Wie man Modellaufzüge baut, Teil eins

Eine Erkundung der Herstellung von Aufzügen aus einer Vielzahl von Kisten, Gummibändern, Nägeln, Schrauben und Schnüren

von Dr. Lee Gray, EW-Korrespondent

Die jüngsten Ereignisse hatten dramatische Auswirkungen auf die amerikanische und globale Gesellschaft. Die Ausgangsbeschränkungen haben unsere Arbeitsorte und -methoden verändert und leider die Fähigkeit vieler Menschen, weiter zu arbeiten, beeinträchtigt. Die aktuelle Situation hat uns zwar vor unzählige Herausforderungen gestellt, aber auch zu positiven Verhaltensänderungen geführt, die darauf zurückzuführen sind, dass die Menschen versuchen, herauszufinden, was sie tun können, während sie „zu Hause festsitzen“. Es gibt vielleicht eine tatsächliche Grenze für die Anzahl der Stunden, die eine Person auf der Couch sitzen und fernsehen kann (selbst wenn sie Netflix hat). Glücklicherweise liefert die Geschichte einige Beispiele dafür, wie wir uns in den „alten Zeiten“ unterhalten haben. Die geduldigen Leser dieser Kolumne werden nun gebeten, ihr inneres Kind zu finden, während wir aus der Perspektive des frühen 20. Jahrhunderts untersuchen, wie man Modellaufzüge baut.

1916 veröffentlichte der Ingenieur William B. Stout (1880-1966) The Boy's Book of Mechanical Models.[1] Die Grundlage für das Buch bildete eine Reihe von Zeitungskolumnen, die Stout ab etwa 1900 schrieb und die Jungen durch den Bau von Modellen von Maschinen und mechanischen Geräten über das Ingenieurwesen erziehen sollten. Die Artikel wurden unter dem Pseudonym Jack Kneiff veröffentlicht, ein Name, der von Stout gewählt wurde, weil angeblich nur einfache Werkzeuge wie ein Klappmesser (auch als Taschenmesser bekannt), Hammer, Schraubendreher usw. erforderlich waren, um die Modelle zu bauen Stouts Buch enthielt ein Kapitel über Modellaufzüge, das illustrierte Anweisungen zum Bau eines „Kurbelaufzugs“ und eines „hydraulischen Aufzugs“ enthielt.

Der Kurbelaufzug war im Wesentlichen eine vereinfachte Version einer Wickeltrommelmaschine. Der Aufzug wurde entwickelt, um Nachrichten oder kleine Gegenstände vom Boden zu einem Fenster im zweiten Stock zu transportieren. Die oberen Stützen bestanden aus Holzlatten, und Stouts Anweisungen – die eindeutig dazu gedacht waren, die Eltern des Baumeisters zu erschrecken – empfahl, die Stützen an einen äußeren Fensterrahmen zu nageln (Abbildung 1). Dieser Rahmen hielt zwei „Heberollen“ aus Holzbandspulen. Eine Nut wurde sorgfältig entlang der Mittellinie jeder Spule geschnitten, um die Hebeschnur an Ort und Stelle zu halten. Jede Spule wurde dann mit einer kurzen Holzwelle ausgestattet, die fest in das Mittelloch passte, wobei die Welle über die Spulenenden hinausragte, so dass sie die parallelen Lattenstützen fast berührte. Mit einer Spitzhacke wurden Löcher in die Leiste gebohrt, die etwas größer waren als der Durchmesser der kleinen Dornen, die verwendet wurden, um die Scheiben an Ort und Stelle zu halten (Abbildung 2). Diese Konstruktion ermöglichte es den Seilscheiben, sich zu drehen. Am oberen Rahmen wurden auch zwei Schraubösen montiert. Diese dienten als Anker für die Leitdrähte, die den Weg des Autos lenkten. Ein flacher Holzsockel, ebenfalls mit Schraubösen für Leitdrähte, wurde auf den Boden gelegt und mit Holzpflöcken gehalten (Abbildung 1).

Die Basis enthielt auch die Kurbelwelle, die zum Antrieb des Aufzugs verwendet wurde. Die Kurbelwelle, die an einem Ende des Sockels und direkt unter einer Heberolle platziert ist, wurde von zwei Schraubösen gehalten und verfügte über ein ausgeklügeltes „Bremsen“-Design. Der Baumeister schnitt eine lange Kerbe in das Ende der Welle und schlug vorsichtig einen Nagel in die Basis ein paar Zoll von und in der Mitte, wobei das Schraubenauge das Ende der Kurbelwelle stützte. Wenn der Bediener die Kabine festhalten wollte, schob er die Welle einfach nach vorne, sodass der Nagel in die Kerbe eindrang, die ein Drehen der Welle verhinderte (Abbildung 3).

