Fahrstühle

Eine Frauenhand drückt die Aufwärtstaste an einem Fahrstuhl.

Wolkenkratzer

Fahrstühle

Sie machten das Bauen in luftige Höhen überhaupt erst möglich: Ohne Aufzüge wären Wolkenkratzer undenkbar. Bis ins 19. Jahrhunderte bevorzugte man deshalb die unteren Etagen, bis absturzsichere Fahrstühle auch die oberen Stockwerke attraktiv machten.

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. 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 Höhe war Gott vorbehalten und somit war die Kirche das höchste 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 zu den berühmtesten Sehenswürdigkeiten der Stadt.

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

Ein Mann im Anzug steht auf einem offenen Lastenaufzug, das Seit ist durchtrennt. Unter ihm blickt eine erstaunte Menge zu ihm auf.

Otis' absturzsicherer Aufzug war eine Sensation des 19. Jahrhunderts

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 war dort Mechanikermeister und fand eine Lösung für dieses Problem: An der Plattform, die sich in Führungsschienen hoch- und runter 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.

Bei seiner Präsentation stieg Otis selbst auf die Plattform. Sein Assistent durchschnitt das Zugseil, die Plattform blieb stehen. Otis war 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 "Otis Elevator Company" der weltweit größte Produzent von Aufzugsanlagen.

Der Treibscheibenantrieb - bis heute benutzt

Die Sicherheit war gegeben, ein weiteres Problem war der Antrieb. Die antiken Warenaufzüge wurden per Hand betrieben, zu Otis' Zeiten mithilfe von Dampfmaschinen, die das Zugseil zogen. Dieses war zunächst 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.

Dieses Problem wird durch das Einsetzen von Treibscheiben umgangen. Treibscheiben sind flache 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 herab gelassen. 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 dieses 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.

Überholt: Hydraulikantriebe

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, herausgepresst. Dieser ist mit der Kabine verbunden und drückt diese mit nach oben. Wird das Öl wieder hinausgelassen, senkt sich der Presskolben nach unten und mit ihm die Kabine.

Blick über die Seine auf den Eiffelturm.

Die Aufzüge am Eiffelturm werden hydraulisch angetrieben

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.

In Wolkenkratzern ist besonders der direkte hydraulische Antrieb nicht geeignet, 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. Die Kosten, diesen Platz zu schaffen, sind hoch. Zudem ist dieses Prinzip sehr aufwändig, sodass bei Personenaufzügen das Treibscheibenprinzip bevorzugt wird.

Die Steuerung

Ein funktionierendes und zeitsparendes Aufzugssystem ist für die Benutzung von Hochhäusern sehr wichtig. Zeit spart man zum einem durch einen starken Antrieb, aber auch 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.

Horst Buchholz als Felix Krull in Liftboyuniform im Film "Die Bekenntnisse des Hochstaplers Felix Krull".

Der adrette Liftboy wird heute nicht mehr gebraucht

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 Menschen, die nach unten wollen, von oben nach unten eingesammelt und in das Erdgeschoss gebracht. Nach oben funktioniert es entsprechend.

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.

Autorin: Nina Wiechers

Stand: 05.08.2013, 13:00

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