Türumkehrgeräte: 1930-1960

Fred Anzley Annett (1879-1959), Autor von Elektrische Aufzüge: Design, Konstruktion, Betrieb und Wartung, bietet einen kritischen Rahmen für diese einführende Geschichte von Aufzugstür-Umkehrvorrichtungen. Die erste Ausgabe von Electric Elevators erschien 1927 und die zweite Ausgabe (mit dem gleichen Titel) erschien 1935. Annett beendete die dritte und letzte Ausgabe 1959 und wurde 1960 posthum veröffentlicht. Diese Ausgabe enthielt einen überarbeiteten Titel, der die sich verändernde Welt des vertikalen Transports: Aufzüge: Elektrische und elektrohydraulische Aufzüge, Fahrtreppen, Fahrsteige und Rampen. In der zweiten Ausgabe lieferte Annett eine ausführliche Beschreibung der elektrischen Aufzüge von Westinghouse, die im kürzlich fertiggestellten RCA-Gebäude im Rockefeller Center in New York City installiert wurden. Diese Beschreibung beinhaltete folgende Aussage: „Die Kabinen- und Schachttüren werden durch den Safe-T-Ray geschützt, der automatisch verhindert, dass sie einen eintretenden Passagier anstoßen oder verletzen.“ Annett machte jedoch keine weiteren Angaben zu diesem Türumkehrsystem. So beginnt diese Geschichte mit einem leichten Hauch von Geheimnis.

Glücklicherweise sind die Hinweise, die zur Lösung dieses Mysteriums erforderlich sind, leicht zu finden, da Annett sowohl den Namen der Sicherheit als auch den Hersteller angegeben hat. In den späten 1920er Jahren verfolgte Westinghouse Electric Elevator Co. die Entwicklung einer neuen Sicherheitsvorrichtung, die das Verletzungsrisiko von Fahrgästen in Aufzügen mit automatischen Türen verringern sollte. Im Januar 1929 reichten Luther J. Kinnard und James Dunlop einen Patentantrag für diese neue Sicherheit ein, und das Patent (übertragen auf Westinghouse Electric Elevator Co.) wurde am 8. September 1931 erteilt: „Selenium Cell Door Closer“, US-Patent Nr .1,822,152. Kinnard und Dunlop beschrieben die Notwendigkeit ihrer Erfindung und ihre grundlegenden Betriebsmerkmale wie folgt:

„Beim Betrieb eines Aufzugs mit einem kraftgesteuerten Tor ist es wünschenswert, einige Mittel bereitzustellen, um zu verhindern, dass die Passagiere durch ein vorzeitiges Schließen des Tors verletzt werden, während sie die Kabine betreten oder verlassen. Daher haben wir ein Mittel entwickelt, um zu verhindern, dass sich das Tor schließt, bis die Tür oder der Eingang zum Auto frei ist. Diese Einrichtung umfasst eine geeignete lichtempfindliche Vorrichtung, wie beispielsweise eine Fotozelle, und eine damit zusammenwirkende Lichtquelle, wie beispielsweise eine elektrische Lampe, die im Eingang des Fahrzeugs angebracht sind, um ein Sicherheitsrelais zu betätigen, dessen Kontaktelemente enthalten sind im Stromkreis für den Türantrieb.“

Die Erfinder gaben auch an, dass es ein "Ziel unserer Erfindung war, die Tür oder das Tor wieder zu öffnen und es für eine vorbestimmte Zeitdauer in einer solchen offenen Position zu halten, wenn jemand den Eingang des Aufzugs betritt, während die Tür in Betrieb ist". zu schließen." Somit enthielt ihre Erfindung die grundlegenden Parameter, die in späteren Konstruktionen befolgt wurden: ein Mittel zum Erfassen der Anwesenheit eines Passagiers und zum Offenhalten der Türen für eine voreingestellte Zeitdauer.

