Zuverlässiger Aufzugbetrieb trotz 220 m langer Drehgeber- und Motorleitung

Nur Emotron und Otis nahmen letztendlich die Heraus- forderung an, diesen Aufzug zu modernisieren. Eine der besonderen Schwierigkeiten, welche die Konkurrenten von einer Projektierung abhielt, war das 220m lange Kabel zwischen Motor und Umrichter. Zudem wünschte der Auftraggeber eine Beibehaltung des originalen Gleichstrom- motors. Der Lift ist mittlerweile in Betrieb und gewährt allen Besuchern – ohne Höhenangst – einen unvergesslichen Ausblick vom Duisburger Stadtwerke-Turm.

Mit 3 m/s auf 180m Höhe

Der Stadtwerke-Turm ist seit 1967 ein Wahrzeichen Duisburgs. Dabei handelt es sich um den 200 m hohen Schornstein des städtischen Strom- und Heizkraftwerks. Der Schornstein besteht aus drei Rauchgasleitungen mit einem zentralen Aufzugsschacht in der Mitte. Der Aufzug befördert Besucher mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s zu der Aussichtsplattform in 180m Höhe. Außerdem gelangen mit seiner Hilfe Mitarbeiter der Stadtwerke zu fünf zusätzli- chen Wartungsplattformen und in das angrenzende Hauptge- bäude. Der eigentliche Maschinenraum des Aufzugs ist über eine steile Wendeltreppe von der Aussichtsplattform her erreichbar.

Beibehaltung von Aufzug und getriebelosem Motor

Da der Aufzug die einzige Möglichkeit zum Erreichen der Plattformen darstellt, steht parallel noch ein kleiner Evakuierungsaufzug zur Verfügung, der Personen von der Aufzugskabine zurück in das Erdgeschoss befördern kann. Dieser Vorgang ist jedoch kompliziert und kostspielig. Daher ist ein zuverlässiger Betrieb des Hauptaufzugs von großer Bedeutung. Dies war einer der Beweggründe für die Moder- nisierung der Anlage, in deren Rahmen der Aufzug auf den neuesten technischen Stand gebracht wurde.

Darüber hinaus waren kaum Ersatzteile für die alte Steuerung aus den 1980er Jahren verfügbar. Das Bauamt beschloss daher den Einbau eines neuen Gleichstromumrichters, wäh- rend Aufzug, Winde und der getriebeloser Gleichstrommotor erhalten werden sollten.

Das Projekt wurde dadurch erschwert, dass sich der Motor in einem kleinen Maschinenraum in der Turmspitze befindet, während der Gleichstromumrichter am unteren Ende des Aufzugsschachts instal- liert ist. Dafür wird ein Motor- und Geberkabel mit einer Länge von 220m benötigt.

220m Abstand zwischen Umrichter und Motor

Das Projekt wurde dadurch erschwert, dass sich der Motor in einem Maschinenraum an der Turmspitze befindet, während der Gleichstromumrichter im Keller am unteren Ende des Aufzugsschachts installiert ist. Demzufolge ist ein Motor- und Geberkabel mit einer Länge von sage und schreibe 220m erforderlich. Der Grund für die Trennung von Steuerung und eigentlichem Antrieb ist historisch bedingt: Trotz des schwer zugänglichen Maschinenraums soll das Servicepersonal ohne Probleme Fehlerbehebungen, Wartungs- und Reparatur- arbeiten ausführen können. Da sich Umrichter und Liftsteue- rung nicht im Maschinenraum befinden, wird deren Elektronik weder Wind noch Wetter ausgesetzt. Bei der Modernisierung der Aufzugsanlage erschwert der Platzmangel im kleinen Maschinenraum ohnehin den Einbau eines zusätzlichen Schaltschranks.

Der Aufzug befördert Wartungspersonal der Stadtwerke Duisburg zur oberen Plattform in 180m Höhe. Von hier führt der Weg zum Maschinenraum des Aufzugs über eine steile Wendeltreppe.

Digitaler Gleichstromantrieb für die Aufzugsmodernisierung

Während die komplizierten Umgebungsbedingungen viele Konkurrenten von einer Projektierung abhielten, nahm Otis Elevator Company die Herausforderung an. Otis ist ein weltweit führender Aufzugshersteller mit 2,1 Mio. installierten Aufzugsanlagen in über 200 Ländern. Bei diesem Projekt wurde Emotron mit der Planung und Inbetriebnahme der neuen Ausrüstung betraut. Emotrons Produktspektrum für die Aufzugssteuerung umfasst Frequenzumrichter mit bis zu 132 kW und digitale Gleichstromantriebe mit bis zu 90 kW. Die Stadtwerke Duisburg entschieden sich für die Emotron-Modell GSV 5445, einen komplett digitalen Gleichstromantrieb für die Modernisierung von Hochgeschwindigkeitsaufzügen, bei der der ursprüngliche Motor beibehalten wird. Diese Umrichter- Baureihe besticht durch ihre kompakte Bauweise sowie eine hochpräzise Geschwindigkeits- und Positionssteuerung mithilfe modernster IGBT-Technologie. Die Motorwicklungen werden dabei vor unzulässigen Spannungsanstiegen geschützt, wodurch sich der Antrieb für Modernisierungen alter Winden eignet. Es lassen sich alle gängigen Gebertypen nutzen.

Erschwerte Signalübertragung durch enorme Kabellänge

Das größte Problem bestand darin, die 1-Vss-Drehgebersignale verlust- und störungsfrei zum unteren Schachtende zu über- tragen. Zu diesem Zweck wählte Emotron eine Lösung des Unternehmens Wachendorff Automation, dessen widerstands- fähige Geber für sicherheitsrelevante Anwendungen einen ausgezeichneten Ruf besitzen. Wachendorff-Standardmodelle waren bei Kabellängen bis zu 150 m bereits erfolgreich zum Einsatz gekommen. In diesem Fall war jedoch eine Spezial- konstruktion gefragt.

Technische Daten

Gleichstromumrichter

Emotron GSV 5445-200/200, digitaler Gleichstromantrieb
für Aufzüge

Motor 

Getriebeloser Gleichstrommotor Otis 104HT 15 kW
(max. 54 kW)

Maximale Geschwindigkeit             3 m/s
Maximale Last 675 kg
Motor-/Geberkabel

 cable 220 metres

Windendaten

286 U/min, Aufhängung 2:1, Treibscheibe 410mm,
Ua = 235V, max. 230A

 

Projektteam

Otis Elevator Company  Auftragnehmer, Hersteller von Aufzug, Winde und Motor 
Emotron

Planung, Inbetriebnahme, Hersteller des Gleichstromumrichters

Wachendorff Automation

Motordrehgeber

K.A. Schmersal

Sicherheitsschaltausrüstung, Schachtkopiesystem

KW-Aufzugstechnik

SPS und Schaltschrank für den Aufzug

Das Projektteam für die knifflige Modernisierungsaufgabe (von links nach rechts): Kai Nagel, Wachendorff Automation; Christian Grewing und Robert Sweniarski, Otis Elevator Company; Götz Benczek und Josef Krebs, Emotron sowie Raphael Rumpf, Stadtwerke Duisburg.