Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/thyssen-krupp-testturm-rottweil-herr-fetzer-parkt-die-aufzugkabine-um-1903-140025.html    Veröffentlicht: 15.03.2019 12:09    Kurz-URL: https://glm.io/140025

Thyssen-Krupp Testturm Rottweil

Herr Fetzer parkt die Aufzugkabine um

Ohne Aufzüge gäbe es keine Hochhäuser. Aber inzwischen sind Wolkenkratzer zu hoch für herkömmliche Systeme. Thyssen-Krupp testet derzeit einen neuartigen Aufzug, der beliebig hoch fahren kann. Inspiriert ist er vom Paternoster und dem Transrapid. Wir waren im Testturm.

Zum Glück schirmen mehr als mannshohe Glasscheiben die Aussichtsplattform gegen das Wetter ab. Denn es zieht ganz schön in gut 230 Metern Höhe. Im Süden sollen von hier oben Eiger, Mönch und Jungfrau zu sehen sein, die bekannteste Bergformation im Berner Oberland, im Westen der Feldberg, die höchste Erhebung des Schwarzwaldes. Heute jedoch verhüllen Wolken das Panorama. Der Wind umtost die höchste Aussichtsplattform Deutschlands, Regentropfen klatschen gegen das Glas.

Aber wir sind ohnehin nicht nach Rottweil gekommen, um die Aussicht zu genießen. Denn in dem 246 Meter hohen Turm in der Stadt auf halber Strecke zwischen Stuttgart und dem Bodensee testet Thyssen-Krupp Elevator Aufzüge - darunter einen, der das Zeug hat, den Hochhausbau zu revolutionieren: Nicht nur, dass er es den Bauherren ermöglicht, weiter in die Höhe zu bauen als bisher und Gebäudebetreibern mehr Fläche bietet. Er lässt Architekten von völlig neuen Gebäudeformen träumen.

Auf den ersten Blick sieht die Anlage nicht sehr revolutionär aus. Wir schauen in einen Schacht, auf ein System aus Schienen, Kästen und einer runden Struktur. Daneben noch mal dasselbe. Keine Spur von einem Seil, keine Spur von einem Aufzug. "Moment", sagt Martin Fetzer und tippt auf seinem Laptop. "Ich muss erst noch schnell die Kabine umparken." Umparken? Die Kabine eines Aufzugs?

Und dann kommt die Kabine angefahren. Stoppt. Die Tür öffnet sich. Hinter ihr ist eine Bewegung zu erkennen. Die Tür schließt und die Kabine setzt sich wieder in Bewegung - zur Seite, zu der anderen Scheibe. Die dreht sich, und die Kabine fährt wieder nach oben. Multi heißt dieser Aufzug, an dem Fetzer und seine Kollegen bei Thyssen-Krupp arbeiten. Die Kabinen fahren ohne Seile frei im Schacht. Dieser Aufzug, sagt Fetzer, fahre Besucher in großer Zahl ohne Unterbrechung aus dem Erdgeschoss bis ins oberste Geschoss jedes noch so hohen Turms.

Wer in einem der höchsten Gebäude der Welt, dem Burj Khalifa oder dem Shanghai Tower etwa, ganz nach oben will, muss zwischendrin umsteigen. Der höchste Aufzug befindet sich im Burj Khalifa. Er ist knapp über 500 Meter hoch. Mehr geht nicht, sagt Fetzer, weil die langen Seile zu stark schwingen. Es sind aber weit höhere Gebäude geplant: Der Jeddah Tower in Saudi-Arabien soll einen Kilometer hoch werden.

Dabei gilt es nicht nur, die Höhe zu überwinden, sondern auch die vielen Menschen zu befördern, die in einem solche Turm wohnen, arbeiten oder ihn besuchen, um den Blick zu genießen. Eine Kabine pro Schacht ist da zu wenig. Doppelstöckige Kabinen schaffen schon mehr. Doch ohne eine große Anzahl von Aufzügen lässt sich das Aufkommen an Passagieren nicht bewältigen.

Wie wäre es stattdessen mit mehr Kabinen in einem Schacht? Zwei sind möglich: Twin heißt ein Aufzug von Thyssen-Krupp Elevator, bei dem zwei Kabinen in einem Schacht unterwegs sind. Das bietet schon mehr Möglichkeiten, aber es gibt auch Einschränkungen: Überholen ist logischerweise nicht möglich, die Förderhöhe auf etwas über 300 Meter beschränkt, der Schacht ist an den Rändern so mit Seilen zugehängt, dass eine Erweiterung auf drei Kabinen nur schwer möglich ist.