1932 startete Westinghouse eine Werbekampagne, die den Safe-T-Ray als eines der entscheidenden Designmerkmale seines neuen elektrischen Aufzugs hervorhob. Die Anzeige enthielt das Bild eines Mannes, der eine Aufzugskabine verlässt, wobei ein Lichtstrahl auf sein Knie und ein anderer auf seinen Arm trifft (Abbildung 1). Der Text der Anzeige bot eine dezidiert untechnische Erklärung der Sicherheit: „Lichtstrahlen werden so über den Aufzugseingang projiziert, dass der eintretende Passagier die Strahlen unterbricht. Die unterbrochenen Strahlen wirken magisch auf die Türen – wenn sie geöffnet sind, bleiben sie offen, und wenn sie schließen, stoppen sie sofort und kehren in die offene Position zurück.“ Werbematerialien, die 1933 für die Eröffnung des RCA-Gebäudes vorbereitet wurden, enthüllten einige der wissenschaftlichen Hintergründe der „Magie“:

1932 startete Westinghouse eine Werbekampagne, die den Safe-T-Ray als eines der entscheidenden Designmerkmale seines neuen elektrischen Aufzugs hervorhob.

„Besucher werden beim Öffnen der Kabinentür elektrische Lichtstrahlen bemerken, die über den Aufzugseingang projiziert werden. Diese Lichter sind Teil eines automatischen Geräts, das als „Safe-T-Ray“ bekannt ist und auf Fotozellen im gegenüberliegenden Rahmen fokussiert ist. Wird der Lichtstrahl durch einen Fahrgast unterbrochen, der den Aufzug betritt oder verlässt, wird ein Schatten auf die Lichtschranke geworfen und die Türen werden automatisch am Schließen gehindert, bis die Türöffnung frei ist.“

Der vielleicht interessanteste Aspekt des Safe-T-Ray war seine Sichtbarkeit, die es den ein- und aussteigenden Passagieren ermöglicht, sich dieser Sicherheitsvorrichtung bewusst zu sein.

In der letzten Ausgabe seines Buches bestätigte Annett das anhaltende Vorhandensein von Türumkehrsystemen, die ähnlich wie Westinghouses Safe-T-Ray funktionierten, die er jetzt als „Phototube“-Systeme bezeichnete:

„Die Lichtquelleneinheit ist auf einer Seite der Kabine montiert und so fokussiert, dass ihr Strahl zwischen Kabinen- und Schachttüren über die Türöffnung auf eine auf der gegenüberliegenden Kabinenseite montierte Lichtschranke gelenkt wird. Diese Einheiten bewegen sich in der Regel mit der Kabine mit und sind so in den Türöffnerkreis eingebunden, dass bei einer Unterbrechung des Lichtstrahls beim Schließen der Türen die Türen anhalten, reversieren und in die Offenstellung zurückkehren.“

In den 1950er Jahren wurde die Existenz und offensichtlich weitverbreitete Verwendung dieser Art von Türumkehrsystem auch auf den Seiten von ELEVATOR WORLD thematisiert. Die Ausgabe vom März 1956 enthielt eine illustrierte Anzeige für das von Moline Accessories Corp. hergestellte „photoelektrische Schutzsystem“ (Abbildung 2). Dieses System verfügte über „Infrarot- oder Weißlicht, das sowohl in Doppel- als auch in Einzelstrahleinheiten erhältlich war“.

Annett beschrieb auch drei weitere Türumkehrsysteme, die in den 1950er Jahren im Einsatz waren: mechanische Systeme, Kaltkathoden-Rohrsysteme und Druckplattensysteme. Ähnlich wie beim Safe-T-Ray haben mechanische Türumkehrvorrichtungen ihren Ursprung in den 1930er Jahren. Im Februar 1937 reichte Cyrus W. Bassett (ein bei Elevator Supply Co. angestellter Ingenieur) eine Patentanmeldung mit dem Titel „Sensitive Door Edge Structure“ (US-Patent Nr. 2,135,131, erteilt am 1. November 1938) ein. Bassett behauptete:

„Es ist heute gängige Praxis, an der Vorderkante von Fahrzeugtüren Reversierschalter einzusetzen, um deren Bewegungsrichtungsumkehr zu bewirken, falls diese beim Schließen auf einen Gegenstand treffen. Der Schalter ist in ein flexibles Gehäuse integriert, das an der Tür angebaut ist, um die sogenannte Sensitive Edge zu bieten.“

Ihr Design zielte insbesondere darauf ab, das Problem im Zusammenhang mit empfindlichen Kantendesigns zu lösen, die Passagiere während ihres Betriebs „schlagen“.

