المصاعد الهيدروليكية في أوروبا والولايات المتحدة

في مقال التاريخ هذا ، نتعلم أن تقنية VT كانت قصة دولية منذ البداية.

كان تاريخ تكنولوجيا النقل العمودي ، منذ البداية ، قصة دولية. طوال القرن التاسع عشر ، كان المهندسون والمخترعون والمصنعون في أوروبا والولايات المتحدة على دراية بأنشطة بعضهم البعض من خلال المقالات المنشورة في المجلات التقنية وسجل براءات الاختراع والسفر. ومع ذلك ، في حين أنه لم يكن من غير المعتاد أن تقوم الصحافة الفنية في دولة ما بالإبلاغ عن حدث وقع خارج حدودها ، إلا أن الدراسات الدولية المقارنة كانت نادرة. تم نشر واحدة من أولى هذه الدراسات في عام 19. Die Hebezeuge (الرافعات)، للمهندس الألماني أدولف إرنست (1845-1907) ، احتوى على فحص واسع للرافعات والمصاعد الصناعية ورافعات الشحن ومصاعد الركاب في ألمانيا وفرنسا وإنجلترا والولايات المتحدة. تناول هذا الفحص مجموعة واسعة من تقنيات المصاعد ، بما في ذلك الأنظمة الهيدروليكية ، ويشكل عدسة مثيرة يمكن من خلالها مشاهدة الماضي.

تطور اهتمام إرنست بهذا الموضوع في وقت مبكر من حياته المهنية. بعد تخرجه من المدرسة الثانوية عام 1863 ، وبدلاً من متابعة اهتمامه بالهندسة الميكانيكية في الجامعة ، التحق بالقوى العاملة وتولى منصبًا في Weber Maschinenfabrik في برلين. بعد عام ونصف من العمل ، قرر أن يواصل تعليمه في مدرسة تجارية محلية ، برلين Gewerbeinstitut ، والتي وفرت التدريب لمتخصصي التصنيع. توقف تعليمه في عام 1866 بسبب الخدمة العسكرية خلال الحرب النمساوية البروسية. في عام 1868 ، انضم إلى E. Becker Maschinenfabrik في برلين. كان إدوارد بيكر (1832-1913) يعمل أيضًا في Weber Maschinenfabrik. غادر في عام 1866 ليؤسس شركته الخاصة ، والتي سرعان ما رسخت مكانتها كشركة مصنعة رائدة لمصاعد الشحن والمصاعد الصناعية. كانت هذه مقدمة إرنست الرسمية لعالم VT. ومع ذلك ، في حين أن هذه التجربة كان لها تأثير كبير على المهندس الشاب ، فقد غادر بعد عام واحد فقط للسفر إلى إنجلترا ، حيث خطط للعمل وتحسين مهاراته اللغوية. أثناء وجوده هناك ، عمل في شركتين مرتبطتين بصناعة السكك الحديدية.

في عام 1870 ، أجبر وفاة والدته على العودة إلى ألمانيا. هناك ، انضم إلى Maschinenfabrik von L. Schwartzkopff في برلين ، والتي تخصصت في بناء القاطرات. ومع ذلك ، فإن اندلاع الحرب الفرنسية البروسية في منتصف عام 1870 أعاده إلى الخدمة العسكرية. أصيب إرنست مرتين خلال الحرب ، وأدت إصابته الثانية إلى حالة صحية مدى الحياة تتطلب رعاية مستمرة. خلال فترة النقاهة الأولية الطويلة ، عاد إلى المدرسة ، مرة أخرى لمتابعة الدراسة في برلين Gewerbeinstitut. أثناء وجوده هناك ، التقى بالبروفيسور هيرمان ويب ، الذي شجعه على متابعة دراسة المصاعد ، مما أدى إلى كتابة إرنست لتحليل نقدي لتطور الرافعة من عام 1855 إلى عام 1875. أكمل دراسته في عام 1876 وتولى منصبًا في هيئة التدريس في Halberstadt Gewerbeschule كمدرس للهندسة الميكانيكية. بعد أن استقر في منصبه الجديد ، بدأ العمل فيه يموت Hebezeuge. كان أمله (وهدفه) هو استخدام الكتاب كوسيلة لتعزيز حياته المهنية. في الواقع ، كان نجاح الكتاب كبيرًا لدرجة أنه عُرض عليه في عام 1884 منصبًا في Technische Hochschule (الكلية التقنية) في شتوتغارت.