Wenn Aufwärts- und Abwärtsfahrten getrennt werden könnten, ließe sich fast ein kontinuierlicher Förderbetrieb realisieren. Das genau ist das Konzept des Multi: In einem Schacht fahren Kabinen nach oben und in einem anderen nach unten. An den Drehtellern, Exchanger genannt, wechseln sie den Schacht. Das klingt irgendwie bekannt. "Die Idee eines Paternoster - viele Kabinen in einem Schacht - ist hier wieder aufgegriffen worden", sagt Fetzer.

Mit den an zwei Ketten aufgehängten Paternoster-Kabinen hat der Multi jedoch wenig zu tun. Die Kabinen werden, und zwar jede einzeln, mit Hilfe von Linearmotoren angetrieben - ähnlich wie der Transrapid. Für den Antrieb sind auch ehemalige Mitarbeiter des Magnetschwebezug-Projekts verantwortlich.

Doch ist der Multi kein in die Vertikale gedrehter Transrapid.

Vertikal mit Linearantrieb

Im Turm in Rottweil werde nicht geschwebt, betont Fetzer. Die Kabine hängt vielmehr an einem System von vier Schienensträngen, mit denen sie fest mit Rollen verbunden ist. So kann die Kabine bei einem Stromausfall auch nicht in die Tiefe sausen. Zwei voneinander unabhängige Bremssysteme, die beide auf die Schienen einwirken, sorgen dafür, dass die Kabine ohne Strom einen sicheren Zustand erreicht: Die Bremsen werden elektrisch offen gehalten und greifen, wenn der Strom ausfällt. Die Bremssysteme sind stark an die konventioneller Aufzüge angelehnt.

Aber der Antrieb gleicht dem des Transrapid: In der Mitte zwischen den beiden Schienen sind zwei Reihen etwa tabletgroßer, schwarzer Finnen zu sehen. Es sind Kupferspulen, die in ein Kunstharz eingebettet sind. Das Gegenstück ist ein Permanentmagnet in der Form eines E, dessen Zinken zwischen die Spulen ragen. Wird an die Spulen elektrischer Strom angelegt, entsteht ein Magnetfeld. Die Spulen werden nacheinander aktiviert, so dass das Magnetfeld nach oben oder unten wandert und die Kabine mit sich zieht.

Die Kabine besteht aus zwei Komponenten: der Kabine selbst und dem Fahrzeug mit den Rollen, dem Magneten und den Bremsen. Fahrzeug und Kabine sind gegeneinander drehbar. Erreicht die Kabine den Exchanger, wird sie fest an der Schiene arretiert, derweil der Exchanger das Fahrzeug dreht. Das dauert einige Zeit, doch den Nutzern wird es kaum auffallen: In dem Moment, wo die Kabine hält, öffnen sich die Türen, damit Fahrgäste aussteigen können. Bis die Türen wieder geschlossen sind, ist die Kabine bereit für die Seitwärtsfahrt. Während des nächsten Richtungswechsels des Fahrzeugs steigen diejenigen ein, die in die andere Richtung fahren wollen.

Grundsätzlich sei der Antrieb mit Linearmotoren nichts Neues, sagt Fetzer. Magnetschwebebahnen nutzen sie oder Werkzeugmaschinen. Aber in der Horizontalen, nicht in der Vertikalen.

Lange habe nicht festgestanden, ob es funktionieren könne, mit einem Linearantrieb gegen die Schwerkraft zu arbeiten, sagt Fetzer. "Kriegen wir das hin, dass wir genauso sanft und gleichmäßig fahren wie mit einem Seilaufzug? Das war die Herausforderung, an der man lange geforscht hat, bevor man gesagt hat: Das kriegen wir hin, das funktioniert."

Eine Schlüsselrolle kommt dem Positioniersystem zu. Um eine sanfte und gleichmäßige Fahrt zu ermöglichen, muss der Antrieb sehr präzise wissen, wo die Kabine ist - "deutlich genauer als eine Haardicke", erklärt Fetzer. In dem Testschacht sind gleich mehrere dieser wichtigen Systeme verbaut, um zu vergleichen, welches den nötigen Fahrkomfort bringt.

