Felvonó

Klasszikus felvonó a 20. század elejéről

A felvonó vagy köznapi nevén lift az emelőgépek egyike, mely embereket vagy tárgyakat szállít épületek, hajók, bányák vagy más szerkezetek emeletei, szintjei vagy fedélzetei között 30°-nál meredekebb pályán rögzített vezetősínek között mozgó járószéken vagy lapon. A felvonókat általában elektromotorral hajtják, mely energiáját ellensúlyokkal kombinált kötélrendszer vagy hidrosztatikus hajtás közvetíti a felvonó felé. Ez utóbbinál a motor közvetlenül szivattyút hajt, az ezzel szolgáltatott nagynyomású folyadékáram munkahenger dugattyúját mozgatja. Az építészeti előírások bizonyos emeletmagasság felett előírják felvonó(k) beépítését. Magyarországon az ÉMI 1913. évi nyilvántartása szerint összesen 37 120 lift és mozgólépcső üzemel, ebből csak Budapesten 20 640.

Története

Konrad Kyeser terve (1405)

A felvonó első említése a római építész, Vitruvius könyvében található, aki megemlíti, hogy Arkhimédész első felvonóját valószínűleg i.e. 236-ban építette. A 17. században angol és francia palotákban építettek felvonókat. Az első felvonók mozgatását kötéldobokkal és csigákkal oldották meg. Ivan Kulibin 1793-ban a Téli Palotában csavarorsó mozgatású felvonót épített. Néhány évvel később Kulibin egy másik felvonót épített a Moszkva környéki Archangelszkojében. 1823-ban Londonban "emelő szobát" helyezett üzembe két építész, Burton és Hormer. A szerkezet a turisták számára épült fizetős látványosság volt a város panorámájának bemutatására. 1835-ben egy szíjhajtású, ellensúlyos felvonó épült Angliában. A 19. század közepétől gőzgéppel hajtott felvonókat kezdtek alkalmazni először a bányákban, majd ipari üzemekben is. 1846-ban Sir William Armstrong feltalálta a hidraulikus darut, melyet eredetileg a londoni dokkokban teherhajók rakodására szántak, majd felvonókat is építettek az elv alapján. A járószéket emelő hosszú, függőleges hidraulikus munkahenger beépítése azonban magasabb épületekben nem volt célszerű, mert a henger igen mélyre nyúlt volna a talajba, ezért később csigasorral hajtott emelőgépeket kezdtek alkalmazni.

Elisha Otis felvonóra beadott szabadalmi rajza 1861. január 15-én

1952-ben Elisha Otis feltalálta a biztonságos felvonót, mely lefékezi a járószéket a kötél esetleges elszakadásakor. A konstrukció nagyon hasonló volt ahhoz, amit ma is alkalmaznak. A szerkezet lényege az volt, hogy a felfüggesztő kötél egy rúgóval terhelt féket lazított. A rugó a féket a felvonó vezetősínjéhez szorította, ha a kötél elszakadt, így a járószéket megállította. Otis szabadalma szerint a fogazott fék a vezetősín fogaiba akadt meg, ma önzáró fékszerkezeteket használnak. A berendezés működéséről életveszélyes bemutatót tartott a new yorki Kristály Palotában az 1854. évi világkiállításon. 1857-ben szerelték fel az első Otis felvonót a Broadway 488. sz. házába. Az által alapított Otis Elevator Company ma is a világ legnagyobb felvonó gyártó vállalata. Az első elektromos hajtású felvonót Werner von Siemens építette 1880-ban Németországban.

Frank Sprague amerikai feltaláló, az elektromos hajtás egyik nagy fejlesztője és elterjesztője vállalkozást alapított elektromos hajtású felvonók gyártására. A vállalat 584 felvonót gyártott, melyek lényegesen biztonságosabbak, gyorsabbak és terhelhetőbbek voltak, mint gőzgép hajtású vagy hidraulikus versenytársaik. 1895-ben a vállalkozást eladta az Otis cégnek. Anton Freissler feltaláló továbbfejlesztette Siemens elveit és sikeres vállalkozást indított az Osztrák-Magyar Monarchiában. 1874-ben J.W. Meaker szabadalmaztatta a felvonó ajtajának biztonságos nyitását és zárását biztosító szerkezetet. 1882-ben, amikorra a hidraulikus hajtás már megbízható technikának számított, egy vállalt született, mely később a "London Hydraulic Power Company" nevet vette fel. Ez a társaság 184 mérföld (~395 km) hosszú nagynyomású hidraulikus csőhálózatot hozott létre Londonban a Temze mindkét oldalán. A hálózat mintegy 8000 gépet működtetett, többnyire felvonókat és darukat.

