أحدث جون د. إيلدر، مهندس شركة أوتيس، ثورة في أنظمة التحكم بالمصاعد الكهربائية من خلال اختراعاته في أواخر تسعينيات القرن التاسع عشر. انضم إيلدر، وهو قبطان سفينة سابق تلقى تعليمه في الهندسة الميكانيكية والكهربائية في جامعة كورنيل، إلى شركة أوتيس إلكتريك عام ١٨٩٤، وسجل براءات اختراع محورية عام ١٨٩٧ لأنظمة تعمل بضغطة زر واحدة، وزرين، وثلاثة أزرار. وقد ابتكر مصطلح "وحدة التحكم بالطابق"، وصمم أسطوانة تلامس حلزونية متصلة بالمحرك لضمان التوقف التلقائي، بالإضافة إلى خاصية السرعة البطيئة التلقائية لتحقيق تسوية دقيقة. ساهمت هذه الابتكارات في نجاح مصاعد أوتيس الكهربائية السكنية تجاريًا منذ عام ١٨٩٨ فصاعدًا، وحصل إيلدر وزملاؤه على ميدالية جون سكوت للتراث من معهد فرانكلين تقديرًا لتطويرهم الشامل والعملي.
تستحق مساهمة Ihlder في المصعد الكهربائي تقديراً خاصاً.
ركزت المرحلة الثانية من تاريخ المصعد بدون مشغل (1895-1900) على التحسين المستمر لأنظمة الأزرار الانضغاطية واختراع وحدة تحكم أرضية مصممة لضمان التشغيل التلقائي للمصعد. كان أحد الشخصيات الرئيسية في تطوير هذه الأنظمة هو مهندس Otis John D. Ihlder (1848-1920). حدثت مساهمات Ihlder خلال ما يمكن أن يسمى مهنته الثانية. ولد في فيجيساك ، بريمن ، ألمانيا ، في عام 1848. التحق بالمدرسة العامة و "الملاحة" في بريمرهافن ، والتي أعقبها عام من الخدمة في البحرية الألمانية.[1] ثم بدأ Ihlder مسيرته المهنية على متن كولومبوس، وهي سفينة "كانت تعمل بشكل رئيسي في نقل البترول من الولايات المتحدة إلى أوروبا ، ولكنها تنقل الركاب أيضًا".[2] تقدم إلى رتبة نقيب وخدم في هذا المنصب حتى عام 1882 ، عندما تقاعد من مسيرته البحرية. هاجر إيلدر إلى الولايات المتحدة عام 1878 وعاش في شيكاغو لعدة سنوات. في عام 1885 ، التحق بجامعة كورنيل حيث حصل على شهادة في الهندسة الميكانيكية مع التركيز في الهندسة الكهربائية. أكمل دراسته في غضون عامين وتخرج بدرجة البكالوريوس في عام 1887. بدأ حياته المهنية في الهندسة مع شركة Eickemeyer Electric Co. في يونكرز ، نيويورك. تبع ذلك فترات قصيرة مع Osterhold & Eickemeyer (Yonkers) و Eickemeyer-Field Manufacturing Co. (Yonkers). في عام 1894 ، انضم إلى شركة Otis Electric Co. (Yonkers) ، التي تم تأسيسها كشركة تابعة لشركة Otis في يوليو 1892 لتصنيع المحركات الكهربائية.
