نظام مصعد مبتكر ، الجزء الأول

نظام فريد مفصل في رسومات Otis التي تعود إلى سبعينيات القرن التاسع عشر ، والتي كانت بمثابة أول تصوير أمريكي لمصعد ركاب من قبو إلى بنتهاوس.

تاريخ النقل العمودي مليء بالعديد من "الأوائل" التي تحدد النقاط الرئيسية في تطوير أنظمة المصاعد الحديثة. تمت معالجة التحذير الذي يجب استخدامه في تقييم أي ادعاء بالأول في المقالات السابقة: هناك دائمًا احتمال أن يكون هناك مثال سابق ينتظر الاكتشاف ، وقد لا يكون للحدث الأول الحقيقي لشيء أي أهمية حقيقية أو دائمة . ومع ذلك ، فإن الإغراء المغري لاكتشاف - أو الأمل في أن تكون قد اكتشفت - أولًا حقيقيًا وتقديمه للعالم هو إغراء يصعب مقاومته. تتناول هذه المقالة المكونة من جزأين ما يبدو أنه أول منشور في الولايات المتحدة لمجموعة من الرسومات التي تصور تركيب مصعد للركاب من قبو إلى بنتهاوس. سيبحث هذا التحقيق في نظام المصعد الفريد الذي توضحه هذه الرسومات وتاريخ نشرها في أوائل سبعينيات القرن التاسع عشر.

في عام 1869 ، نشر Otis Brothers كتالوجًا مصورًا من 70 صفحة تضمن وصفًا تفصيليًا للمكونات وأنظمة السلامة المستخدمة في مصاعد الركاب والشحن. لسوء الحظ ، لم تتطابق الرسوم التوضيحية في الكتالوج تمامًا مع مستوى التفاصيل الموجود في النص. احتوى الكتالوج على 10 نقوش تصور أربعة محركات رفع مختلفة ، ورافعة شحن نموذجية مثبتة في السقف مدفوعة بالحزام ، وأسطوانة أمان أوتوماتيكية وبكرة ذاتية التزييت. على الرغم من أن نقشين يوضحان منشآت رافعة الشحن النموذجية ، لم يقدم أي منهما رؤية شاملة لنظام المصعد بأكمله (الشكلان 1 و 2). في العام التالي ، صححت الشركة هذا النقص بنشر كتيب من ثماني صفحات بعنوان وصف مصعد الركاب لسلامة براءات الاختراع من Otis، والتي تضمنت مجموعة رائعة من أربعة رسومات قدمت للقراء نظرة شاملة لأحد أنظمة مصاعد الركاب. تتألف الرسومات من قسم يمر عبر عمود المصعد من غرفة القبو الميكانيكية إلى البنتهاوس (مقسم إلى قطعتين عبر خطوط فاصلة مميزة) ، وخطة العمود التي تضمنت السيارة وعرض مخطط جزئي للمحرك ، وخطة من الحزم السقيفة وأجهزة السلامة (الشكل 3).

قدم نص الكتيب وصفًا تفصيليًا للمصعد واختتم بملاحظة أن التصميم الموضح في الرسومات تمت تغطيته بـ 12 براءة اختراع مختلفة. تم التأكيد على الحقيقة الأخيرة من خلال الإشارات إلى مكونات النظام الفردية ، والتي تضمنت سقاطة قفل أمان براءات الاختراع الخاصة بالشركة مع دبابيس ذاتية القفل ، وأسطوانة أمان مزدوجة تعمل ببراءة اختراع ، وحركة إيقاف أوتوماتيكي براءات الاختراع ، وفرامل براءة اختراع ذاتية الفعل ، وبكرة سائبة ذاتية التزييت براءات الاختراع. بالإضافة إلى هذه المكونات ، أشار كتالوج 1869 أيضًا إلى اتصال أوتيس براءات الاختراع لسلامة الحزم والمكابح وإيقاف أمان براءات الاختراع. في الواقع ، من الممكن العثور على مرجع براءة اختراع لكل جانب من جوانب مصعد Otis 1870 تقريبًا. حددت دراسة استقصائية لسجل براءات الاختراع الأمريكية 17 براءة اختراع مُنحت لأفراد من عائلة أوتيس بين عامي 1860 و 1873 ، وكما لوحظ أعلاه ، تم تطبيق 12 براءة اختراع على مصعد أوتيس الجديد (الجدول 1). على الرغم من أن تاريخ الانتهاء هذا يقع بعد نشر الكتيب ، فقد تم اختياره لأن براءة الاختراع النهائية المرتبطة بمصعد الركاب صدرت في يناير 1873. هذه المجموعة من المواد (12 براءة اختراع وكتالوج 1869 وكتيب 1870 بمجموعة رائعة من النقوش. ) بإجراء تحقيق شامل لمصعد الركاب لسلامة براءات الاختراع التابع لشركة Otis.