1887-ben Alexander Miles of Duluth amerikai feltaláló szabadalmaztatott egy önműködő ajtókkal rendelkező felvonót, mely működés közben a felvonó összes emeleten lévő ajtaját zárva tartja. 2000-től Argentinában eladásra kínálnak vákuum-hajtású felvonókat.

• 19. század végi felvonó szerkezetek a Pallas nagy lexikonából
• 
  Gőzgéppel hajtott bányafelvonó
• 
  Közvetlen működésű hidraulikus felvonó
• 
  Közvetett működésű hidraulikus felvonó

Köteles felvonók

Felvonó elrendezések a-felsőgépes,
b-alsógépes, c-oldalgépes, d-csigás (kötélkorongos), e-alsócsigás,
f-ikerjárószékes, g-kettős felfüggesztésű.
1-járószék, 2-hajtótárcsa, 3-terelőkorong, 4-ellensúly, 5-kötél, 6-épület fala

Ékes fogókészülék erőjátéka

Ma legelterjedtebbek a köteles hajtású felvonók. A kötelet nagy átmérőjű, megfelelő horonnyal ellátott hajtótárcsába fektetik, melynek egyik vége legtöbbször magát a járószéket tartja, másik vége pedig vagy az álló tartószerkezethez vagy egy ellensúlyhoz van kikötve. Az ellensúly alkalmazása az emelendő teher csökkentését célozza. A hajtótárcsát többnyire csigahajtóművön keresztül háromfázisú villanymotor hajtja, de vannak egyenáramú motorral hajtott felvonók is, melyek fordulatszám szabályozása könnyebben megoldható. Gyorsabb felvonóknál a szintbeállítás pontosságának növelése érdekében háromfázisú kétsebességes vagy egyenáramú motort alkalmaznak. Vannak kötéldobos felvonók is, ahol a kötél egyik végét a dobhoz erősítik. Ilyen esetben az ellensúly külön kötélágat használnak, mely szintén a dobhoz van erősítve. A hajtótárcsa a motor nyomatékát súrlódás útján adja át a kötélnek. A súrlódás növelése érdekében a kúpos horonyba illeszkedő kötél a kötelet húzó terhelésnél nagyobb normális erővel feszül a falnak. A hajtómű gyors tengelyére kötelezően önműködő elektromágneses féket építenek, mely a motor indításakor nyit és kikapcsoláskor súly vagy rúgó hatására zár. A féknek a járószék lassításában van szerepe, de álló helyzetben is meg kell hogy tartsa a berendezést. A hajtómű gyors tengelyén kézikereket alkalmaznak, mellyel üzemzavar (például feszültségkimaradás) esetén a járószéket kézi erővel valamelyik emeletre mozgatják.

A felvonó mozgását az aknában acélsínek vezetik, melyekhez a járószék súrlódó pofákkal vagy görgőkkel csatlakozik. A járószéket fogókészülékre erősítik, hogy egy esetleges kötélszakadás esetén ne zuhanjon le. Az igénytelenebb esetekben használt ékes fogókészülékek fékezőpofái ék alakúak és úgy vannak kialakítva, hogy kötélszakadás esetén a járószék súlya ráfeszítse a vezetősínre. Az ékszögek és a súrlódási tényező megfelelő megválasztásával önzárás alakul ki, aminek következtében a lezuhanó járószék hirtelen, rendszerint nagy gyorsulással és zajjal áll meg. Alkalmaznak állandó erővel fékező fogókészüléket is, melyeknél a kötélszakadáskor fellépő legnagyobb gyorsulás értékét előre be lehet állítani.

Az ellensúly tömege általában a járószék és a teher felének összege szokott lenni, ekkor kell ugyanis a legkisebb teljesítményű motort beépíteni.