في الواقع ، كان Ihlder قد تابع العمل المرتبط بالمصاعد الكهربائية قبل انضمامه إلى Otis. صمم Rudolf Eickemeyer (1831-1895) وبنى المحركات الكهربائية المستخدمة في أول نظام مصعد كهربائي لشركة Otis ، والذي تم تقديمه في عام 1890. ومن المنطقي أن نفترض أن Ihlder كان مشاركًا في هذا العمل. يكشف سجل براءة الاختراع أيضًا أنه لعب دورًا في تحسين نظام المصعد الافتتاحي هذا ، وكذلك في تصميم الجيل الثاني من آلة أوتيس ، التي تم تقديمها في عام 1893. في ديسمبر 1897 ، قدم إيلدر ثلاثة طلبات براءات اختراع ، أحدها تضمنت الجوانب الرئيسية لما أصبح نظام المصاعد الكهربائية من الجيل الثالث من Otis ، والذي تم تصميمه للتشغيل التلقائي بالكامل:
لأسباب غير معروفة ، رفض مكتب براءات الاختراع الأمريكي طلب إيلدر المتعلق بنظام من زرين. ومع ذلك ، فإن طلب براءة الاختراع الموازي والناجح المودع في إنجلترا تضمن نص براءات الاختراع الأمريكية الثلاثة ، مما يسمح بمراجعة نص براءة الاختراع المكون من زرين.[3]
| براءات الاختراع | تاريخ التقديم |
| التشغيل الكهربائي للمصاعد بنظام الضغط على زر واحد | 6 كانون الأول، 1897 |
| التشغيل الكهربائي للمصاعد بأنظمة الدفع ثنائية الزر | 14 كانون الأول، 1897 |
| التشغيل الكهربائي للمصاعد بأنظمة الضغط بثلاثة أزرار | 16 كانون الأول، 1897 |
قدمت براءات الاختراع ملخصًا موجزًا لأحدث أنظمة التحكم بأزرار الضغط. اتبعت تصاميم الأنظمة ثنائية وثلاثية الأزرار النماذج التي وضعها المخترعون السابقون.[4] يتطلب النظام ذو الزرين من المشغل الحفاظ على ضغط مستمر على الزر للحفاظ على حركة السيارة. عندما تم تحرير الزر ، توقفت السيارة. تضمن نظام الأزرار الثلاثة أزرار بدء وإيقاف في السيارة وأزرار مكالمة القاعة. لم يتضمن أي من هذين النظامين وسيلة تتوقف بها السيارة تلقائيًا عند هبوط معين. يتميز نظام Ihlder ذو الزر الواحد بلوحة سيارة بأزرار أرضية مخصصة ، وزر اتصال القاعة المستخدم لاستدعاء السيارة:
"الضغط العادي لمدة بضع ثوانٍ هو كل ما هو مطلوب لاستدعاء المصعد إلى الأرضية المطلوبة ، بغض النظر عن موقعه ... علاوة على ذلك ، يتم توفير الوسائل التي يمكن من خلالها تشغيل المصعد من السيارة بمجرد الضغط على أي زر ، والوسائل يتم توفيرها أيضًا حيث إذا غير المشغل رأيه ورغب في التوقف عند أرضية وسيطة أو في أي موقع آخر يمكنه القيام بذلك على الفور. تُستخدم أيضًا أجهزة الأمان فيما يتعلق بالنظام ، حيث إذا تم فتح أي باب من أبواب البئر أو باب قفص المصعد ، تنكسر الدائرة ولا يمكن تحريك المصعد حتى يتم إغلاق الأبواب بشكل صحيح ".[5]
كما قدم جهازًا أطلق عليه "جهاز التحكم في الأرضية" ، والذي تم تصميمه لضمان توقف السيارة تلقائيًا عند هبوط معين.[5] كان إيلدر أول من استخدم هذا المصطلح في إشارة إلى هذا النوع من الآليات. تم وصف وحدة التحكم على أنها:
"أسطوانة أو أسطوانة ، يوجد على وجهها ملامسان حلزونيان ، أو ما هو ، في الواقع ، لولب واحد مع فاصل كهربائي بين جزأيه. يمكن تدوير هذه الأسطوانة بشكل مستمر في مستوى واحد ؛ ولكن من أجل إعطاء طول كافٍ لجهات الاتصال ، يُفضل أن يتم ترتيبها حلزونيًا على أسطوانة أصغر ... وتتحرك الأسطوانة طوليًا ودورانيًا. "[5]
يؤكد وصف عام 1902 لوحدة التحكم أنه تم بناؤها وفقًا لتصميم عام 1897:
"يتم تثبيت شريط تلامس حلزوني على أسطوانة عازلة يتم تحريكها جانبًا بواسطة برغي خشن أثناء دورانها ، بحيث تضغط جهات الاتصال دائمًا على الشريط. تتصل جهات الاتصال المختلفة بأزرار الضغط. تُستخدم وحدة التحكم ... لإيقاف السيارة عندما تصل إلى وجهتها ... الشريط مرتب في شكل حلزوني على الأسطوانة ببساطة لتجنب استخدام أسطوانة ذات قطر كبير. "[6]
تم توصيل وحدة التحكم بالمحرك عبر سلسلة تدور بين عجلة مسننة صغيرة مثبتة على عمود المحرك وعجلة مسننة كبيرة مثبتة على وحدة التحكم. وبالتالي ، يمكن معايرتها للاستجابة لعدد الثورات المطلوبة للسفر بين عمليات الإنزال. تضمنت براءة اختراع Ihlder ارتفاعًا وقسمًا ورسمًا تفصيليًا لوحدة التحكم الأرضية (الشكل 1). يمكن رؤية تطبيقه على مصعد أوتيس الكهربائي في نقش عام 1901 ورسم عام 1902 (الشكلان 2 و 3).