Dem Bauherrn wurde empfohlen, das Hebeseil mehrmals um die Mitte der Kurbelwelle zu wickeln, danach wurde es über die Heberollen und hinunter zum Auto geführt.

Der Entwurf umfasste zwei Versionen einer Aufzugskabine. Die erste, in der Gesamtzeichnung des Modells dargestellte, war eine offene Frachtplattform, wie sie in vielen Fabrik- oder Industrieumgebungen zu finden ist (Abbildung 1). Der zweite Entwurf, gebaut mit einer Zigarrenkiste als Basis, ähnelt einem stereotypen „Jungenmodell“ einer Aufzugskabine (Abbildung 4). Der Baumeister befestigte einfach die Holme und die Traverse an der Zigarrenkiste und fügte an den Seiten Schraubösen für die Führungsdrähte und ein Schraubauge oben auf der Traverse für die Hebeschnur hinzu. „Dieser Aufzug wird viel Spaß machen, und alles, was Sie brauchen, um das Auto hoch und runter zu fahren, ist das Drehen einer Kurbel“, verkündete Stout.

Stouts Entwurf eines hydraulischen Aufzugs war eine bemerkenswerte Umsetzung eines Wasserwaagenaufzugs – eines der frühesten und einfachsten hydraulischen Systeme, die in den USA verwendet wurden – in Modellform. (Zur Geschichte des Wasserwaagenaufzugs siehe die Artikelserie, die in ELEVATOR WORLD, August-Oktober 2017, veröffentlicht wurde.) Dieses Modell verwendete dieselbe Zigarrenkistenaufzugskabine, die für den Kurbelaufzug gebaut wurde. Im Gegensatz zur Wohnumgebung des Kurbelaufzugs
Aufzug wurde dieses System im Einsatz auf einer Feuertreppe im Hinterhof eines vierstöckigen Mehrfamilienhauses dargestellt (Abbildung 5). Die kritischen Komponenten des Systems waren ein Wasserspeichertank (an der Oberseite des Systems) und ein Gegengewicht. Stout schlug vor, dass der Tank aus „einem gewöhnlichen Stärkekasten aus Holz“ hergestellt werden könnte. Es ist erwähnenswert, dass Sie beim Lesen dieser Beschreibung selbst unerschrocken sind: "Was ist eine Stärkebox?" Es ist natürlich eine kleine Holzkiste, die Stärke enthalten soll. Weitere Untersuchungen ergaben, dass eine solche Box ziemlich klein war; ein typisches Beispiel ist ungefähr 6 Zoll hoch, 11 Zoll lang und 7 Zoll breit. Der Modellbauer bemalte das Innere der Box, um einen wasserdichten Behälter zu schaffen. Die Heberollen (Holzspulen) wurden an der Seite des Kastens montiert, zusammen mit einer automatischen Bremse und Schraubösen zur Verankerung der Führungsdrähte. Der hölzerne Bremshebel wurde so geschnitzt, dass er sich der Kurve der mittleren Seilscheibe anpasste und mit einem Gummiband an einem Nagel befestigt, so dass das Band den Bremsdruck auf der Seilscheibe hielt, was theoretisch die Bewegung des Autos verhinderte. Die Bremse wurde durch Ziehen an einer Schnur am Ende des Hebels gelöst. Obwohl dies in Stouts Beschreibung nicht erwähnt wurde, würde die Anwendung unterschiedlichen Drucks auf die Bremse über die Löseleine es dem Bediener ermöglichen, die Geschwindigkeit des Aufzugs zu steuern (Abbildung 6).

Der Schlüssel zu einem Wassergleichgewichtsaufzug ist natürlich die Möglichkeit, dem Gegengewicht Wasser hinzuzufügen oder davon abzuziehen, wodurch die Kabine wiederum angehoben oder abgesenkt wird. Stout schlug vor, das Gegengewicht aus einer „Blechdose“ herzustellen. Der Baumeister schneidet zuerst ein kurzes Stück Metallrohr von etwa 1/2 Zoll Länge. (Stout schlug vor, dass der Schlauch vom „Griff einer Regenschirm- oder Fahrradpumpe“ stammen könnte). Als nächstes wird vorsichtig ein Loch in den Boden der Blechdose geschnitten und die Tube so eingeschoben, dass sie sich zur Hälfte innerhalb und zur Hälfte außerhalb der Dose befindet. Anschließend wird das Rohr festgelötet. Der nächste Schritt besteht darin, eine große Holzschraube mit konischem Kopf zu verwenden, um den Sitz für den Ventilschaft herzustellen. Nachdem er sorgfältig Kerben in den schrägen Teil des konischen Kopfes gefeilt hat, führt der Baumeister die Schraube oben in das Metallrohr ein und „dreht [sie] mit einem Schraubendreher, während er kräftig auf die Schraube drückt. Dadurch wird die Rohrkante im gleichen Winkel wie der Schraubenkopf geschnitten, sodass wir beim Einsetzen einer neuen Schraube ohne Kerben in das Rohr ein wasserdichtes Ventil haben“ (Abbildung 7). Ein ähnliches Ventil ist in der Stärkebox unmittelbar über dem vertikalen Weg des Gegengewichts installiert. Das letzte Stück des Gegengewichts ist ein kleiner Holzklotz, der so in die Blechdose gelegt wird, dass er mit dem Wasserbehälterventil ausgerichtet ist.