Bassett beobachtete, dass dieses Gerät am häufigsten an U-Bahn-Wagentüren verwendet wurde, und behauptete: „Gegenwärtig gibt es eine Tendenz, die zunimmt, diese Geräte an den Kanten von Aufzugs- und Lukentüren anzubringen.“ Ein kurzer Überblick über die Patentakte findet mehrere Patente in Bezug auf empfindliche Kanten- oder mechanische Türumkehrsysteme und deren vorgeschlagene Anwendung auf U-Bahn-Wagen und andere Personenkraftwagen. Bassetts Patent scheint jedoch das erste zu sein, das sich auf die Verwendung dieses Systems an Aufzugstüren bezieht. Sein Entwurf betraf in erster Linie ein System, das einem bestehenden Auto so hinzugefügt werden konnte, dass es das Erscheinungsbild des Autos nicht beeinträchtigte und das „eine in sich geschlossene Einheit“ umfasste, die „leicht an einer Tür montiert und entfernt werden konnte“. Die empfindliche Kante bestand aus einem flexiblen Gummivorsprung, der beim Zusammendrücken ein elektrisches Signal auslöste (Abbildung 3). Somit wurde dieses System im Gegensatz zum Safe-T-Ray über den direkten Kontakt mit einem Passagier bedient.

Die beiden verbleibenden von Annett beschriebenen Systeme waren Produkte der 1950er Jahre und wurden als Reaktion auf die zunehmende Verbreitung automatischer bedienerloser Aufzüge entwickelt. Das Kaltkathoden-Rohrsystem wurde wie folgt beschrieben:

„[Es verwendet] eine Reihe von Kaltkathodenröhren, die elektrisch mit einer Metallstreifenantenne verbunden sind, die an der Vorderkante der Autotür installiert ist. Eine schwarze Kunststoffblende bedeckt die gesamte Rohrbaugruppe, um sie vor Verletzungen zu schützen. Diese Röhren erzeugen ein kontinuierliches elektrostatisches Feld, das sich von Schulterhöhe bis zum Boden der Türen erstreckt. Das Feld krümmt sich um den Rand von Kabinen- und Schachttüren, um die Passagiere vor beidem zu schützen. Diese Rohrbaugruppe ist so mit dem Türöffnungskreis verbunden, dass, wenn sich der Körper eines Passagiers beim Schließen bis auf XNUMX cm an die Kante der Türen herankommt, diese anhalten, umkehren und in die geöffnete Position zurückkehren.“

Das letzte von Annett diskutierte Türumkehrsystem verwendet Druckplatten oder Schaltmatten, um die Bewegung beim Schließen von Aufzugstüren umzukehren.

William Henry Bruns und Samuel Davis, Ingenieure bei Otis, scheinen bei der Entwicklung dieses Systems Pionierarbeit geleistet zu haben. Ihr Patent „Sicherheitsmechanismus für Türen“ (US-Patent Nr. 2,601,250 vom 24. Juni 1952) enthält die technologische Grundlage für dieses System sowie die Begründung für seine Notwendigkeit:

„In heutigen Aufzugsanlagen ist es gängige Praxis, das Schließen der Türen automatisch zu bewirken. In Fahrgastanlagen, in denen das Starten des Fahrzeugs unter der Kontrolle einer Begleitperson steht, fungiert die Begleitperson auch als Wache, um zu verhindern, dass Fahrgäste von einer sich schließenden Tür getroffen werden. Dies ist jedoch bei Installationen, bei denen das Auto automatisch gestartet wird, nicht der Fall. . . [und] wo sowohl das Starten als auch das Anhalten des Autos von den Passagieren selbst kontrolliert werden. In vielen dieser Anlagen, bei denen die Kabinentür oder sowohl die Kabinentür als auch die Schachttüren kraftbetätigt sind, sind Sicherheitsvorrichtungen vorgesehen, um das Schließen der Tür zu stoppen, wenn ein umsteigender Passagier oder ein lebloser Gegenstand getroffen wird oder getroffen wird . Je nach Anordnung mildert dies den Schlag oder verhindert, dass die Person getroffen wird, wodurch die Möglichkeit einer echten Verletzung minimiert wird.“

