Rolltreppe

Hintergrund

Eine Rolltreppe ist eine motorbetriebene, sich kontinuierlich bewegende Treppe, die dazu dient, Passagiere über kurze vertikale Distanzen nach oben und unten zu befördern. Rolltreppen werden weltweit verwendet, um den Fußgängerverkehr an Orten zu bewegen, an denen Aufzüge unpraktisch wären. Haupteinsatzgebiete sind Einkaufszentren, Flughäfen, Verkehrssysteme, Handelszentren, Hotels und öffentliche Gebäude. Die Vorteile von Rolltreppen sind vielfältig. Sie haben die Fähigkeit, eine große Anzahl von Personen zu bewegen, und sie können im gleichen physischen Raum wie Treppen platziert werden. Sie haben keine Wartezeit, außer bei sehr starkem Verkehr; sie können verwendet werden, um Menschen zu Hauptausgängen oder Sonderausstellungen zu führen; und sie können für den Außeneinsatz wetterfest sein. Es wird geschätzt, dass es in den Vereinigten Staaten über 30.000 Rolltreppen gibt und dass jedes Jahr 90 Milliarden Fahrgäste auf Rolltreppen fahren. Rolltreppen und ihre Cousins, Fahrsteige, werden von Wechselstrommotoren mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben und bewegen sich mit ungefähr 1-3 m (0,3 bis 0,6 m) pro Sekunde. Der maximale Neigungswinkel einer Fahrtreppe zur Horizontalen beträgt 30 Grad bei einer Standardsteigung von bis zu 18 m.

Die Erfindung der Fahrtreppe wird im Allgemeinen Charles D. Seeberger zugeschrieben, der als Angestellter der Otis Elevator Company die erste stufenförmige Fahrtreppe für den Gebrauch durch die breite Öffentlichkeit herstellte. Seine Kreation wurde auf der Pariser Ausstellung von 1900 ausgestellt und gewann dort den ersten Preis. Seeberger prägte auch den Begriff Fahrtreppe, indem er sich scala, anschloss was lateinisch für Schritte ist, mit einer Verkleinerungsform von "Aufzug". 1910 verkaufte Seeberger die ursprünglichen Patentrechte für seine Erfindung an die Otis Elevator Company. Obwohl zahlreiche Verbesserungen vorgenommen wurden, wird die Grundkonstruktion von Seeberger bis heute verwendet. Es besteht aus oberen und unteren Landeplattformen, die durch ein Metallfachwerk verbunden sind. Das Fachwerk enthält zwei Gleise, die eine zusammenklappbare Treppe durch eine Endlosschleife ziehen. Die Traverse trägt auch zwei Handläufe, die so koordiniert sind, dass sie sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Stufenstufen bewegen.

Komponenten

Obere und untere Landeplattformen

Diese beiden Bahnsteige beherbergen die gebogenen Abschnitte der Gleise sowie die Getriebe und Motoren, die die Treppen antreiben. Die obere Plattform enthält die Motorbaugruppe und das Hauptantriebszahnrad, während die untere die Stufenrücklauf-Leiträder hält. Diese Abschnitte verankern auch die Enden des Rolltreppenfachwerks. Außerdem enthalten die Plattformen eine Bodenplatte und eine Kammplatte. Die Bodenplatte bietet den Fahrgästen einen Stehplatz, bevor sie die Rolltreppe betreten. Diese Platte schließt bündig mit dem fertigen Boden ab und ist entweder aufklappbar oder abnehmbar, um einen einfachen Zugang zu den darunter liegenden Maschinen zu ermöglichen. Die Kammplatte ist das Teil zwischen der stationären Bodenplatte und der beweglichen Stufe. Es wird so genannt, weil seine Kante eine Reihe von Stollen hat, die den Zähnen eines Kamms ähneln. Diese Zähne greifen in passende Stollen an den Kanten der Stufen ein. Dieses Design ist notwendig, um den Spalt zwischen der Treppe und dem Podest zu minimieren, wodurch verhindert wird, dass sich Gegenstände in dem Spalt verfangen.

Das Fachwerk

Das Fachwerk ist eine hohle Metallstruktur, die die unteren und oberen Podeste überbrückt. Es besteht aus zwei Seitenteilen, die mit Querstreben unten und knapp unterhalb der Oberseite verbunden sind. Die Enden des Fachwerkträgers werden über Stahl- oder Betonstützen an der oberen und unteren Landeplattform befestigt. Das Fachwerk trägt alle geraden Gleisabschnitte, die den oberen und unteren Abschnitt verbinden.