يموت Hebezeuge هو كتاب مثير للاهتمام. بينما اشتهر باسمه المختصر ، العنوان الكامل ، نظرية وانتقاد بناء الرافعة (Die Hebezeuge Theorie und Kritik Ausgeführter Konstruktionen)يتحدث عن منهجيته التحليلية. كان نهجه عمليًا أيضًا. في مقدمة الكتاب ، شكر شخصين فقط بالاسم: هيرمان ويب و "معلمه في الممارسة ، السيد إي بيكر في برلين".^[1] كان هذا النهج القائم على الممارسة واضحًا في العنوان الفرعي للكتاب: كتيب للمهندسين والمعماريين ودليل الدراسة الذاتية للطلاب، وفي الصيغ الرياضية العديدة التي تم توفيرها لشرح المنطق الكامن وراء التشغيل الميكانيكي لأنظمة ومكونات المصاعد. كان نهج إرنست أيضًا أكاديميًا. أظهر استخدامه للحواشي السفلية الطبيعة العلمية لتحقيقه وسمح للقراء بمتابعة معلومات إضافية. أخيرًا ، كان الكتاب غنيًا بالرسوم الإيضاحية. تضمن النص الرئيسي 306 رسومًا إيضاحية ، وتضمن الأطلس المصاحب 46 صفحة مطوية مليئة بحوالي 400 رسم.

تم تقسيم المحتوى في المصاعد الهيدروليكية إلى قسمين: أنظمة التمثيل المباشر وغير المباشر (اعتمد الأول على مكبس لتحريك السيارة ، بينما استخدم الأخير الحبال). قدم إرنست هذا الموضوع مع ملاحظة أن الأنظمة المباشرة كانت عادةً أكثر أمانًا من الأنظمة غير المباشرة. تم وصف أنظمة التمثيل المباشر أيضًا على أنها الخيار الأساسي لمصاعد الركاب ، حيث تستخدم مصاعد الشحن أنظمة التأثير المباشر فقط عندما تكون ارتفاعات الرفع معتدلة أو كانت الأحمال كبيرة. كانت هذه الملاحظة أوروبية بشكل قاطع من حيث أنها تجاهلت الوجود المكثف لمصاعد الركاب الأمريكية التي تعمل بالبخار ونظام الركاب غير المباشر التابع لشركة William E. Hale.

بدأ نقاشه حول أنظمة التمثيل المباشر بلمحة عامة موجزة عن العمل الرائد للمهندس الفرنسي فيليكس ليون إدو (1827-1910). أقر إرنست بأن "مصاعد الركاب البسيطة والمباشرة لم تصبح معروفة إلا لدوائر أوسع في القارة من خلال المصعد الذي نصبه Edoux لمعرض باريس العالمي لعام 1867."^[1] بينما أدى هذا الحدث إلى وصف هذا النوع من المصاعد في كثير من الأحيان بأنه يستخدم نظام إدوكس، أشار إرنست أيضًا إلى أن المصاعد الموجهة بالتمثيل كانت مستخدمة في الفنادق الإنجليزية الكبيرة قبل عام 1867. مثاله عن المصعد الذي يستخدم نظام إدوكس ربما لم يكن من المدهش أن يكون فرنسيًا ، بل ألمانيًا: فقد وصف مصعدًا للركاب تم تصميمه في عام 1880 بواسطة Emil Blum ، مدير Anhaltischen Maschinenbau Aktien Gesellschaft في برلين. تم توصيل السيارة بمكبس مباشر تم التحكم في حركته بواسطة حبل الشاحن المتصل بصمام تشغيل في قاعدة العمود (الشكل 1).

أشار إرنست إلى صمام التشغيل على أنه "وحدة تحكم مكبس متوازن" ، وذكر أن التصميم نشأ مع شركة لين وبودلي الأمريكية.^[1] كان أحد المصادر المحتملة لوعي بلوم بصمام لين وبودلي هو التقرير الشامل للمهندس النمساوي ألويس ريدلر عن المصاعد التي عُرضت في معرض الولايات المتحدة المئوي (استشهد إرنست أيضًا بهذا التقرير في هوامشه).^[2] تكشف المقارنة بين الصمامين عن تشابه واضح في التصميم (الشكل 2). استخدم تصميم Blum أيضًا أثقال موازنة من الحديد الزهر للتعويض عن "الوزن الساكن للمكبس" (الشكل 3).^[1] تم إرفاق اثنتين من الثقل الموازن بالسيارة عن طريق السلاسل ، ووزن Blum الذي تضمنه (أثناء مرورهما ذهابًا وإيابًا فوق الحزم) في الصيغة التي تحدد حجم الثقل الموازن. كان جانب من جوانب النظام مذكورًا لفترة وجيزة فقط في النص ، ولكنه كان موضوعًا لأربعة رسومات ، هو قضبان التوجيه وأدلة بكرة السيارة. تم ربط قضبان التوجيه المعدنية على شكل حرف T بأعمدة خشبية مدمجة في جدران البناء الخاصة بالعمود ، واحتضنت أدلة الأسطوانة كلا جانبي القضبان (الشكل 4).