Die Bedienung des Aufzugs erfolgte exakt nach der Methode eines „echten“ Wasserwaagenaufzugs. Wenn das Auto mehr als das Gegengewicht wog, würde es bis zum Boden des „Schachts“ absteigen und auf dem Holzsockel am Boden liegen bleiben. Währenddessen wäre das Gegengewicht nach oben gestiegen, wo der Holzklotz in der Blechdose unten auf die Schraube im Vorratsventil nach oben drückt und Wasser in die Dose fließen lässt. Wenn das Gegengewicht mehr als die Kabine wog, zog die Bedienungsperson an der Bremslöseschnur und die Kabine stieg auf. Wenn das Gegengewicht den Boden erreichte, kam es in einer kleinen Mulde zur Ruhe, die das Wasser abführen sollte, das durch den Aufwärtsdruck auf das Ventil im Boden der Dose freigesetzt wurde (Abbildung 6).

Die Ursprünge des Ventildesigns von Stout sind unbekannt. Seine Funktionsweise ähnelt in vielen Kaffeemaschinen einem modernen Tropfstoppventil (das es ermöglicht, die Kanne während des Kaffeebrühens zu entnehmen, ohne dass Flüssigkeit aus dem Brühkorb austritt). Der Hauptunterschied besteht darin, dass moderne Ventile Federn und Unterlegscheiben verwenden, um eine dichte Abdichtung zu gewährleisten. Stouts Design beruhte auf der Schwerkraft, und obwohl es wahrscheinlich funktionierte, ist es wahrscheinlich auch durchgesickert. Dieser mögliche Funktionsmangel mindert jedoch nicht den Einfallsreichtum der Ventilkonstruktion und die anderen Fähigkeiten, die in der Konstruktion beider Modelle offensichtlich sind. Als sein Buch veröffentlicht wurde, war Stout ein junger Ingenieur am Beginn einer bemerkenswerten Karriere. Später wurde er ein führender Automobil- und Luftfahrtingenieur; Zu seinen zahlreichen Entwürfen gehörte das bekannte Ford Trimotor-Flugzeug.

Als Ihr Autor Stouts Beschreibungen dieser Modellaufzüge las, fragte er sich nicht nur über einfache Dinge wie Stärkeboxen, sondern fragte sich, ob es möglich wäre, diese Designs so nachzubilden, dass die ursprüngliche Absicht repliziert würde. Vor einigen Jahren konnte ich eine ähnliche Untersuchung bezüglich einer Spielzeugrolltreppe durchführen („All I Want for Christmas is a Meccano Moving Stairway“, EW, Dezember 2017). Dieser Aufwand erforderte jedoch lediglich den Erwerb mehrerer Sets antiker Spielzeuge. Angesichts der Materialien, die beim Bau der Stout-Modelle verwendet wurden, war dies eine andere Art von Herausforderung. Glücklicherweise steht uns im 21. Jahrhundert ein bemerkenswertes Forschungsinstrument buchstäblich zur Verfügung. Ich spreche natürlich von eBay.

Innerhalb eines Monats nach dem Kauf von Stouts Buch war ich stolzer Besitzer einer Reihe von Vintage-Stärke- und Zigarrenkisten (Abbildung 8). Wenn alles gut geht, wird die Veröffentlichung der Schlussfolgerung dieses zweiteiligen Artikels (der den Ansatz eines anderen Autors zum Bau von Modellaufzügen im frühen 20 ) als Online-Extras des nächsten Monats. Wie sich hoffentlich in all meinen Artikeln zeigt, habe ich immer Spaß an meiner Recherche und liebe das, was ich tue.

Literaturhinweis
[1] William Bushnell Stout. Das Buch der mechanischen Modelle für Jungen, Little,
Brown und Co., Boston (1916).