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Technik kurz erklärt Die Entwicklung der Rolltreppe

In unserer Serie „Technik kurz erklärt“ stellen wir Meisterwerke der Konstruktion und besondere Entwicklungen vor. Heute: die Rolltreppe.

Bereits 1859 hatte Nathan Ames die Vision von beweglichen Stufen vor Augen. Er entwickelte das erste Konzept für Rolltreppen, das allerdings zunächst keinen Erfolg hatte.
Bereits 1859 hatte Nathan Ames die Vision von beweglichen Stufen vor Augen. Er entwickelte das erste Konzept für Rolltreppen, das allerdings zunächst keinen Erfolg hatte.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Aus unserem Alltag ist sie nicht wegzudenken: Sie bringt uns nach oben, nach unten, mal schnell, mal langsam – die Rolltreppe, in der Fachsprache „Fahrtreppe“ genannt.

Urvater der Rolltreppe war Nathan Ames aus Massachusetts. 1859 meldete er seine „Revolving Stairs“ zum Patent an. Seine Idee dahinter: Ein dampfangetriebenes umlaufendes Band aus Stufen befördert Menschen von einem Stockwerk in das nächsthöhere oder -niedrigere, ohne dass eigene Muskelkraft benötigt wird. Sollte das Band einmal stillstehen, kann man immer noch die Stufen wie gewohnt besteigen und kommt an sein Ziel.

Lift verdrängt Rolltreppe

Doch Erfolg hatte er damit nicht. Denn zur gleichen Zeit brachte Elisha Otis den absturzsicheren Lift auf den Markt. Otis arbeitete zu der Zeit als Mechanikermeister bei einer Fabrik für Bettgestelle und wurde mit der Konstruktion eines Lastenaufzugs beauftragt. In diesem Zusammenhang begann er sich mit der Absicherung gegen einen Seilriss zu befassen. Seine Lösung:

  • Das Tragseil wird an einer harten Stahlfeder befestigt.
  • Durch das Gewicht der Kabine spannt sich die Feder.
  • Reißt das Seil, entspannt sich die Feder und rastet in Zahnschienen ein, die sich neben den Führungsschienen befinden.
  • Damit verfängt sich die Aufzugskabine und hält trotz gerissenen Seils.

Diese Erfindung war so erfolgreich, dass die „Revolving Stairs“ von Nathan Ames nie gebaut wurden; die Pläne für die fahrende Treppe verschwanden in der Schublade.

Wie es mit der Rolltreppe weiterging

  • 1892 lässt sich der US-amerikanische Ingenieur Jesse Wilford Reno aus Kansas einen „Endless Conveyor or Elevator“ patentieren. Er verzichtet auf die von Ames angedachten Stufen und entwickelt stattdessen ein schräges Laufband aus gerillten Holzplanken, dessen Zahnräder mithilfe eines elektrischen Motors angetrieben wurden. 1895 wird das Band im New Yorker Vergnügungspark Coney Island in Betrieb genommen und ist die erste je errichtete Anlage zur diagonalen Personenbeförderung. Da Renos Elevator bis zu 4.000 Personen pro Stunde befördern kann, macht die Rummel-Attraktion bald als Massentransportmittel in Kaufhäusern und im öffentlichen Leben Karriere.
  • Fast zeitgleich mit Reno reicht George A. Wheeler 1892 den Patentantrag auf seinen „Inclined Elevator“ ein. Wie das Ur-Modell von Ames befördert Wheelers Variante als geneigter Lift die Menschen auf endlosen Treppenstufen in die Höhe. Und wie Ames bleibt Wheeler das Erfinderglück versagt: Geschäftlich wenig talentiert, scheitert er an der Vermarktung und verkauft sein Patent 1898 an Charles D. Seeberger.
  • Seeberger lässt die Rolltreppe unter der Bezeichnung „Escalator“ als Warenzeichen schützen und verkauft sie mit hohem Gewinn weiter – an das Aufzugunternehmen von Elisha Otis. Dieser baut einen funktionsfähigen Prototyp. Auf der Pariser Weltausstellung von 1900 befördert er die Besucher des US-amerikanischen Pavillons auf dessen erste Etage.
  • Zehn Jahre später übernimmt das Unternehmen Otis auch das Reno-Patent und kombiniert dessen Rillenprofil mit Seebergers Stufen – die Geburtsstunde der Rolltreppe, wie wir sie heute kennen.
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Anders als in den USA brauchte die neue Technik hierzulande noch Jahre, um sich durchzusetzen. Zu groß war das Misstrauen vieler Menschen gegen das ungewohnte und nicht ganz ungefährliche Verkehrsmittel. Die erste deutsche Rolltreppe, wie wir sie heute kennen, wurde 1925 im Kölner Warenhaus von Leonhard Tietz installiert.