Was funktioniert am besten?

Das gilt für alle Systeme: "Wir bauen ständig an den Kabinen, an den Fahrzeugen um, bauen andere Komponenten ein, um zu sehen: Erfüllen sie den gleichen Zweck, funktionieren sie besser? Jetzt in der Konzeptphase habe ich die Option, etwas zu verändern", erzählt Fetzer. Wenn der Multi erst zertifiziert sei, werde es viel schwieriger, etwas zu verändern.

Eine weitere Herausforderung wird die Seitwärtsfahrt. Da die Fahrgäste nicht damit rechnen, dass sich die Kabine auch zur Seite bewegt, halten sie sich - anders als etwa in der Bahn oder im Bus - nicht fest. Gerade bei einem Nothalt kann das ein Problem werden. Der muss in horizontaler Fahrt so durchgeführt werden, dass die Fahrgäste nicht durch die Kabine fliegen.

"Das ist ein Thema, mit dem wir uns intensiv beschäftigen: Wie können wir das so visualisieren, dass auch der Nutzer sieht, ob er vertikal oder horizontal fährt?", sagt Fetzer.

Was aber bringt dieser Antrieb nun genau?

Neue Gebäudestrukturen

In erster Linie Höhe. Technisch, sagt Fetzer, seien beliebige Förderhöhen möglich. Die aktuellen Planungen sehen Förderhöhen bis 1,6 Kilometer vor, aber es ist auch mehr möglich. Bei künftigen Wolkenkratzern ist der Aufzug also kein limitierender Faktor mehr.

Systembedingt passen zudem sehr viel mehr Kabinen in einen Schacht. Das heißt, die Förderleistung steigt immens - auch wenn die Kabinen kleiner ausfallen werden als die heutigen eines konventionellen Aufzugs mit Seilantrieb. Dafür gibt es eine andere Herausforderung: Sind zu viele Kabinen in einem Schacht unterwegs, kann es zu Staus kommen.

"Dann muss die Kabine warten, weil die davor noch nicht weg ist. Das heißt, da gibt es ein Optimum", sagt Fetzer. Wo das genau liegt, wird derzeit noch erforscht. Bei etwa einer Kabine auf 50 Meter. "Da rechnen wir noch."

Die Anzahl der Kabinen lässt sich variieren: In Stoßzeiten fahren mehr Kabinen, in Nebenzeiten werden einige aus dem System herausgenommen und in einer Garage geparkt. Die kann sich im Keller oder in einem der Technikgeschosse befinden. Werden sie gebraucht, werden sie ausgeparkt und in den Schacht geschickt. Weiterer Vorteil: Die Kabinen können gewartet werden, wenn sie ohnehin pausieren. Dafür muss nicht der ganze Aufzug stillgelegt werden.

Da die Förderleistung durch die vielen Kabinen in einem Schacht deutlich höher ist als bei einem konventionellen Aufzug, kommt ein Gebäude mit einem Multi mit gut der Hälfte der Aufzugsschächte aus, wodurch die Nutzfläche erheblich größer wird. Architekten bezeichneten Hochhäuser gern als Donuts, erzählt Fetzer: "In der Mitte sind Aufzugsschächte und Technik und außen herum ist ein Kringel mit Nutzfläche. Dieser Kringel mit Nutzfläche ist den Architekten aber zu klein, weil wir mit Aufzugschächten, Technik und Zugängen bis zu 40 Prozent der Grundfläche in einem Gebäude belegen."

Wenn sich die Fläche reduzieren lässt - um fünf Prozent oder eventuell sogar noch mehr -, wächst die Nutzfläche in einem Gebäude mit 100 und mehr Stockwerken immens. "Da glänzen bei jedem Architekten die Augen", sagt Fetzer. Aber nicht nur deswegen.

Multi inspiriert Architekten

"Wir sind ja Ingenieure. Unser Gedanke war: Wir fahren einmal im Kreis, wir fahren horizontal, damit wir vom einen in den anderen Schacht kommen", erzählt er. "Dann kamen die Architekten und hatten unfassbare Ideen, was man da alles für Gebäudestrukturen machen kann. Davon waren wir als Techniker eher überrascht. Das hatten wir gar nicht so im Blick."