تم ربط وحدة التحكم في الأرضية في Ildler أيضًا بميزة جديدة مصممة للمساعدة في التشغيل التلقائي للمصعد:
"في تشغيل المصاعد عالية السرعة أو في الحالات التي يختلف فيها الحمل أو في أي حالة أخرى حيث يكون من الصعب إيقاف السيارة تلقائيًا في الموضع المطلوب بالضبط بسبب الزخم المتغير للكتل المتحركة ... لقد وجدت من المستحسن توفير بعض الوسائل لتقليل سرعة السيارة تلقائيًا قبل أن تصل إلى الأرض أو النقطة التي يتم عندها التوقف التلقائي ، وبهذه الطريقة تنخفض السرعة إلى حد كبير عن سرعتها العادية التي تجعل السيارة يمكن أخيرًا وضعه للراحة عمليًا في الموضع الدقيق تحت جميع ظروف الحمل أو السرعة. يتم ترتيب هذه السرعة البطيئة قبل التوقف ليتم إنتاجها تلقائيًا ويمكن تحقيقها بطرق مختلفة ، مثل دائرة تتحكم في لف مجال تحويل إضافي ، أو مقاومة دائرة قصر في مجال التحويل ، مما يجعل دائرة موازية للحديد ، أو وسائل مكافئة أخرى ، وفي الحالة الحالية ، أظهرتُ ملفًا إضافيًا لمجال التحويل يتم التحكم فيه تلقائيًا بواسطة وحدة التحكم في الأرضية. "[5]
ستصبح ميزة التصميم هذه ، التي تعمل تلقائيًا على إبطاء سرعة السيارة عند اقترابها من الهبوط ، مكونًا مهمًا لأنظمة التسوية التلقائية التي تم تطويرها في أوائل العشرينات من القرن الماضي.
حصل Ihlder على تسع براءات اختراع إضافية مرتبطة بتصميمه لعام 1897 ، وقد ساهم الكثير منها في النجاح التجاري لهذا الجيل من المصاعد الكهربائية من شركة Otis ، والتي تم تسويقها من عام 1898 حتى العقد الأول من القرن العشرين. يكشف مخطط تخطيطي للأسلاك نُشر في عام 20 عن نطاق التطور الذي حدث بين عامي 1902 و 1893. وتضمنت الميزات البارزة وحدة التحكم في الأرضية ومفاتيح الحد وزر الأمان وباب العمود وملامسات بوابة السيارة (الشكل 1898). كان نقش محرك المصعد في الشكل 4 أحد الرسوم التوضيحية العديدة الواردة في كتيب عام 2 يعلن عن مصعد أوتيس السكني الكهربائي (الشكل 1901). أبرز نص الكتيب بساطة تشغيل المصعد:
"مصاعدنا الكهربائية مُكيَّفة جيدًا بشكل خاص لخدمة الإقامة الخاصة ، كما هو الحال مع نظام التحكم المحسن الذي يعمل بالضغط على الزر ، لا داعي للمرافق العادي ، حيث أن هذا الجهاز بسيط للغاية بحيث يمكن للطفل تشغيل السيارة بأمان كامل."[7]
تضمنت الرسوم التوضيحية رسماً لفتاة تقف على رؤوس أصابعها من أجل الضغط على زر السيارة ، وفتاة أكبر قليلاً (وأطول) تضغط على زر (الشكلان 6 و 7). يكشف الفحص الدقيق للرسم الأخير عن وجود زر "إيقاف" على لوحة السيارة (الشكل 8). سمح ذلك للمستخدم بإيقاف السيارة في أي وقت ، وإذا لزم الأمر ، قم بتغيير وجهتها و / أو اتجاهها (الضغط على زر الإيقاف لإعادة ضبط لوحة السيارة).