Hidraulikus felvonó a Lehel téri piacon

Az egykori World Trade Center kettős tornyának gyorsliftjei és helyi felvonói

Teherfelvonó járószéke belülről

Hidraulikus felvonók

Kisebb magasságra (legfeljebb 4-5 szintre) hidraulikus felvonókat is építenek. Igen megbízhatóak, csendes üzeműek. Ha a teleszkópos munkahenger közvetlenül emeli a járószéket, ellensúlyt nem alkalmaznak, van azonban olyan megoldás is, amelynél a munkahenger a kötelet húzza, ilyenkor a köteles felvonóknál szokásos ellensúlyt is felszerelik. Energiatakarékos megoldás a hidraulikus akkumulátor alkalmazása is. A hidraulikus felvonóknál csőtörés elleni védelmet építenek be. A hidraulikus felvonók egyik előnye, hogy a hidraulikus tápegység az akna 25-20 m-es körzetén belül bárhol elhelyezhető, így elkerülhető a köteles felvonók szokásos felső gépház alkalmazása. A hidraulikus hajtás elemei jó minőségben és viszonylag alacsony áron kaphatók a kereskedelemben.

Egyéb hajtások

Teherfelvonóknál kis emelési magasság esetén alkalmaznak csavarorsós hajtást és ollós asztalokat is. Ilyenekre példa egyes garázsokban a gépkocsik felemelésére szolgáló felvonó illetve a szervizállomások autóemelői.

Biztonsági berendezések

A biztonsági berendezések legfontosabbika a kötélszakadás elleni védelmet jelentő önműködő fogókészülék. Személyszállító felvonók aknája zárt, régebben a lépcsőház közepén dróthálóval védett volt, ma lakóépületekben fallal körülhatárolt cső, de építenek panorámalifteket, melyek épületek külső falán kívül közlekednek és csak az épület belseje felé zártak. A járószék (felvonó fülke) is zárt. A felvonó ajtaja és az akna ajtajai csak akkor nyithatók (vagy önműködően kinyílnak) ha a járószék pontosan szinthez ért. Ilyenkor a többi szint ajtaját nem lehet kinyitni. Nagyobb sebességű felvonókba sebességhatároló szerkezetet kell beépíteni, mely a tervezett sebesség adott értékkel való túllépése esetén fékezi a járószéket. A sebességhatárolót a tehetetlenségi vagy centrifugális erő működteti. A személyfelvonók fülkéit villamos vészjelző csengővel kell felszerelni, amellyel a bennrekedt utasok jelezni tudják az üzemzavart. A mechanikus biztonsági berendezéseken kívül villamos biztonsági érintkezőkkel is felszerelik a felvonókat, amelyek a hibás működés esetén leállítják a berendezést illetve nem engedik elindítani.

A felvonók felhasználása

• Személyfelvonók. Emberek szállítására szolgálnak egy épület emeletei között. Kapacitásuk egyetlen főtől néhány tucat utasig terjed. Néhány emeletre gyakran hidraulikus, magasabbra mindig hajtótárcsás-köteles felvonók használatosak. Magas épületeknél (felhőkarcolóknál) gyorslifteket és helyi felvonókat vegyesen használnak. A gyorsliftek csak kitüntetett szinteken állnak meg, ahonnan a helyi felvonókra átszállva lehet a kívánt emeleteket elérni. Különleges személyfelvonók készülnek kórházaknak illetve kerekes székkel közlekedők számára, akiknek egy néhány lépcsőfok leküzdése is nehézséget okoz. Régebben nagy forgalmú középületekben folyamatos üzemű felvonókat, úgynevezett páternosztereket is építettek.

