Tools erfasst, während der leere Aufzug mit Nenngeschwindigkeit nach oben gefahren wird und dann der Haupttrennschalter abgeschaltet wird. In einem aus diesen Daten erstellten Diagramm lässt sich die durchschnittliche Anhalteverzögerung leicht ermitteln. Die entsprechenden Benchmarks sind vorgegeben: eine minimale Verzögerung von ≥ 1 mps² und eine maximale Verzögerung von weniger als 1 g (≤ 9.8 mps²). Die Mindestanforderung von 1 mps² trägt bereits der geringeren Trägheit Rechnung. Liegt der gemessene Ist-Befund außerhalb der zulässigen Richtwerte, ist eine Nachstellung der Bremse erforderlich.

Bremssysteme, Traktion und Traktionsgrenzen

Schließlich legt das neue Kapitel 8.6.4.20.10 Anforderungen an das Bremssystem, die Traktion und die Traktionsgrenzen fest. „Traktion“ beschreibt die Fähigkeit, auf jeder Seite der Treibscheibe unterschiedliche Seilkräfte aufzunehmen, ohne dass das Risiko eines Seilrutschens besteht. Ähnlich wie bei der Maschinenbremsnorm sahen die traditionellen Prüfanforderungen der Kategorie 5 vor, dass Personenaufzugskabinen, die 125% ihrer Nennlast tragen, anhalten und die Last sicher halten müssen. Der Betrieb des Aufzugs verursacht Verschleiß; Im Laufe der Zeit ändert sich der anfängliche Reibungsfaktor und die ursprüngliche Traktion nimmt ab, wodurch ein erhebliches Risiko eines gefährlichen Unfalls entsteht.

ADIASYSTEM beinhaltet ein Traktionstestverfahren, um die effektiv vorhandene Traktion eines Aufzugs durch Messung der Zugkraft eines Seils zu überprüfen. Diese quantitative Bestimmung der tatsächlichen Traktion ermöglicht es dem System, über die international anerkannten Code-Kriterien von 125% Traktion hinauszugehen und seinen eigenen Benchmark bei 200% zu setzen. Tatsächlich erfüllen mehr als 98 % aller bestehenden Aufzüge in diesem Bereich die strengeren 200 %-Traktionskriterien. Die ADIASYSTEM-Tests haben daher die geringe Anzahl von Aufzügen mit reduzierter Traktion leicht erkannt. Mit der Zunahme einer Vielzahl von maschinenraumlosen (MRL) Einheiten sowie einer Reihe verschiedener neuer Aufhängungen wurde das ursprüngliche Traktionstestverfahren komplexer zu erreichen.

Basierend auf einer modifizierten Verzögerungsmessung wurde ein neues Traktionstestverfahren von ADIASYSTEM eingeführt. Das Konzept dieser Prüfung wurde bereits in einem der 1990 angemeldeten Patente von ADIASYSTEM beschrieben. Diese Prüfung erfordert im Vergleich zur Prüfung der Maschinenbremse eine deutlich höhere Verzögerung. Erreicht wird dies durch moderne getriebelose Motoren mit Ummagnetisierung, die beobachtbar kürzere Nachlaufzeiten erzeugen.

Der Test wird durchgeführt, indem zuerst der leere Aufzug mit Nenngeschwindigkeit nach oben gefahren wird. Anschließend wird der Sicherheitskreis geöffnet und die Verzögerung (aEstop) aufgezeichnet und analysiert. Ein so kurzer Stillstand erhöht das dynamische Gewicht des Gegengewichts und bewirkt eine Lastabnahme auf der Kabinenseite. Die entsprechenden unterschiedlichen Seilkräfte ermöglichen einen äquivalenten dynamischen Zugwert (Tdyn equi). Die gemessenen Daten belegen in einem entsprechenden Diagramm, dass die entsprechende Verzögerung und damit der äquivalente dynamische Traktionswert erreicht wurde.

Moderne MRL-Aufzüge in Leichtbauweise belegen oft hohe Werte von Tdyn equi. Somit muss weder eine exakte Kabinenmasse noch eine Gegengewichtsmasse berücksichtigt werden. Der grundlegende Traktions-Benchmark des Codes ist, mindestens 125% zu erreichen. Da die Zugkraft jedoch auf den effektiv vorhandenen Seilkräften basiert, ist es naheliegend, die Genauigkeit der Massen mit einzubeziehen. Aus diesem Grund sieht die Bewertungsrichtlinie verschiedene Richtwerte vor, die sich an der Genauigkeit von Massen orientieren. Folglich ist dieses Verfahren möglicherweise nicht auf alle Aufzüge anwendbar. Für solche Fälle bleibt der ADIASYSTEM Traktionstest mit Seilkraftmessung unverzichtbar. Somit ist dieser ADIASYSTEM-Test ein weiterer wesentlicher Nachweis, um einen wichtigen bestehenden Sicherheitsparameter zu quantifizieren und das Risiko eines Traktionsverlusts und eines Worst-Case-Unfalls zu vermeiden.  

Schlussfolgerung

Die Aufzugsindustrie führt seit mehr als einem Jahrhundert traditionelle Belastungstests durch, um mechanische Fehler von Aufzügen zu überprüfen und Unfälle zu vermeiden. Es ist von grundlegender Bedeutung, solche sicherheitsrelevanten Tests an modernen Aufzügen weiterhin durchzuführen. Es stehen jedoch ausgereiftere Werkzeuge und Verfahren zur Verfügung, um die altmodischen Tests durch zeitgemäßere Methoden zu ersetzen. Jeder gesetzlich vorgeschriebene Belastungstest kann heute äquivalent durch ein Leerlaufverfahren ersetzt werden. „Alternativ testen“ bedeutet jedoch nicht nur Kosten-, Arbeits- und Verschleißeinsparungen. Es trägt auch effizient zur Verhütung schwerer Vorfälle und Todesfälle bei.

Seit einem Vierteljahrhundert ist der Einsatz von ADIASYSTEM als modernes Prüfverfahren unabdingbar, um die Aufzugssicherheit zu erhöhen und lebensgefährlichen Unfällen vorzubeugen. Gleichzeitig hat die weltweite Aufzugsindustrie auch Digitalisierung, nützliche Sensoren, Zustandsüberwachung und andere Technologien implementiert. Der Ansatz des alternativen Testens ist jedoch grundlegend anders: Aufzugsexperten benötigen dringend moderne digitale Werkzeuge, um entscheidende Sicherheitsparameter zu messen, zu bewerten und zu authentifizieren und eine ordnungsgemäße Dokumentation zu erstellen, um alle gesetzlichen Verpflichtungen vollständig zu erfüllen.

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