So könnten Gebäude breiter gebaut werden und die Kabinen könnten in horizontaler Fahrt die Fahrgäste auf ihrem Stockwerk ans Ziel bringen. In Zwillingstürmen wie den Petronas Towers in Kuala Lumpur könnten die Kabinen von einem in den anderen Trakt fahren. Und noch viel außergewöhnlichere Anfragen habe die Thyssen-Krupp-Mannschaft bekommen: Ob es etwa möglich sei, außer senkrecht und waagerecht auch in anderen Winkeln, etwa 45 Grad, zu fahren - das geht -, um die Kurve - das wird schwierig - oder außer auf-, ab- und seitwärts auch noch nach vorne und hinten - da überlegen die Ingenieure gerade, wie das gehen könnte. "Die Architekten", resümiert Fetzer, "sind noch viel schärfer auf das System als die Techniker. Die haben sich darauf gestürzt."

Bis sie ihn verbauen dürfen, müssen sie sich aber noch gedulden.

Der Turm schwingt

2021 soll, so ist der Plan, der Multi zertifiziert sein. Dann erst darf überhaupt eingestiegen werden - bisher dürfen nur Sensoren und Gewichte mit dem Multi fahren. Bis dahin bleibt den Thyssen-Krupp-Ingenieuren noch einige Zeit, um in ihrem Turm den Multi, aber auch andere Aufzüge zu testen. Von den zwölf Schächten sind neun einzig dafür gedacht. Sie sind mit Ankerschienen ausgestattet, an die die jeweilige Aufzugtechnik anmontiert werden kann.

Aktuell werden derzeit neben dem Multi noch die kommende Ausbaustufe des Zwei-Kabinen-Aufzugs Twin sowie ein weiterer Aufzug getestet. Auf dem Plan steht zudem ein Schnellläufer. Das ist ein Fahrstuhl, der aufwärts mit einer Geschwindigkeit von 15 Metern pro Sekunde fahren soll. Das ist schon ordentlich: In dem Panoramaaufzug, der uns mit 8 Metern pro Sekunde in weniger als einer Minute auf die Aussichtsplattform gebracht hat, bekamen wir schon ordentlich Druck auf die Ohren.

Getestet wird aber nicht nur die Fahrt nach oben. In einem weiteren Schacht, über den auch die Motoren für neue Aufzugsysteme in den Maschinenraum transportiert werden, testen die Thyssen-Krupp-Ingenieure Bremssysteme: Aus einer Höhe von 100 Metern lassen sie bis zu 40 Tonnen Gewicht fallen, um sie zum Halten zu bringen - und das möglichst sanft, sagt Fetzer. "Es ist gar nicht die Herausforderung, einen möglichst kurzen Bremsweg zu haben, sondern den Bremsweg so zu haben, dass er für die Personen, die sich im Fahrkorb befinden, sehr angenehm ist."



Schließlich bietet der Turm noch die Möglichkeit zu testen, wie sich Aufzüge verhalten, wenn der Turm im Sturm schwankt. Dafür müssen Fetzer und seine Kollegen aber nicht auf schlechtes Wetter warten. Sie erzeugen die Schwingungen einfach selbst, und das paradoxerweise genau mit dem System, das die Schwingungen ausgleichen soll.

Wie viele hohe Gebäude hat auch der 246 Meter hohe Aufzugsturm einen Schwingungstilger. Der besteht aus insgesamt 240 Tonnen schweren Betonelementen, die an Stahlseilen hängen und die Schwingungen des Turms ausgleichen, indem sie die Energie in Zylinder, sogenannte Dämpfungstöpfe, leiten. Die sind mit einer Flüssigkeit gefüllt, die die eingeleitete Energie absorbiert.

Zusätzlich ist der Schwingungsdämpfer noch mit zwei Linearmotoren ausgestattet, die die Betongewichte in der x- und der y-Richtung beschleunigen. "Sprich: Wenn wir keinen Sturm haben und etwas testen wollen, können wir den Turm aktiv anregen", sagt Fetzer. Das sei einzigartig.

Wer den Ausblick selbst genießen will: Die Aussichtsplattform - die übrigens auf Anregung der Gemeinde Rottweil eingebaut wurde - ist jeweils freitags, an Wochenenden und Feiertagen für Besucher geöffnet. Bei schönem Wetter ist es ratsam, eine Karte vorzubestellen, denn der Blick in die Ferne ist beliebt. Seit Eröffnung im Oktober 2017 waren schon über 200.000 Besucher dort.  (wp)


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