• Teherfelvonók nem személyek hanem teher szállítására szolgálnak. Magasabb épületeket a személyliftek mellett általában bútorok szállítására alkalma teherliftekkel is felszerelik. Ezekben a személyszállítás általában tiltott, de átmenetileg (például a többi felvonó javításakor) lehetővé teszik a személyforgalmat is. Ennek azonban feltétele, hogy a megfelelő biztonsági berendezésekkel el legyenek látva. A teherfelvonók mérete és terhelhetősége általában meghaladja a személyfelvonókét. Építhetők kézzel nyitható-csukható ajtókkal és általában erősebb padlóval rendelkeznek, hogy ellenálljanak nagyobb terhek rakodásánál esetleg fellépő erősebb igénybevétellel.
• Ételfelvonók kisebb, legtöbbször kézi működtetésű szerkezetek, az ebédlő és az egy szinttel lejebb fekvő konyha közötti étel és edényforgalmat bonyolítja le.
• Építkezési felvonók. Ideiglenesen telepített emelőgépek, melyek egy építkezés folyamán segítik az építőanyagok (tégla, habarcs, festék) felszállítását a megfelelő szintre. Személyszállításra nem használhatók.
• Gépkocsi felvonók. Többszintes garázsokban, szervizállomásokon, gépkocsiszalonokban az autók emelésére szolgáló berendezés.
• Csónak- és hajófelvonók. Kisebb csatornáknál a különböző szintű részek áthidalására zsilipek helyett hajófelvonókat is létesítenek.
• Színpadi felvonók vagy süllyesztők színpadtechnikai berendezések. Az egész színpad vagy egyes részeinek felemelésére szolgál díszletekkel, kellékekkel és színészekkel egyetemben.
• Repülőgép felvonók. A repülőgéphordozók hangáraiból a repülőfedélzetre emelik a felszállásra készülő repülőgépeket.

Híres hosszú és gyors felvonók

Név	Sebesség	Hossz	Felállítás helye	Tervező	Üzembehelyezés	Megjegyzés
Burj Khalifa	9 m/s	504 m	Egyesült Arab Emírségek, Dubaj	OTIS Elevators	2009	A világ leghosszabb felvonója
Kollhoff-Tower	8,65 m/s	90 m	Németország, Berlin	ThyssenKrupp Felvonóművek	1999	Európa leggyorsabb felvonója
Olimpia torony, München	7,00 m/s	182 m	Németország, München	Haushahn	1968	Menetidő a tetőig: 27 s; 0–7 m/s: 4,5 s
Florián torony, Dortmund	4 m/s	151,55 m	Németország, Dortmund	Schindler Felvonók	1959	Teljes menetidő: 40 s
Augustinum Mölln	2,5 m/s	115 m	Németorszég, Mölln	Hütter-Felvonók	2001	Nagy sebességű ferde felvonó
Európa trorony Frankfurt	6 m/s	240 m	Németország, Frankfurt am Main	Schindler Felvonók	1978	A látogatható szint 1997 óta be van zárva
Faja dos Padres (Panoráma felvonó)	1 m/s	250 m	Portugália, Madeira	?	?	
TV torony Nürnberg	6,3 m/s	193 m	Németország, Nürnberg	Schindler Felvonók	1979	A látogatható szint be van zárva
Hammetschwand-Lift	3,15 m/s	152,81 m	Svájc, Bürgenstock	Schindler Felvonók	1905/1990	Európa legmagasabb külszini felvonója
Jin-Mao felhőkarcoló	9 m/s	340 m	Kína, Sanghaj	Mitsubishi Electric Elevator	1997/1998	
Stuttgarti TV torony	5 m/s	150 m	Németország, Stuttgart	Haushahn	1956/2003
Taipej 101	16,8 m/s fel 10 m/s le	448 m	Tajvan, Tajpej	Kone	2004	Toshiba építette
Posta torony	6 m/s	156 m	Németország, Bonn	Schindler Felvonók	2001
Donauturm	6,1 m/s	213,5 m	Ausztria, Bécs	Kone	1964	Megnyitásakor Európa leggyorsabb express felvonója volt. Az erős szél miatti torony kilengések idején csökkentett sebességgel közlekedik.

Forrás

A Wikimédia Commons tartalmaz Felvonó témájú médiaállományokat.

• Révai nagy lexikona
• Pattantyús Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 4. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1962.
• Pattantyús Á. Géza: A gépek üzemtana. 14. lényegesen átdolgozott és bővített kiadás. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983. ISBN 963-10-4808-X
• Lukács László: Felvonók tervezése, kiválasztása
• 113/1998. (VI. 10.) Korm. rendelet a felvonókról
• ÉMI felvonó nyilvántartás
• Hlatky Endre: Felvonók méretezése
• Bánréti Tibor: Felvonók energia-hatékonysága
• Amit a liftekről érdemes tudni...