Die Tracks

Zur Führung der Stufenkette, die die Stufen in einer Endlosschleife kontinuierlich von der unteren Plattform zurück nach oben zieht, ist das Schienensystem in das Fachwerk eingebaut. Es gibt eigentlich zwei Spuren:eine für die Vorderräder der Stufen (die sogenannte Stufenspur) und eine für die Hinterräder der Treppe (die sogenannte Anhängerspur). Die relativen Positionen dieser Schienen bewirken, dass die Stufen eine Treppe bilden, wenn sie sich unter der Kammplatte herausbewegen. Entlang des geraden Abschnitts des Fachwerks haben die Gleise ihren maximalen Abstand voneinander. Diese Konfiguration erzwingt, dass die Rückseite einer Stufe in einem 90-Grad-Winkel relativ zur Stufe dahinter steht. Dieser rechte Winkel biegt die Stufen in eine Treppenform. Am oberen und unteren Ende der Rolltreppe laufen die beiden Laufschienen zusammen, sodass die Vorder- und Hinterräder der Stufen fast in einer geraden Linie liegen. Dadurch liegen die Treppen flach hintereinander und können so die Kurve im gebogenen Gleisabschnitt problemlos umfahren. Die Gleise führen die Stufen entlang der Unterseite des Fachwerks nach unten, bis sie das untere Podest erreichen, wo sie einen weiteren gekrümmten Abschnitt der Schiene passieren, bevor sie das untere Podest verlassen. An dieser Stelle trennen sich die Gleise und die Stufen nehmen wieder eine Treppenhauskonfiguration an. Dieser Zyklus wird ständig wiederholt, während die Stufen von unten nach oben und wieder zurück nach unten gezogen werden.

Die Schritte

Die Stufen selbst sind aus massivem, einteiligem Aluminiumdruckguss. Auf ihrer Oberfläche können Gummimatten angebracht werden, um das Verrutschen zu verringern, und gelbe Markierungslinien können hinzugefügt werden, um ihre Kanten deutlich zu kennzeichnen. Die Vorder- und Hinterkanten jeder Stufe sind mit kammartigen Vorsprüngen versehen, die mit den Kammplatten auf der oberen und unteren Plattform ineinandergreifen. Die Stufen sind durch eine durchgehende Metallkette verbunden, so dass sie eine geschlossene Schleife bilden, wobei sich jede Stufe gegenüber ihren Nachbarn biegen kann. Die Vorder- und Hinterkante der Stufen sind jeweils mit zwei Rädern verbunden. Die Hinterräder sind weiter auseinander gesetzt, um in die hintere Spur zu passen, und die Vorderräder haben kürzere Achsen, um in die schmalere vordere Spur zu passen. Wie oben beschrieben, steuert die Position der Spuren die Ausrichtung der Schritte.

Das Geländer

Das Geländer bietet den Passagieren einen bequemen Halt, während sie auf der Rolltreppe fahren. Es besteht aus vier verschiedenen Abschnitten. In der Mitte des Geländers befindet sich ein "Slider", auch bekannt als "Gleitschicht", eine Schicht aus Baumwolle oder synthetischem Textil. Der Zweck der Gleitschicht besteht darin, dem Geländer eine reibungslose Bewegung entlang seiner Schiene zu ermöglichen. Die nächste Schicht, der sogenannte Zugträger, besteht entweder aus Stahlseil oder Flachstahlband. Es verleiht dem Handlauf die nötige Zugfestigkeit und Flexibilität. Auf dem Zugträger befinden sich die inneren Konstruktionsteile, die aus chemisch behandeltem Gummi bestehen, um eine Trennung der Schichten zu verhindern. Schließlich ist die äußere Schicht, der einzige Teil, den die Passagiere tatsächlich sehen, die Gummiabdeckung, die eine Mischung aus synthetischen Polymeren und Gummi ist. Diese Abdeckung ist so konzipiert, dass sie der Verschlechterung durch Umweltbedingungen, mechanische Abnutzung und menschlicher Vandalismus standhält. Das Geländer wird konstruiert, indem Gummi durch eine computergesteuerte Extrusionsmaschine zugeführt wird, um Schichten der erforderlichen Größe und Art herzustellen, um bestimmten Bestellungen gerecht zu werden. Die einzelnen Lagen Gewebe, Gummi und Stahl werden von Facharbeitern in Form gebracht, bevor sie den Pressen zugeführt und dort miteinander verschmolzen werden. Im eingebauten Zustand wird das fertige Geländer von einer Kette entlang seiner Schiene gezogen, die über eine Reihe von Umlenkrollen mit dem Hauptantriebszahnrad verbunden ist.