إن ترويج Otis الدؤوب لمصعدها السكني الأوتوماتيكي لم يلفت انتباه المشترين المحتملين فحسب ، بل جذب انتباه معهد فرانكلين أيضًا. تأسس المعهد في فيلادلفيا عام 1824 ، وعزز تطوير الهندسة والعلوم وإضفاء الطابع المهني عليها في الولايات المتحدة. وشملت هذه الجهود إنشاء سلسلة من الجوائز التي تهدف إلى الاعتراف بالاختراعات والإنجازات التكنولوجية الهامة. في أوائل عام 1902 ، بدأت لجنة فرعية تابعة للجنة العلوم والفنون بالتحقيق في مصعد أوتيس السكني. ولخص تقريرهم ، الذي اكتمل في 1 يونيو ، التحدي الذي واجهه المصممون:
"عندما يتم استخدام المصاعد في المباني العامة وحيث تكون حركة المرور كبيرة بحيث تضمن تعيين عامل مسؤول عن كل آلة ، يكون السؤال بسيطًا نسبيًا ، حيث يمكن ترك قدر كبير لتقدير المشغل والعديد من العمليات يمكن إجراؤها أو حذفها حسب تقديره. ومع ذلك ، في حالة وجود آلة ، يقصد أن يتم تشغيلها من قبل أشخاص غير مهرة تمامًا في المجال ، وبدون وجود أحد في متناول اليد لتصحيح الأخطاء ، تصبح مشكلة خطيرة ومعقدة لتوفير وسائل للوفاء بمتطلبات وتلبية متطلبات العديد من التركيبات المختلفة التي قد تنشأ ".[8]
تضمن فريق تصميم Otis جون د.إيلدر ونورتون بي أوتيس ورودولف سي سميث وأوغست سوندت. لاحظت لجنة المراجعة أنهم أجرت مقابلة مع: "السيد. Ihlder ، من شركة Otis ، مخترع العديد من الأجهزة التي تغطيها براءات الاختراع اللاحقة ، وتلقى منه شرحًا كاملاً لعمل الجهاز ".
بالإضافة إلى مقابلتهم ، قامت اللجنة بفحص آلة قيد التشغيل في فيلادلفيا ، حيث "(ذهبوا) بعناية فوق الجهاز نفسه واختبروا تشغيل السيارة في جميع التركيبات التي يمكن أن يظنوا أنها محتملة الحدوث في الممارسة."[8]
وجاء استنتاج اللجنة على النحو التالي:
"بالنسبة للبراعة المعروضة في تلبية المجموعات المختلفة لخدمة صارمة ، وللأسلوب الشامل والميكانيكي الذي تم تطوير هذا الجهاز من أجل وضعه في أيدي الجمهور على أساس تجاري ، يوصي معهد فرانكلين منح وسام John Scott Legacy Medal و Premium للمخترعين ".[8]
تم اعتماد توصية اللجنة في 1 أكتوبر 1902 ، ومُنحت ميدالية جون سكوت ليجاسي لإيلدر وأوتيس وسميث وسوندت في العام التالي. بينما ، كما هو الحال دائمًا تقريبًا ، فإن الاختراعات المعقدة مثل المصعد الكهربائي الأوتوماتيكي لشركة Otis هي نتيجة جهد جماعي ، في هذه الحالة بالذات ، تلقت مساهمات فرد واحد - John D. Ihlder - (واستحق) تقديرًا خاصًا.
مراجع حسابات
[1] تاريخ السيرة الذاتية لمقاطعة ويستشستر ، نيويورك ، في الثانية ، شيكاغو: شركة لويس للنشر (1899).
[2] Peter-Michael Pawlik، Von der Weser in die Welt؛ Die Geschichte der Segelschiffe von Weser und Lesum und ihrer Bauwerften 1770 bis 1893، Hamburg: Kabel (1993).
[3] تحسينات في جهاز التحكم في حركة المصاعد أو المصاعد وربطها به ، براءة الاختراع البريطانية رقم 1,883 (7 مايو 1898).
[4] انظر "تاريخ المصاعد غير المشغلة: التحكم في زر الضغط 1886-1895" Elevator World (أبريل 2023).
[5] جون د.إيلدر ، التشغيل الكهربائي للمصاعد بنظام الضغط بزر واحد ، براءة الاختراع الأمريكية رقم 710,914 (7 أكتوبر 1902).
[6] "المصاعد" ، الهندسة البخارية: المضخات والمصاعد والتدفئة بالبخار ، مدارس المراسلة الدولية (1902).
[7] شركة مصاعد كهربائية للشقق السكنية ، شركة أوتيس للمصاعد (يناير 1902).
[8] "المصعد الكهربائي لشركة أوتيس للمصاعد للمساكن الخاصة" ، مجلة معهد فرانكلين (سبتمبر 1903).
المزيد من الفئة
أخبار يومية