Ihr Design zielte insbesondere darauf ab, das Problem von empfindlichen Kantendesigns zu lösen, die die Passagiere während ihres Betriebs „schlagen“. Das Kaltkathoden-Rohrsystem erkannte „die Anwesenheit einer Person oder eines Gegenstands, während die Tür noch in beträchtlicher Entfernung war“, was „die Möglichkeit, dass die Person oder der Gegenstand getroffen wurde“, minimierte. Andere wahrgenommene Vorteile waren sein leiser Betrieb, das Fehlen beweglicher Teile, sein hoher Empfindlichkeitsbereich, sein „sofortiger“ Betrieb und die Tatsache, dass der „Mechanismus für die Benutzer des Autos nicht sichtbar ist und ein sauberes Erscheinungsbild bietet“.

Otis hat seiner neuen Sicherheit offenbar keinen aussagekräftigen Namen gegeben. Das Unternehmen bezeichnete es einfach als einen kritischen Aspekt seines neuen Autotronic-Aufzugssystems (eingeführt Ende 1952). Die Werbung für die Sicherheit enthielt mehrere Zeichnungen, die als hellrosa Schleier das Vorhandensein des elektrostatischen Feldes der Kaltkathodenröhre veranschaulichten (Abbildung 4). Der Text charakterisierte das System als „automatisch mit elektronischer Höflichkeit“. Seine Funktionsweise wurde auch wie folgt beschrieben: „Ein Erfassungsbereich erstreckt sich entlang, quer und in kurzer Entfernung vor den Vorderkanten von Kabinen- und Schachttüren. . . . Türen werden nur dann gestoppt und reversiert, wenn die Möglichkeit besteht, Fahrgäste beim Ein- oder Aussteigen zu stören.“

Das letzte von Annett besprochene Türumkehrsystem verwendete Druckplatten oder Schaltmatten, um die Bewegung beim Schließen von Aufzugstüren umzukehren. Dieses System wurde in der November-Ausgabe 1956 von EW in einem Artikel mit dem Titel „Neue Sicherheit, neues Vertrauen“ vorgestellt. . . Druckmatten für Aufzüge.“ Der Artikel, geschrieben von Emory W. McDonald, Bauleiter für Mobile Elevator Co., war ein Gewinner des monatlichen Wettbewerbs für technische Artikel von EW. McDonald stellte fest, dass „elektronische Sicherheitsleisten“ wie Lichtschranken- und Kaltkathoden-Röhrensysteme eine Verbesserung gegenüber mechanischen/empfindlichen Kantensystemen darstellen. Er räumte jedoch ein, dass Türen, die mit diesen Systemen ausgestattet sind, „niemanden treffen, bevor sie wieder geöffnet werden“, behauptete er jedoch, „wenn sie beginnen, sich zu schließen. . . sie erschrecken manchmal Leute, die nicht an Aufzüge gewöhnt sind.“ Die Lösung für dieses Problem war die Druckmatte, die „den ganzen Schrecken vor der Türschließbewegung“ nahm. McDonald beschrieb den Ursprung und die grundlegende Funktionsweise des Systems wie folgt:

„Seit vielen Jahren betreten Sie und ich Geschäfte mit Druckmatten, um Türen zu öffnen, ohne vielleicht an deren potenzielle Verwendung in der Aufzugsindustrie zu denken. Aber denken Sie daran, wie effizient eine solche Matte als Sicherheitskante verwendet werden könnte. Wir haben in letzter Zeit mehrere solcher Einheiten installiert und für ideal befunden. Die Einheiten befinden sich vor jedem Aufzugseingang und sind parallel zum Schaltleistenkontakt verdrahtet. Da Hochspannung die Öffentlichkeit gefährden würde, arbeiten die Matten mit 6-V-Relais, die wiederum über Schließer die Schaltleiste betätigen. . . . Wenn nun das 6-V-Relais normalerweise geschlossene Kontakte hätte, würde das Relais jedes Mal, wenn auf die Matte getreten wurde, erregt und den Türschließ-Timer erneut aktiviert. Somit würde sich das Zeitintervall des Türschließens bis nach dem Betreten bzw. Verlassen der Aufzugskabine durch die letzte Person verzögern.“

Die Druckmatten waren aus Gummi, waren 5/16-Zoll. dick und konnte problemlos in den Boden eingelassen (im Neubau) oder auf bestehende Böden gelegt werden (Abbildung 5).