أكثر براءات الاختراع شهرة هي ، بالطبع ، براءة اختراع إليشا أوتيس لعام 1861 لجهاز الأمان الخاص به الذي يستخدم السقاطة والدبابيس. ركض السقاطة على ارتفاع العمود بالكامل وعملت كمرشدين للسيارة. كانت الدلافين موضوعة على عارضة السيارة المتقاطعة وتم إطلاقها بفعل نابض. وصف كتيب Otis لعام 1870 السقاطة على النحو التالي:

"دعامات الأمان هذه مصنوعة من الحديد ، وهي ثقيلة جدًا ولها أقوى شكل ممكن. الأطراف السفلية لها تأثير ثابت على الأرض ، ويتم تمديد الخطين عموديًا إلى أعلى نقطة ترتفع إليها السيارة. إن تشكيل سلالم الأمان هو مثل تقديم سلسلة من التروس على شكل خطاف إلى الدلافين ، متصلة بالسيارة على مقربة منها ، وعلى فترات ، تقتصر على 3 بوصات ، طوال مسافة الجري بأكملها. تحتوي هذه التروس ، والأجزاء التي تعمل عليها ، على شكل غريب يضمن قفلًا مثاليًا معًا بعد أدنى اتصال عند النقاط مباشرة ويجعل الفصل أيضًا مستحيلًا ، إلا من خلال أداة حبل الرفع ، عندما يكون ذلك مناسبًا. متصل ومن أجل العمل ".

كانت الدلافين مصنوعة أيضًا من "الحديد الثقيل" ، وعندما "تُجبر. . . ملامسة لسلاسل الأمان "قادرة على تحمل وزن السيارة بالكامل" وحملها. لأن أسنان السقاطة كانت متباعدة عند 3 بوصات. الفواصل الزمنية ، وصف أوتيس أيضًا هذه السلامة بأنها "جهاز ميكانيكي لتقليل المسافة التي يمكن للسيارة في أي وقت أن تسقط فيها إلى 3 بوصات ، في حالة كسر حبال الرفع." في أوائل سبعينيات القرن التاسع عشر ، أنتجت أوتيس رسمًا منظوريًا يوضح مكونات السلامة المختلفة (الشكل 1870).

تعمل السقاطة أيضًا كمرشدين لتوجيه حركة السيارة ، ووصفت المناطق المحيطة بأسنان السقاطة بأنها "أدلة حديدية مسوية". تم تجهيز الجزء العلوي والسفلي من السيارة بـ "ترس تشغيل" مكون من "عجلات ذات أطراف من المطاط الصلب. . . مدعومة بحواف من الحديد ". توفر معدات الجري ذات العجلات "أمانًا مثاليًا ضد الإزاحة" ، بالإضافة إلى "مرونة كافية للتعويض عن أي اختلاف طفيف في المواضع النسبية للأدلة" وضمنت "محملًا مثاليًا في جميع النقاط ، وتحررًا كاملاً من أي خشخشة أو عدم انتظام من الحركة ". وصفت براءة الاختراع لعام 1873 أن معدات الجري كانت:

". . . مصمم لتسهيل التشغيل الصامت للسيارة المتحركة عموديًا في تلك الفئة من المصاعد المستخدمة عادةً في الفنادق والمستودعات وما إلى ذلك ، ولضمان قدر أكبر من المتانة وتشغيل شبه مثالي أكثر مما تم اكتشافه عمليًا حتى الآن بالوسائل التي تم تصميمها حتى الآن لهذا الغرض . وهو يتألف من مجموعة من الأدلة الثابتة ، ذات الأسطح الناعمة أو المرنة ، مع المعدن أو بكرات التوجيه الأخرى أو الشرائح التي تحملها السيارة ، حيث يتم تأمين الأشياء المرغوبة بشكل فعال. "

تشبه رسومات براءات الاختراع إلى حد كبير صور معدات الجري الموجودة في منشور عام 1870 (الشكلان 5 و 6).

تناولت خمس براءات اختراع جوانب مختلفة من محرك الرفع الذي يعمل بالبخار. تتعلق ثلاث براءات اختراع بفرامل المحرك المتصلة مباشرة بصمام التحكم في تشغيل / إيقاف المحرك بحيث يتم تحرير الفرامل أو تعشيقها تلقائيًا عند بدء تشغيل المحرك أو إيقافه. تضمن كتيب 1870 الوصف التالي:

"تجمع بين المحرك وترس الرفع فرامل قوية ، يتم ترتيبها بحيث يتم تشغيلها وتحريرها من العمل في وقت واحد مع إيقاف وبدء تشغيل المحرك مما يتسبب في عدم الاحتكاك غير الضروري أثناء تشغيل الماكينة ، ولكن تثبيت الجهاز بالكامل غير متحرك عندما يكون مطلوبًا الوقوف في أي وقت لاستقبال أو تفريغ الحمولة أو الركاب ".

تتعلق براءة الاختراع الأمريكية رقم 68,783،XNUMX لشركة Otis بتشغيل المحركات البخارية ذات الأسطوانة المزدوجة ، والتي كانت عادةً "مستخدمة في قيادة جهاز الرفع العادي". ادعت الشركة أن كفاءة هذه المحركات تعتمد على "التحكم الذي يكون أو يمكن أن يكون على عكس أفعالها لرفع أو خفض البضائع" وأن تصميمها لم يوفر "الاستقرار والمتانة فقط. . . لكن تحكم سهل. . . بطريقة بسيطة نسبيًا ".