Design

Eine Reihe von Faktoren beeinflussen das Design der Rolltreppe, darunter physische Anforderungen, Standort, Verkehrsmuster, Sicherheitsüberlegungen und ästhetische Vorlieben. In erster Linie müssen physikalische Faktoren wie die zu überbrückende vertikale und horizontale Distanz berücksichtigt werden. Diese Faktoren bestimmen die Steigung der Rolltreppe und ihre tatsächliche Länge. Die Fähigkeit der Gebäudeinfrastruktur, die schweren Komponenten zu tragen, ist ebenfalls ein kritisches physisches Problem. Der Standort ist wichtig, da Rolltreppen so aufgestellt werden sollten, dass sie von der Öffentlichkeit leicht gesehen werden können. In Kaufhäusern sollen Kunden die Ware gut einsehen können. Darüber hinaus sollte der Rolltreppenverkehr nach oben und nach unten räumlich getrennt sein und nicht in enge Räume führen.

Auch bei der Gestaltung von Fahrtreppen muss mit Verkehrsmustern gerechnet werden. In einigen Gebäuden besteht das Ziel lediglich darin, Personen von einer Etage in eine andere zu befördern, in anderen kann es jedoch eine spezifischere Anforderung geben, beispielsweise die Besucher zu einem Hauptausgang oder einer Ausstellung zu leiten. Die Anzahl der Fahrgäste ist wichtig, da Rolltreppen für die Beförderung einer bestimmten maximalen Personenzahl ausgelegt sind. Beispielsweise kann eine Fahrtreppe mit einer einzigen Breite, die mit etwa 1,5 Fuß (0,45 m) pro Sekunde fährt, schätzungsweise 170 Personen pro Fünf-Minuten-Zeitraum bewegen. Breitere Modelle, die mit bis zu 2 Fuß (0,6 m) pro Sekunde reisen, können im gleichen Zeitraum bis zu 450 Personen befördern. Die Tragfähigkeit einer Fahrtreppe muss dem zu erwartenden Spitzenverkehrsaufkommen entsprechen. Dies ist entscheidend für Anwendungen, bei denen die Zahl der Passagiere sprunghaft ansteigt. Zum Beispiel müssen Fahrtreppen, die in Bahnhöfen verwendet werden, so ausgelegt sein, dass sie den Spitzenverkehrsfluss eines Zuges abdecken, ohne dass es zu übermäßigen Staus am Fahrtreppeneingang kommt.

Natürlich ist auch die Sicherheit ein wichtiges Anliegen bei der Gestaltung von Fahrtreppen. Der Brandschutz einer Fahrtreppenbodenöffnung kann durch Hinzufügen von automatischen Sprinklern oder feuerfesten Rollläden an der Öffnung oder durch die Installation der Fahrtreppe in einer geschlossenen feuergeschützten Halle gewährleistet werden. Um die Überhitzungsgefahr zu begrenzen, muss für eine ausreichende Belüftung der Räume mit den Motoren und Getrieben gesorgt werden. Es wird bevorzugt, dass sich neben der Rolltreppe eine herkömmliche Treppe befindet, wenn die Rolltreppe das Haupttransportmittel zwischen den Stockwerken ist. Es kann auch erforderlich sein, neben einer Rolltreppe einen Aufzug für Rollstühle und behinderte Personen vorzusehen. Schließlich sollte auch die Ästhetik der Rolltreppe berücksichtigt werden. Bei den Handläufen und den getönten Seitenteilen können die Architekten und Designer aus einer breiten Palette von Stilen und Farben wählen.

