Der erste Aufzug im Texas State Capitol, Teil XNUMX

Eine detaillierte Untersuchung des einzigartigen wasserhydraulischen Aufzugs von Eaton & Prince, der im Capitol installiert ist

von Dr. Lee Gray, EW-Korrespondent

Teil eins dieser Untersuchung verfolgte den Spezifikations- und Bieterprozess, der dazu führte, dass Eaton & Prince of Chicago den Auftrag zum Bau eines hydraulischen Personenaufzugs für das neue Texas State Capitol (fertiggestellt im Jahr 1889) erhielten.

(ELEVATOR WORLD, April 2020). Dieser Artikel, der letzte der Reihe, untersucht die Art des Aufzugssystems, das im Kapitol installiert ist. Obwohl er auf einer angemessenen Beweislage basiert, bleiben alle Schlussfolgerungen hinsichtlich der Konstruktion des Systems spekulativ, da der Aufzug im frühen 20. Jahrhundert entfernt wurde und keine Fotos oder detaillierten Informationen zum Aufzug gefunden wurden.

Im Mai 1887 wurden überarbeitete Spezifikationen für den Personenaufzug des Gebäudes herausgegeben. Ausgangspunkt für diese Untersuchung sind die Spezifikationen, da sie nahezu jeden Aspekt des Systems adressieren:

„Der Zylinder muss waagerecht sein und aus Gusseisen von ausreichender Festigkeit bestehen, genau ausgebohrt und gut gereinigt sein und eine perfekte und gleichmäßige Lagerung bilden. Der Zylinder muss einen Durchmesser von 30 Zoll haben und eine ausreichende Länge für die Hubhöhe haben verbrauchen 45 Gallonen. aus Wasser.

„Die Leitpfosten müssen zusammengesetzt und sicher an den Wänden der Bohrlöcher befestigt sein. Auf den Leitpfosten müssen harte Ahornstreifen angebracht werden, die geschliffen und glatt sind; all diese Arbeit [ist] in beträchtlicher Weise zu leisten.

„Der Käfig muss aus abgelagertem Hartholz mit allen erforderlichen Eisenarbeiten und Verstrebungen bestehen, sauber bemalt und als Wegweiser an den Seiten der Luken angeordnet sein und muss die richtige Größe haben, um den Luken im Gebäude zu entsprechen.

„Die Kabine muss den Originalspezifikationen entsprechen. . . . Es soll eine Geschwindigkeit von 250 fpm oder weniger haben, wie gewünscht.

„Das Gewicht des Käfigs muss durch ein am Käfig oder Arbeitskabel befestigtes Eisengewicht ausgeglichen und in Führungen aus Hartholz geführt werden.

„Der Käfig soll vier, 3/4 Zoll haben. Durchmesser, Hubseile von jeweils 8-1/2 T. Zugfestigkeit und das Betätigungsseil muss einen Durchmesser von 5/8 Zoll haben. Das Gegengewicht wird durch zwei unabhängige 3/4-Zoll verbunden. Kabel. Alle Kabel [sind] von bester Herstellung.

„Zwei der Seile müssen in üblicher Weise am Käfig befestigt werden, müssen jedoch ausreichend schlaff sein, um eine Lastaufnahme zu vermeiden, damit ihre Festigkeit für den Notfall reserviert werden kann, falls das regelmäßig funktionierende Seil bricht.

„Die obenliegenden Seilscheiben müssen aus schwerem Gusseisen mit der richtigen Größe bestehen und gemäß den ursprünglichen Spezifikationen fest gestützt sein.

„Sicherheitssperrklinken müssen am Boden des Käfigs befestigt und von einer starken Stahlfeder betätigt werden. Im Falle eines Abreißens des Seils oder eines Hindernisses beim Herunterfahren des Käfigs müssen die Sperrklinken so konstruiert sein, dass das Fahrzeug sicher verriegelt wird.

„Am Betätigungsseil muss ein automatischer Knopfstopp angebracht werden, um die Kabine an den oberen und unteren Haltestellen unabhängig von der Bedienungsperson zu stoppen.

„Am Auslassrohr muss eine Siphonentlastung angebracht werden, um den Kolben mit dem Käfig zu stoppen und zu verhindern, dass die Seile von den Seilscheiben fallen, falls der Käfig beim Herunterfahren behindert wird.

„Alle Teile des Aufzugs und seiner Einrichtungen müssen ordentlich, solide und fachmännisch gebaut und angeordnet sein und garantiert frei von Material- und Verarbeitungsfehlern sein.“^[1].

In den geänderten Spezifikationen nicht enthaltene Informationen, die von den ursprünglichen Spezifikationen übernommen wurden, beinhalteten die Bereitstellung eines kreisförmigen „schmiedeeisernen Wassertanks“ auf dem Dachboden, der einen „Durchmesser von 11 Fuß und eine Höhe von 5 Fuß“ mit einer Zisterne von ähnliche Größe im Keller.[2] Der Aufzug verkehrte vom ersten bis zum vierten Stock und hatte eine Höhe von etwa 65 Metern.