أدرك إرنست أن جانبًا مهمًا من جوانب التصميم لأنظمة التمثيل المباشر التي تستخدم الأثقال الموازنة كان يضمن وجود اتصال قوي بين المكبس والسيارة. أشار إلى حادث عام 1878 في مصعد هيدروليكي في فندق جراند في باريس حيث انفصلت السيارة عن المكبس ، وتم حملها لأعلى بواسطة الأثقال الموازنة ، وتحطمت في الجزء العلوي من العمود ثم سقطت في القاع ، مما أسفر عن مقتل جميع من كانوا على متنها. وبينما ذكر أن هذه المصاعد ، عندما تكون مصممة بشكل جيد ، كانت آمنة ، أشار إلى أن نظام التمثيل المباشر الذي ابتكره المهندسون الفرنسيون Emile Heurtebise و Ferdinando Tommasi قضى على هذه المشكلة لأنه لا يعتمد على ثقل موازن. استخدم تصميمهم أسطوانة تعويضية لموازنة وزن السيارة والمكبس. علق إرنست أيضًا على التبني السريع لهذا النظام في جميع أنحاء فرنسا: تم تسجيل براءة اختراع المصعد في عام 1879 ، وبحلول عام 1881 كان هناك "ثلاثون في باريس ، وسبعة في نيس ، والعديد في مونتي كارلو ، وكان ، وليون ، ولوشون ، وأنجيه ، وبرشلونة ، وما إلى ذلك "^[1] ومن المثير للاهتمام أنه لم يناقش التثبيت الفعلي. تناول وصفه والرسوم التوضيحية المصاحبة الآلة بطريقة عامة (الشكل 5).

بدأت مناقشته للمصاعد الهيدروليكية غير المباشرة بتحذير فظ. كانت هذه الآلات خيارات قابلة للتطبيق فقط إذا كان المستخدم (أو المصمم) على استعداد "للاستغناء" عن "الأمان الذي يوفره الدعم المباشر للسيارة بواسطة المكبس".^[1] تضمنت المزايا الأساسية للأنظمة ذات التأثير غير المباشر تكلفة أقل (بدون مملة أو تركيب في الأرض) ومرونة التصميم لأن الأسطوانة الهيدروليكية يمكن "تركيبها في أي وضع مرغوب فيه".^[1] تتعلق قرارات التصميم الحاسمة بعدد الحزم وطبيعة نظام الشد. وصف إرنست وشرح لأول مرة واحدة من أقدم وأبسط آلات التمثيل غير المباشر ، التي صممها المهندس النمساوي أنطون فريسلر (1838-1916) لاستخدامها وعرضها في معرض فيينا العالمي عام 1873. استخدم النظام أسطوانة هيدروليكية رفيعة تقع مباشرة بجوار العمود. تم توصيل المكبس بحبل رفع يمر فوق حزامة واحدة. كما تم تجهيز السيارة بمقبض أمان في حالة تعطل الحبل (الشكل 6).

تمت مناقشة المصعد الهيدروليكي المشدود من William E.Hale كبديل أمريكي لتصميم Freissler وكنسخة محسنة منه (الشكل 7). كانت المزايا الأساسية هي الأسطوانة الهيدروليكية المغلقة ووجود ثقل موازن في الجزء العلوي من المكبس. هذه الميزات تعوض عن وزن السيارة وتساعد على منع فقدان القوة أثناء صعود وهبوط السيارة. ومن المثير للاهتمام ، أنه على ما يبدو كان يعتمد بشكل أساسي على تقرير ريدلر للحصول على معلومات عن التصميمات الأمريكية ، لم يكن إرنست على علم بأنه بحلول عام 1880 تم تسويق مصعد هيل (والمعروف) باسم مصعد أوتيس الهيدروليكي القياسي.