تم تبسيط الوصف الفني المفصل لبراءة الاختراع إلى حد ما في كتالوج 1869:

"المحرك ذو أسطوانة مزدوجة وقابل للانعكاس ؛ يتم توصيل كلتا الأسطوانتين بعمود واحد ، مع ضبط السواعد بزاوية قائمة لتجنب التوقف عند المراكز. يُسمح بالمرور للبخار ، ويمر العادم من الأسطوانات عبر صمام واحد ، يتم ترتيبه لعكس التيار أو التحقق من تدفق البخار بحركة بسيطة أو تغيير موضعه. نفس الحركة التي تغلق البخار عن الاسطوانات تغلق أيضًا فتحة العادم وتجعل الحركة الإضافية في المحرك مستحيلة. وبهذه الطريقة ، تكون السيارة دائمًا تحت السيطرة ، سواء في الحركة لأعلى أو لأسفل ، طالما أن التروس والتوصيلات سليمة. الفتحات الموجودة في الصمام العكسي التي تتصل من وإلى الأسطوانات ، عندما تقوم السيارة برحلة إلى أسفل ، متدرجة لتلائم العلاقة المتغيرة وعمل التحميل ، وبالتالي يتم منع أي حركة سريعة بشكل مفرط ".

بالإضافة إلى ضمان التشغيل السلس للمحرك ، عالجت براءة الاختراع الأمريكية رقم 83,725 لشركة Otis عاملاً رئيسياً آخر - الضوضاء:

"السمة أو الهدف الرئيسي لاختراعنا هو تشغيل جهاز الرفع بما يمكن تسميته بالسرعة السريعة ، بدون ضوضاء غير مقبولة - وهو اعتبار مهم حيث تم تصميمه للاستخدام الفندقي ولأغراض أخرى. لتحقيق ذلك ، نستخدم براغي لا نهاية لها ، تعمل في عجلات دودية. "

قدم كتيب عام 1870 وصفًا مفصلاً لتنفيذ أحد أشكال هذا النظام ، والذي يبدو أنه لم يستخدم التروس الدودية المشار إليها في براءة الاختراع:

"لمنع الضوضاء ، وكذلك لتجنب الجرة بالضرورة التي تحضر استخدام التروس بمعدل سرعة سريع ، يتم توصيل الحركة من المحركات إلى معدات الرفع (عند الإزالة الأولى) عن طريق حزام قوي. التوليفتان الثانية والثالثة ، المطلوبة في تمديد الاتصال بأسطوانة اللف الكبيرة ، يتم إجراؤها عن طريق التروس الدقيقة للقطع الآلي ، حيث يتم وضع كل تغيير في قطار التروس في نسختين ، ويتم وضع الأسنان في واحد مقابل الفراغات في نظيره. توفر هذه الطريقة أو مضاعفة تحمل التروس ، والكمال الذي يتم به صنع العجلات وتعديلها ، والحركة البطيئة التي تعمل بها ، أفضل إعفاء من الضوضاء أو الجرة في جميع الظروف. هذه الدقة في آلية المحرك والتروس ضرورية نتيجة لحقيقة أن أي تفاوت في الحركة في هذه المرحلة سوف يتضاعف بشكل كبير في السيارة وينتج عنه تأثير بغيض للغاية ".

كانت ميزة أمان المحرك النهائية هي Stop Motion ، الحاصلة على براءة اختراع في عام 1865. تم توصيل هذا الجهاز بأسطوانة اللف بحيث لا يتجاوز سفر السيارة الحدود المعينة مسبقًا (منجم التركيز):

". . . براءة اختراع Stop Motion. . . يتم ضبطه للتشغيل من خلال العدد الدقيق للثورات المطلوبة للقيام برحلة واحدة بين الجزء السفلي والجزء العلوي من الرافعة ، ثم إيقاف المحرك ، وبعد ذلك لا يمكن أن يبدأ مرة أخرى بدون فعل المصاحب ، وبعد ذلك فقط في الاتجاه المعاكس."

تم وصف أسطوانة اللف بأنها مصنوعة من الحديد ، "منتهية بعناية" و "مخدد حلزونيًا لتناسب ملف الكابل السلكي عند لفه عليه ، مما يحافظ على أسطح هذا الأخير من التلامس والاحتكاك والتآكل غير الضروري." تضمنت نتائج براءات الاختراع هذه محركات الرفع الوطنية والمتروبوليتان من Otis ، مع محرك الرفع الموضح في نقش 1870 الذي يشبه تصميم المحرك الوطني (الأشكال 2 و 7 و 8).

سيتناول الجزء الثاني من هذه المقالة الميزات المتبقية لمصعد الركاب لسلامة براءات الاختراع لعام 1870 من Otis ، بالإضافة إلى تاريخ نشر الرسومات التي شكلت أول تصوير أمريكي لمصعد ركاب من قبو إلى بنتهاوس.