Ein umfassendes Verständnis der Reaktion von Eaton & Prince auf diese Spezifikationen findet sich in einer Gravur seines horizontalen hydraulischen Aufzugsystems aus dem Jahr 1889 (Abbildung 1). Die im Schnitt auf der rechten Seite des Wagens sichtbare Wagensteuerung scheint eine Variation eines von Frederick Prince 1886 patentierten Entwurfs zu sein, bei dem der Betätigungshebel durch ein System von Seilen und Umlenkrollen mit dem Steuerventil verbunden war ( Figur 2). Während die Unterwagensicherung in der Gravur nicht sichtbar ist, verwendete der Aufzug wahrscheinlich eine ähnliche Konstruktion wie die von Thomas Eaton, Frederick Prince und Joseph Livsey im Jahr 1886 patentierte. Dieses System verwendete jedoch keine „Sicherheitsklinken“. . . von einer kräftigen Stahlfeder betätigt“, auf die in den Spezifikationen verwiesen wird. Es beruhte auf einem modifizierten Führungsschuh-Design: Ein Schuh wurde fixiert und durch eine Stellschraube so eingestellt, dass er Kontakt mit der Führungsschiene hielt. Der andere Schuh wurde so an einer Nocke befestigt, dass er gegen die Führungsschiene gedrückt und die Bewegung der Kabine durch die zusätzliche Reibung gestoppt werden konnte (Abbildungen 3 und 4).

Die Sicherheit wurde durch ein modifiziertes Flyball-Regler- und Kupplungssystem aktiviert, dessen Geschwindigkeit über ein Sicherheitskabel direkt mit der Bewegung des Autos verbunden war. Seine Funktionsweise wurde im Patent wie folgt beschrieben:

„Wenn die Kabine nach unten fährt, betätigt das Seil die Riemenscheiben auf der Reglerwelle, und wenn die Bewegung der Kabine mit normaler Geschwindigkeit erfolgt, dehnt sich der Regler unter der Zentrifugalwirkung nicht ausreichend aus, um einen Kontakt mit dem Auslöser zu verursachen. Wenn die Bewegung des Fahrzeugs jedoch schneller wird, als die Sicherheit es erfordert, wird die Drehzahl des Begrenzers entsprechend erhöht; und bei dieser schnelleren Umdrehung dehnt sich der Regler aus, bis er auf den Abzug trifft und ihn zwingt, den Hebel loszulassen. Dies bringt die Teile der Kupplung zusammen und ergibt die. . . Greifen der Wege durch die Keile unter dem Druck der Nocken.“^[3].

Die Verwendung des Begriffs „Gibs“ anstelle von „Führungsschuh“ ist von Interesse. Während letzteres im 19. Jahrhundert verwendet wurde, war in diesem Fall ersteres die geeignetere Wahl. Gibs, die normalerweise paarweise verwendet werden – eine feste und eine bewegliche – wurden verwendet, um eine Welle oder eine Pleuelstange an Ort und Stelle zu halten. Die Verwendung dieses Systems durch die Konstrukteure, um einen Führungsschuh in eine Sicherheitsvorrichtung umzuwandeln, ist faszinierend.

Der in der Gravur von 1889 abgebildete Hydraulikmotor war eine Schubmaschine mit einem Satz fester Scheiben an einem Ende des Zylinders und einem Satz Laufscheiben, die am anderen Ende an einem Kolben befestigt waren. Als der Kolben die Laufrollen vom Zylinder wegdrückte, fuhr der Wagen nach oben; Als die Seilscheiben zum Zylinder zurückgezogen wurden, senkte sich das Auto. Das Design des Motors wurde wahrscheinlich von den Spezifikationen abgeleitet, die in drei von Thomas Eatons Patenten gefunden wurden (Tabelle 1).

Die Patente von Eaton betrafen in erster Linie verbesserte Steuerventilkonstruktionen für Standard-Druckmaschinen (Abbildung 5).

Kritische Fragen zum ersten Aufzug im Texas State Capitol betreffen die Größe des Hydraulikmotors und seine Position im Keller. Die ursprünglichen Spezifikationen verlangten einen vertikalen hydraulischen Aufzug, und dies scheint das Design und die Anordnung des Schachtes und der angrenzenden mechanischen Räume beeinflusst zu haben. Bei vielen vertikalen Hydraulikanlagen befand sich der Motor im Schacht hinter dem Wagen. Die Größe des Aufzugsschachts von Capitol, ungefähr 8 x 8 m, bot ausreichend Platz, um einen Hydraulikzylinder mit einem Durchmesser von 18 Zoll und eine Kabine von ungefähr 6 x 8 Fuß unterzubringen (Abbildung 6). Allerdings war der Schacht eindeutig nicht für die Aufnahme eines horizontalen
hydraulischer Motor.

Die Länge einer horizontalen Maschine wurde durch die vertikale Steigung des Aufzugs und die Anzahl der verwendeten Seilscheiben bestimmt.