واصل إرنست مناقشته حول أنظمة التمثيل غير المباشر من خلال فحص موجز للمصعد الذي صممه F. Witte في عام 1874 لمبنى Reichspost في برلين. استخدم المصعد أسطوانة هيدروليكية رأسية قصيرة ومجموعتين من الحزم (الشكل 8). واختتم نقاشه حول أنظمة التمثيل غير المباشر بعرض مقارن لآلتين أفقيتين. ناقش إرنست أولاً محرك المصعد الهيدروليكي الأفقي الخاص بـ Lane & Bodley. مرة أخرى ، كان مصدره الأساسي هو ريدلر ، الذي وصف وشرح آلة تحتوي على مجموعة قابلة للفصل من الحزم التي يمكن استخدامها عند الحاجة إلى قوة رفع إضافية (الشكل 9). ادعى إرنست أن هذه الفكرة قد طورها مهندسان إنجليزيان ، بريان جونسون وإدوارد ب.إلينجتون ، في تصميمهما لرافعة شحن هيدروليكية عمودية.^[3] أشاد إرنست بـ "الاستغلال الأمريكي لبراءة الاختراع الإنجليزية" ، وادعى أن تصميم Lane & Bodley كان "مفضلًا بقدر ما تكون البكرات التي تم إيقاف تشغيلها عن طريق مضاعفة السكتة الدماغية ثابتة تمامًا ولا تزيد من مقاومة الحبل بلا فائدة" حدثت في التصميم الإنجليزي.

المثال الثاني للآلة الأفقية ذات التمثيل غير المباشر هو المصعد الألماني الذي ادعى إرنست أنه يعتمد على تصميم لين وبودلي. تم تصميم الآلة بواسطة Blum وصُنعت بواسطة Anhaltischen Maschinenbau Aktien Gesellschaft لتكون بمثابة مصعد للأمتعة في فندق السكك الحديدية في برلين. أفاد إرنست أيضًا أن هذا النظام استخدم نسخة من "أسطوانة الأمان مع منظم الطرد المركزي الذي قدمته شركة Otis Brothers في نيويورك لاستخدامها في المصاعد البخارية."^[1] دفعت الحبال المتصلة بالمحرك الهيدروليكي حركة أسطوانة الأمان ، التي كانت تحمل حبلي رفع. لسوء الحظ ، لم يوضح إرنست النظام بالكامل ؛ ومع ذلك ، فقد قدم رسمًا لنسخة Blum من أسطوانة أمان Otis (الشكل 10). قدم إرنست أيضًا تقييمًا لهذه السلامة ، مشيرًا إلى أنه في حين أن النظام "يمنع تجاوز سرعة الخفض العادية ... وغني عن القول أنه يمكن استبدال جهاز فرامل Otis المرهق بالطرد المركزي بميزة من خلال منظمات فرامل الطرد المركزي الأحدث والمحسّنة والمبسطة. "صممه برنارد ستوفر وإدوارد بيكر.^{[1، 4]} اعتمد كلا التصميمين الألمان على حركة الطرد المركزي لدفع أحذية الفرامل ضد السطح الداخلي لمبيت دائري. تم إرفاق سلامة Becker بمنصة الرفع ، وكانت سرعتها الدورانية محكومة بواسطة ترس صغير متشابك مع رف عمودي يمدد ارتفاع العمود (الشكل 11).

يتوافق تحليل إرنست المقارن والنقدي للمصاعد الهيدروليكية مع النهج الذي استخدمه طوال الوقت يموت Hebezeuge. يتضمن المشروع المستقبلي فحص دقة انتقاداته وادعاءاته المتعلقة بالسمات والقيود المزعومة للأنظمة المختلفة. تتضمن محاولة ذات صلة تحليل الصيغ العديدة الموجودة في جميع أنحاء الكتاب. كانت التحقيقات متعددة الجنسيات مثل هذه غير عادية ، ووجودها بمثابة تذكير بقدرة مهندسي القرن التاسع عشر على الحفاظ على فهم ووعي الأحداث خارج محيطهم المباشر. في حين أن السرعة التي كانت تنتقل بها المعلومات في أواخر القرن التاسع عشر كانت أبطأ بكثير مما هي عليه اليوم ، إلا أنها سافرت وكانت متاحة بسهولة - لأولئك الذين كانوا على استعداد للبحث عنها.

مراجع حسابات

[1] Adolf Ernst، Die Hebezeuge Theorie und Kritik Ausgeführter Konstruktionen، Berlin: Verlag von Julis Springer (1883).
[2] Alois Riedler، Personen- und Lastenaufzüge und Fördermaschinen، Vienna: Commission-Verlag von Faesy & Frick (1877)
[3] بريان جونسون وإدوارد ب. إلينجتون ، الرافعات الهيدروليكية ، براءة الاختراع البريطانية رقم 3,409،15 (1870 فبراير XNUMX).
[4] برنهارد ستوفر ، منظم Aufzügen ، براءة الاختراع الألمانية رقم 2,798 (17 فبراير 1878) وإدوارد بيكر ، Neuerungen an Centrifugalbremsen ، براءة الاختراع الألمانية رقم 7,205 (6 أبريل 1879).