Der Herstellungsprozess
Prozess

1. Die erste Phase des Fahrtreppenbaus besteht darin, das Design wie oben beschrieben festzulegen. Der Fahrtreppenhersteller verwendet diese Informationen, um die entsprechend angepasste Ausrüstung zu konstruieren. Es gibt zwei Arten von Unternehmen, die Rolltreppen liefern, Primärhersteller, die die Ausrüstung tatsächlich bauen, und Sekundäranbieter, die die Ausrüstung entwerfen und installieren. In den meisten Fällen beziehen die Sekundärlieferanten die notwendigen Geräte von den Primärherstellern und nehmen notwendige Anpassungen für die Installation vor. Daher werden die meisten Fahrtreppen tatsächlich beim Ersthersteller montiert. Die Raupen, Stufenketten, Treppenbaugruppen und motorisierten Zahnräder und Riemenscheiben werden vor dem Versand alle an der Traverse verschraubt.
2. Vor der Installation müssen die Landebereiche für den Anschluss an die Rolltreppe vorbereitet werden. Zum Beispiel müssen Betonbeschläge gegossen und das Stahlgerüst, das das Fachwerk hält, befestigt werden. Nachdem die Rolltreppe geliefert wurde, wird die gesamte Baugruppe ausgepackt und zwischen den oberen und unteren Landelöchern in Position gebracht. Es gibt eine Vielzahl von Verfahren zum Anheben der Fachwerkanordnung, von denen eines eine Scherenhebevorrichtung ist, die auf einer mit Rädern versehenen Tragplattform montiert ist. Der Scherenlift ist mit einer Positionierungsbaugruppe ausgestattet, um die vertikale und winklige Ausrichtung der Rolltreppe zu unterstützen. Mit einer solchen Vorrichtung kann das obere Ende des Fachwerks leicht auf eine dem oberen Podest zugeordnete Stützwand ausgerichtet und dann von dieser abgestützt werden. Das untere Ende des Fachwerks kann anschließend in eine dem Boden des unteren Podests zugeordnete Grube abgesenkt werden. In einigen Fällen können die Geländer getrennt vom Rest der Ausrüstung geliefert werden. In einer solchen Situation werden sie sorgfältig aufgerollt und für den Versand verpackt. Sie werden dann nach der Installation der Rolltreppe mit den entsprechenden Ketten verbunden.
3. Stellen Sie die endgültigen Anschlüsse für die Stromquelle her und überprüfen Sie, ob alle Schienen und Ketten richtig ausgerichtet sind.
4. Stellen Sie sicher, dass alle motorisierten Elemente richtig funktionieren, dass die Riemen und Ketten Eine Rolltreppe ist eine sich kontinuierlich bewegende Treppe. Jede Treppe hat auf jeder Seite ein Paar Räder, eines vorne und eines hinten. Die Räder laufen auf zwei Schienen. Oben und unten an der Rolltreppe taucht die innere Schiene unter die äußere Schiene, so dass die Unterseite der Treppe flach wird und den Fahrern das Ein- und Aussteigen erleichtert. sich gleichmäßig und mit der richtigen Geschwindigkeit bewegen und das Notbremssystem aktiviert ist. Die Trittstufen müssen weit genug voneinander entfernt sein, damit sie sich nicht einklemmen oder aneinander reiben. Sie sollten jedoch so positioniert werden, dass keine großen Lücken vorhanden sind, die das Verletzungsrisiko erhöhen könnten.

Qualitätskontrolle

Der Code of Federal Regulation (CFR) enthält Richtlinien für die Qualitätskontrolle von Fahrtreppen und legt Mindeststandards für die Inspektion fest. Wie in dem Kodex festgelegt, müssen „Aufzüge und Fahrtreppen in Abständen von höchstens einem Jahr gründlich inspiziert werden. Aufzeichnungen über die jährlichen Kontrollen sind in der Nähe der Rolltreppe auszuhängen oder am Terminal auszulegen. Darüber hinaus legt der Code fest, dass die maximalen Belastungsgrenzen der Rolltreppe angegeben und nicht überschritten werden. Weitere Sicherheitsstandards sind auch im Handbuch der American Society of Mechanical Engineers zu finden.

Die Zukunft

In den letzten Jahren wurden mehrere Innovationen im Fahrtreppenbau gemacht. So hat beispielsweise ein Unternehmen kürzlich eine Wendeltreppen-Rolltreppe entwickelt. Ein anderer hat eine Rolltreppe entwickelt, die für den Transport von Rollstühlen geeignet ist. Solche Fortschritte werden sich wahrscheinlich fortsetzen, wenn die Branche expandiert, um den sich ändernden Anforderungen des Marktes gerecht zu werden. Darüber hinaus erwartet die Branche einen Wachstumsschub, da unerschlossene Märkte wie China und Ungarn beginnen, die Vorteile der Fahrtreppentechnologie zu erkennen.