Wie oft am Tag steigen Sie in einen Aufzug? Viele Menschen leben und arbeiten 10, 20 oder sogar mehr Stockwerke über dem Boden. Doch selten denken Sie über komplizierte elektromechanische Systeme nach, die Sie auf und ab gleiten lassen, damit Ihr Geist nicht zu Gedanken an einen Turm des Terrors schweift – wie ein Sprung in das Untergeschoss.
Wenn Sie genau verstehen würden, was Sie davon abhält, 500 Fuß in den Untergeschoss zu stürzen, würden Sie sich mehr oder weniger wohl fühlen, wenn Sie mit dem Aufzug fahren? Es gibt nur einen Weg, es herauszufinden.
Beginnen wir mit den Kabeln. Die meisten Aufzüge verfügen über zwei bis acht gewebte Stahlseile. Aufzugstechniker bezeichnen sie als „Seile“, ein Hinweis auf ihre Hanf-Vorgänger aus dem 19. Die Anzahl der Seile in einem bestimmten Aufzug hängt von einem sogenannten „Sicherheitsfaktor“ ab.“ Wenn der in den Bauvorschriften festgelegte Sicherheitsfaktor für ein bestimmtes Gebäude 12 beträgt, bedeutet dies, dass die kombinierte Festigkeit der Seile ausreichen muss, um das 12-fache der Masse eines voll beladenen Autos aufzunehmen. In der Tat kann jedes Seil mehr als das Gewicht des Autos halten.
Einzelne Kabel fallen gelegentlich aus, aber es dauert ein Freak-Ereignis, um alle zu trennen. Im Jahr 1945 stürzte ein B-25-Bomber in das Empire State Building und schnitt alle Kabel eines Aufzugs durch. Der einzige Passagier überlebte den Sturz aus dem 79.Stock, weil die Kabel unter der Kabine ihren Abstieg verlangsamten und ihre Landung dämpften. Die Flugzeuge, die am 11.September 2001 in das World Trade Center stürzten, durchtrennten auch die Aufzugskabel, und einige der Opfer stürzten in den Tod.
Aufzugsingenieure sorgen sich um mehr als nur Kabelausfälle: Die Elektronik, die Riemenscheibensysteme und andere Funktionen müssen funktionieren, um eine sichere Fahrt zu gewährleisten.
„Vor jedem Lauf überprüft das Aufzugssystem die ‚Sicherheitskette'“, bemerkt Daryl Marvin, Director of Innovation bei Otis Elevator, dem weltweit größten Aufzughersteller. (Er bezog sich nicht auf eine physische Kette, sondern auf eine Reihe von Kontrollen, die der Aufzug automatisch durchführt.) „Wenn etwas schief geht — die Tür ist offen, der Aufzug erkennt eine Überdrehzahl oder jemand drückt einen Not-Aus-Knopf -, schaltet das System den Motor automatisch ab und bremst.“
Aufzüge haben zwei oder drei Arten von Bremsen. Wenn ein Fehler in der Sicherheitskette auftritt, schließt sich eine Klemme an der Riemenscheibe über der Kabine und verhindert, dass sich der Aufzug bewegt. Im Gegensatz zu einer Automobilbremse, die zum Einrasten gedrückt werden muss, wird die Aufzugsbremse festgeklemmt, es sei denn, es wird Strom zugeführt, um sie zu lösen. Das bedeutet, dass jeder Leistungsverlust, entweder aufgrund eines Systemfehlers oder eines Stromnetzausfalls, die Motorbremse auslöst.
Die Sicherheitsüberprüfung und die Motorbremse haben gelegentlich versagt, aber Fahrlässigkeit ist die übliche Unfallursache. Im Jahr 2011 zum Beispiel stieg ein Aufzug in einem Bürogebäude in Manhattan bei noch offener Tür nach oben und tötete einen 41-jährigen Werbefachmann. Eine Untersuchung ergab, dass Wartungspersonal, das die Sicherheitskette während der Reparatur deaktiviert hatte, vergessen hatte, das System zurückzusetzen.
Aufzüge haben auch eine Sicherheitsbremse, die an der Unterseite des Wagens angebracht ist. Dies ist die Innovation, die den Personenaufzug möglich machte, als er auf der Weltausstellung 1853-54 in New York vorgestellt wurde.
„Bevor Elijah Otis die Sicherheitsbremse erfand, wurden Aufzüge nur für Fracht verwendet“, sagt Marvin. „Seile brachen manchmal, und ohne Unterstützung wäre es verrückt für einen Passagier, diese Chance zu nutzen.“
So funktioniert die Sicherheitsbremse. Wenn die Elektronik erkennt, dass die Kabine nach unten beschleunigt, klemmt sie eine Metallbremse von unterhalb der Kabine in einen Kanal in den Führungsschienen, den Metallstäben, entlang denen der Aufzug fährt. Reibung baut sich zwischen dem Keil und der Schiene auf, was das Auto mit einer angenehmen Geschwindigkeit zum Stillstand bringt.
Es gibt noch einen Fail-Safe. Am gegenüberliegenden Ende der Kabel, die an der Aufzugskabine befestigt sind, befindet sich eine Reihe von Gegengewichten. Diese Gewichte wiegen etwas mehr als ein leeres Auto und etwas weniger als ein voll beladenes Auto. Wenn jedes andere Sicherheitssystem versagte und Sie die einzige Person im Auto waren, würden diese Gewichte den Aufzug eher aufsteigen als absteigen lassen. Es würde zuerst langsam passieren und mit zunehmendem Aufstieg an Geschwindigkeit gewinnen. Ein voll beladenes Auto würde einen langsam beschleunigenden Abstieg erleben.
In beiden Fällen würden die Gegengewichte, wenn sie die Ober- oder Unterseite des Schachts erreichten, auf ein Kissen treffen, das die Aufzugskabine zu einem abrupten, aber hoffentlich überlebbaren Halt bringen würde. „Es wäre nicht angenehm, aber Sie haben eine sehr, sehr gute Chance, in Ordnung zu sein“, prognostiziert Marvin.
Viele der Sicherheitssysteme moderner Aufzüge ähneln grundsätzlich denen, die vor 100 Jahren verwendet wurden, mit Verfeinerungen, um der zunehmenden Geschwindigkeit und dem zunehmenden Gewicht heutiger Autos Rechnung zu tragen. Die schnellsten Aufzüge fahren jetzt um 30 mph. (Der Abstieg ist langsamer als der Aufstieg, da ein schnell ansteigender Luftdruck zu Beschwerden in den Ohren der Passagiere führen kann.)
Viele der Aktualisierungen haben mit Materialien zu tun. Stahl würde sich unter der Hitze wölben, die durch eine schwere Aufzugskabine entsteht, die schnell einen Wolkenkratzerschacht hinunterfällt. Marvin würde mir nicht sagen, was Otis stattdessen verwendet, aber er stellte fest, dass das Material das gleiche ist, das der Hitze eines Strahltriebwerks standhält. Viele der neuen Modelle werden in einem der Testtürme von Otis getestet, die genau das sind, wonach sie klingen: Gebäude, die fast ausschließlich aus Aufzügen bestehen. Zumindest müssen die Ingenieure nie in der Lobby warten.