Technische Merkmale

So funktioniert die Rolltreppe: An einer Endloskette befestigt und von einem Elektromotor angetrieben, laufen Stufen aus Aluminiumdruckguss unablässig rundum. Dabei bilden die auf der Unterseite der Anlage abrollenden Stufen ein Gegengewicht zu den aufsteigenden. Wie ihr Verwandter, der Aufzug, muss auch die Fahrtreppe deshalb nur das Gewicht der Ladung – Personen samt Gepäck – tragen und Reibungskräfte überwinden.

  • Die Breiten der Stufen sind weltweit genormt und betragen 60, 80 oder 100 Zentimeter.
  • Standardisiert sind auch die Fahrgeschwindigkeiten, die hier zu Lande bei 0,5, 0,65 oder 0,75 Meter pro Sekunde liegen.
  • Müssen nur drei bis sechs Meter Förderhöhe überwunden werden, sind Rolltreppen meist 30, maximal 35 Grad geneigt; bei größeren Distanzen verlaufen sie etwas flacher.
  • Selten liegt die Einbauhöhe über 30 Meter.
  • Alle Fahrtreppen sind heute mit Nothalt-Schalter und Automatismen ausgestattet, um beispielsweise bei einem Stufenbruch oder eingeklemmten Gegenständen anzuhalten.
  • Auch an die Robustheit werden hohe Ansprüche gestellt. So muss eine Fahrtreppe in Bahnhöfen 140.000 Stunden absolvieren, das entspricht bei einer durchschnittlichen Betriebsdauer von zwanzig Stunden pro Tag immerhin zwanzig Jahren.
  • Fahrtreppen sollten wenig Strom verbrauchen. Deshalb laufen sie unbenutzt oft gar nicht oder mit verringerter Geschwindigkeit. Nähert sich ein Fahrgast, melden Radarsensoren, Lichtschranke oder Kontaktmatten dies an eine Steuerung, und die Anlage wird hochgefahren.

Ergänzendes zum Thema

  • Mit 137 m und einer Fahrzeit von knapp drei Minuten gibt es in einer U-Bahnstation in St. Petersburg die aktuell längste durchgängige Rolltreppe der Welt.
  • Die wohl kürzeste Rolltreppe der Welt ist in einem Düsseldorfer Kaufhaus zu sehen: Sie hat eine Förderhöhe von nur etwa einem Meter.
  • Die längste freistehende Rolltreppe Deutschlands ist die „Tube“ genannte Rolltreppe in der Elbphilharmonie in Hamburg.
  • Es gibt einige wenige Kurvenrolltreppen, die sich zum Beispiel im Minato-Mirai-21-Gebäude in Yokohama und in Kaufhäusern in Hongkong befinden. Durch die Krümmung muss sich die außen liegende Seite einer jeden Stufe schneller bewegen als die innen liegende Seite. Dies wird durch größere Räder an der weiter außen liegenden Seite gelöst. Durch die unterschiedlichen Belastungen und die stark beanspruchten gekrümmten Führungsketten ist der Verschleiß hoch und die Rolltreppe technisch anfällig.
  • Rolltreppen mit wechselnder Fahrtrichtung: Die Fahrtrichtung wird durch Statusanzeigen an den beiden Enden angezeigt. Der Wechsel der Fahrtrichtung kann dabei durch die erste die Treppe betretende Person geschaltet werden, durch Schaltuhren für Stoßzeiten oder andere Gegebenheiten, die den Verkehrsfluss bedingen, wie etwa einfahrende Züge in Bahnhöfen.

Quellen:

https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/eine-treppe-kommt-ins-rollen-a-719683/

https://www.spektrum.de/magazin/die-rolltreppe/829370

https://www.deutschlandfunkkultur.de/rolltreppe-erhaelt-patent-vor-125-jahren-neues-highlight-100.html

Dieser Beitrag stammt ursprünglich von unserem Partnerportal konstruktionspraxis.

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