Messtechnische und rechnerische Untersuchungen an einem Rettungsgerät

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Rettungsgeräte dienen dazu, dass sich Personen aus gefährlichen Situationen - z.B. aus brennenden Hochhäusern - selbst abseilen und somit in Sicherheit bringen können. Neben professionellen Rettungsgeräten, wie sie von Feuerwehrmännern, dem Militär, Seilbahngesellschaften oder der Polizei verwendet werden, sind in den letzten Jahren auch Modelle für den privaten Nutzer auf den Markt gekommen. Ein solches Rettungsgerät wurde am Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme mit dem Ziel untersucht, konstruktive Verbesserungen durchzuführen, so dass es einen dafür vorgesehenen, genormten Test positiv absolviert.
Wie die meisten Rettungsgeräte basiert auch das von uns untersuchte auf dem Prinzip der Fliehkraftbremse. Es enthält zwei Fliehkraftbremsen in der Bauweise von Simplex-Trommelbremsen. Die beiden Trommelbremsen werden mittels Zahnradgetriebe synchronisiert. Mit einem der Zahnräder ist eine Seilscheibe drehstarr verbunden. Um diese Seilscheibe ist ein Seil geschlungen, an dessen beiden Enden je ein Rettungsoverall mittels Karabiner eingehängt werden kann. So können sich mehrere Personen im Pendelverkehr aus bis zu 300 m Höhe abseilen.
Die wichtigste Eigenschaft solcher Rettungsgeräte ist die absolute Zuverlässigkeit unter allen denkbaren Betriebsbedingungen. Zur Überprüfung der Zuverlässigkeit liegt eine entsprechende Norm vor; die DIN EN 341. Diese Norm legt die Anforderungen und Prüfverfahren für Rettungsgeräte fest. In Anlehnung an diese Norm wurden am Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme messtechnische Untersuchungen durchgeführt. Dabei wurde überprüft, ob das Rettungsgerät für alle vorgesehenen Lastfälle (=30 kg, 75 kg, und 150 kg Abseilgewicht) in dem vorgeschriebenen Abseilgeschwindigkeitsbereich zwischen 0,5 m/s und 2,0 m/s bleibt.

Bei den Messungen traten folgende Schwachstellen des Rettungsgerätes zutage:
1. Der Werkstoff der Bremsbeläge war nicht hinreichend temperaturbeständig
2. Die tatsächliche Abseilgeschwindigkeit über- bzw. unterschritt die zulässigen Grenzwerte.
3. Bei Belastung mit einem Abseilgewicht von 150 kg wurde das Abseilgerät infolge Überhitzung zerstört.

Um ein tieferes Verständnis für die Wirkungsweise des Rettungsgerätes zu bekommen, wurde die Funktionsweise des Rettungsgerätes zusätzlich analytisch und mittels Simulation mit dem Mehrkörper-Simulations-Programm ADAMS untersucht.

Mittels analytischer Berechnung konnte die Abhängigkeit der Abseilgeschwindigkeit der Masse der Bremsbacken und von der Größe des Reibungskoeffizienten der Bremsbeläge erfasst werden. Mittels Simulation konnten die Vorgänge in der Fliehkraftbremse im Detail durchleuchtet werden.

Basierend auf den drei Untersuchungsmethoden (Messung, Rechnung, Simulation) konnten die relevanten Parameter des Rettungsgerätes so verändert werden, dass es nun unter allen vorgesehenen Lastfällen zuverlässig funktioniert.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/03/0531/10/06