Im Zuge eines Forschungsprojektes wurde an der TU Wien 2002 ein Mess-System patentiert, das im Rahmen von Feldmessungen interessante Daten über die Auswirkungen von Windbelastungen bei unterschiedlichen Aufstiegsanlagen liefert. Durch die Unterstützung der renommierten Seilbahnbauer DOPPELMAYR und LEITNER wird das System kontinuierlich weiterentwickelt, neue Fragestellungen können in Angriff genommen werden.

(V. l.) Robert Liehl, Gerd Huber und Klaus Hoffmann liefern interessante Daten zur Windsicherheit von Seilbahnen. Fotos: TU Wien

Im Rahmen einer Forschungs- bzw. Doktorarbeit an der TU Wien, die unter der Patronanz von Ao.Univ. Prof. Dipl.-Ing. Dr. Klaus Hoffmann stand, untersuchte Dipl.-Ing. Robert Liehl, Leitner GmbH Gießhübl, bisher wenig erforschte schwingungstechnische Probleme bei Seilbahnen. Dabei konnte das Auftreten von Querschwingungen bei unterschiedlichen Windverhältnissen bis hin zur meteorologischen Windstille nachgewiesen werden. Basis für die Untersuchungen war ein Mess-System, das unter anderem die Windrichtung und die Windgeschwindigkeit zwei- oder dreidimensional misst, und an einer Kabine bzw. einem Sessel der betreffenden Aufstiegshilfe platziert wurde. Auf diese Weise konnte das Verhalten des Fahrzeugs unter Windeinfluss völlig autark beurteilt werden.

Messfahrzeug Kabine auf der Seiseralm.

Von besonderer Bedeutung bei diesem Vorgang waren die Neigung in Quer- und Längsrichtung beim Auspendeln sowie die Fahrgeschwindigkeit und die Position des Fahrzeugs auf der Strecke. Beobachtungen des Betriebspersonals hatten im Vorfeld nämlich gezeigt, dass Querpendelschwingungen mit großen Neigungswinkeln nicht nur bei stark böigem Seitenwind auftreten können, sondern auch bei Windstille.Diese Beobachtungen konnten nun durch entsprechendes Datenmaterial quantifiziert werden. „Auf Basis unserer Messdaten haben wir festgestellt, dass es bei bestimmten Geschwindigkeiten eine Schwingungsanregung der Kabine von Zweiseilumlaufbahnen gibt. Dieses Phänomen zeigt sich bei einigen Zweiseilumlaufbahnen in einem niedrigen Fahrgeschwindigkeitsbereich von etwa 2 bis 3 m/s. Die üblichen Fahrgeschwindigkeiten liegen zwischen 4 und 6 m/s“, so Dr. Klaus Hoffmann, Vorstand des Institutes für Konstruktionswissenschaften und Technische Logistik der TU Wien.

Auch ein 4er-Sessel wurde auf Windsicherheit getestet.

Problem WirbelablösungEine Vermutung zur Ursache der Schwingbewegungen, lag in der periodischen Wirbelablösung an der Kabine als Folge des Fahrtwindes. Diese Vermutung wurde durch die Messungen bestätigt. Besonders starke Schwingungen entstünden, wenn die Wirbelablösefrequenz mit der Eigenfrequenz der Kabine identisch sei. Vermeiden könne man das Phänomen im Wesentlichen nur, indem keine länger andauernden Fahrten im kritischen Fahrgeschwindigkeitsbereich zwischen 2 und 3 m/s durchgeführt würden. „Dank des umfangreichen europäischen Normenwerkes nach denen Seilbahnen produziert werden, gibt es heutzutage ein sehr hohes, international vergleichbares Sicherheitsniveau. Jede Seilbahn muss gewisse Sicherheitschecks durchlaufen, bevor sie vom Betreiber in Betrieb genommen werden darf. Dennoch sind Fragen zur Windbelastung von Seilbahnen in Betriebsanleitungen oft sehr allgemein gehalten. So ist in den Betriebsanleitungen von Einseilbahnen, Sesselbahnen oder Kabinenbahnen angegeben, bis zu welcher Windgeschwindigkeit die Bahn noch in Betrieb bleiben kann. Bei konstantem Seitenwind von 50 bis 65 km/h ist die Grenze der Verfügbarkeit von Einseilumlaufbahnen normalerweise erreicht“, erläutert Robert Liehl, Leitner GmbH. Neben Windsensoren auf den Stützen, deren Daten nur bedingt repräsentativ für die Windverhältnisse entlang der gesamten Seilbahn seien, müsste in diesen Situationen zusätzlich die gesamte Seillinie durch das Betriebspersonal mittels Fernglas beobachtet werden. Dazu Prof. Dr. Klaus Hoffmann: “Auch bei geringen mittleren Windgeschwindigkeiten können kurzzeitige Windböen bereits zu kritischen Situationen führen. Hier sollen unsere Messdaten zusätzliche Informationen liefern, um in Zukunft auch genauere Angaben über das Schwingungsverhalten der Fahrzeuge von Seilbahnen bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen machen zu können.“Infos: www.tuwien.ac.at