Die Verwendung von Druck- oder Schaltmatten in Türumkehrsystemen war auch Gegenstand einer im Januar 1956 eingereichten Patentanmeldung von Knute H. Pierson und Wayne F. Meinhardt (Ingenieure bei Montgomery Elevator Co.). Ihr Patent „Elektrisches Kontrollsystem“, US-Patent Nr. 2,867,291 (6. Januar 1959), nutzte das gleiche Grundprinzip für die Verwendung von Schaltmatten wie von McDonald angeboten – dass Passagiere Angst haben könnten, photoelektrische oder empfindliche Kantensysteme zu verwenden, weil schüchtern Passagiere empfanden es als gefährlich, „einen Arm oder ein Bein zwischen die sich schließenden Türen zu stoßen“. Das Patent von Pierson und Meinhardt wies auch darauf hin, dass Montgomery vor der Verfolgung des Patents Schaltmatten installiert hatte:

„[Die] druckempfindliche Matte befindet sich auf [dem] Boden unmittelbar vor der Aufzugsöffnung. . . . Die Anwesenheit eines potenziellen Fahrgasts auf [der] Matte betätigt die Aufzugssteuerschaltung, um die Abfahrt der Kabine zu verzögern und dem potenziellen Fahrgast den Eintritt zu ermöglichen. Die druckempfindliche Matte erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Öffnung und ist von beträchtlicher Breite, damit der potenzielle Fahrgast darauf stehen kann, ohne zu nahe an der Tür zu sein, jedoch nicht breit genug, um im Weg des normalen Verkehrsflusses entlang der Boden. Bei einer Installation wurde eine Matte mit einer Länge von 36 Zoll und einer Breite von 12 Zoll als zufriedenstellend befunden.“

Schließlich enthielt die Juni-Ausgabe 1957 von EW eine bebilderte Anzeige (Abbildung 6) für die Recora-Schaltmatte für automatische Aufzüge, in der fünf Gründe für den Einsatz des Systems genannt wurden:

1. “ Gibt eine 3-s. Schließzyklus statt der üblichen 12 s.
2.  Beginnt nicht mit dem Schließen der Türen, bis alle Personen im oder aus dem Auto sind
3.  Verhindert, dass ein volles Auto auf einer Etage anhält, um Passagiere aufzunehmen
4.  Signalisiert, wenn das Auto leer ist
5.  Aktiviert Tonbandgeräte, um den Passagieren Anweisungen zu geben.“

Die vorgeschlagene Mehrfachverwendung der Recora-Schaltmatte wirft Fragen zu ihrer tatsächlichen Verwendung in den 1950er Jahren auf, sowohl als Türumkehrvorrichtung als auch als Hilfsmittel für den gesamten Aufzug. Die Anzeige enthielt auch folgende Aussage: „Schreiben Sie noch heute und erhalten Sie die komplette Recora Switchmat Story für den automatischen Aufzugs- und Fahrtreppenbetrieb.“ Dies wirft zusätzliche Fragen zum Einsatz dieser Technologie bei Fahrtreppen auf.

Die Vielfalt der Systeme und die stetige Weiterentwicklung von 1930 bis 1960 erinnern auch daran, dass der Wandel – wie er durch die Einführung des vollautomatischen Personenaufzugs dargestellt wird – Zeit braucht.

Annetts Beschreibungen dieser Türumkehrsysteme enthielten auch Erinnerungen daran, dass diese Technologie während einer Übergangszeit in der Geschichte des vertikalen Transports verwendet wurde. Er verweist mehrfach auf bedienerbetätigte Aufzüge und stellt fest, dass sowohl die Lichtschranken- als auch die Kaltkathoden-Röhrensysteme so ausgelegt sind, dass im Falle eines Hindernisses in der Türöffnung oder eines Passagiers, der die Tür über einen längeren Zeitraum offen hält, „a Licht blinkt auf dem Bedienfeld des Disponenten, um ihn zu warnen, dass der Betrieb der Türen gestört wird.“ Die Vielfalt der Systeme und die stetige Weiterentwicklung von 1930 bis 1960 erinnern auch daran, dass der Wandel – wie die Einführung des vollautomatischen Personenaufzugs – Zeit braucht.