In den Spezifikationen wurde die Verwendung von vier Hebeseilen vorgeschlagen, wobei zwei Seile „ausreichend locker bleiben, um eine Lastaufnahme zu vermeiden, damit ihre Kraft für einen Notfall reserviert werden kann“.^[1]. Der Einsatz von „Schlafseilen“ an einer horizontalen Maschine wäre problematisch gewesen, da diese dazu neigten, aus ihren Scheiben zu springen. Daher kann davon ausgegangen werden, dass Eaton & Prince diese Anforderung ignoriert und nur zwei Hubseile verwendet hat, die auf vier Fest- und vier Laufrollen liefen, was bedeutete, dass jedes Seil bei der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Kolbens auf insgesamt vier Rollen lief. Dies hätte zu einem Multiplikationsfaktor von vier geführt, wobei sich das Auto für jeden vom Kolben zurückgelegten Fuß 4 Fuß bewegt. Bei einer vertikalen Steigung von ungefähr 65 ft hätte die Gesamtlänge des Triebwerks ungefähr 32 ft betragen. Wenn ein Satz Umlenkscheiben am unteren Ende des Schachts platziert worden wäre, hätte das Triebwerk außerhalb des Schachts platziert werden können (Abbildung 7) . Ein Vergleich des Platzbedarfs der beiden Systeme zeigt deutlich die Vorteile des vertikalen Hydraulikmotors (der als eines der ersten maschinenraumlosen Aufzugssysteme gelten könnte).

Die in Abbildung 6 dargestellte Platzierung des Aufzugsmotors ist natürlich nur eine fundierte Vermutung. Der genaue Standort, die Größe und das Design des horizontalen hydraulischen Aufzugsmotors sind möglicherweise nie bekannt. In ähnlicher Weise basiert die Aussage (in den Spezifikationen zu finden), dass der Motor 36.72 gal verbrauchen würde. Wasser pro 6 Fuß Hub bleibt ein Rätsel.

Während diese Untersuchung bei der Identifizierung des Erbauers des ersten Aufzugs und des im Texas State Capitol installierten Aufzugstyps erfolgreich war, war die Notwendigkeit, sich auf fundierte Spekulationen über kritische Details zu verlassen, frustrierend. Wenn es hier eine Lehre gibt, könnte es sein, die Notwendigkeit zu verstärken, alte Systeme vor ihrer Entfernung (insbesondere in historisch wichtigen Gebäuden) vollständig zu dokumentieren.

Danksagungen

Bei vielen meiner Artikel liegt zwischen Konzeption und Realisierung ein langer Bogen. Im Mai 2016 nahm ich an einer Konferenz der University of Texas in Austin teil, die eine wunderbare Führung durch das Texas State Capitol unter der Leitung von Stephanie Phillips beinhaltete, einer Projektassistentin für Denkmalpflege beim Texas State Preservation Board. Natürlich erkundigte ich mich nach historischen Aufzügen und war nicht überrascht, als ich herausfand, dass die ursprünglichen Aufzüge Anfang des 20. Jahrhunderts entfernt worden waren. Kurz nachdem ich nach Hause zurückgekehrt war, kontaktierte mich Phillips und fragte, ob ich herausfinden könne, wer die ursprünglichen Aufzüge gebaut hatte.

Aufgrund der von ihr bereitgestellten Informationen (die eindeutig darauf hindeuteten, dass es sich bei den Aufzügen um vertikale Standard-Hydraulikaufzüge von Otis handelte), kontaktierte ich Stephen Showers, den Archivar bei Otis. Showers fand jedoch keine Aufzeichnungen über den Bau von Aufzügen von Otis für das Kapitol. Ich blieb mit einem Rätsel zurück, das ich „geparkt“ hatte, um es zu einem späteren Zeitpunkt zu verfolgen. Im November 2019 kontaktierte mich Kevin Koch, Architekt des Kapitols, und stellte dieselbe Frage, die Phillips dreieinhalb Jahre zuvor gestellt hatte. Ich beschloss, dass es jetzt an der Zeit war, dieses Rätsel zu lösen. ich war

Dank der Fülle an Informationen, die Kevin zur Verfügung gestellt hat, und einiger sorgfältiger (und glücklicher) Nachforschungen meinerseits, konnte diese Untersuchung abgeschlossen werden. Das Leben ist oft am schönsten, wenn es eine gemeinschaftliche Angelegenheit ist. Danke, Stephanie, Stephen und Kevin.

Referenzen
[1] Memorandum of Agreement“ (30. Mai 1887)
[2] „Bauspezifikationen“ (10. Januar 1882)
[3] Der amerikanische Ingenieur. „Verbesserter hydraulischer Aufzug“ (31. Juli 1889).
[4] Prince, Frederick H. „Elevator“, US-Patent Nr. 335,239 (2. Februar,
1886).
[5] Thomas W. Eaton, Frederick H. Prince und Joseph H. Livsey, Sicherheit
Bremse für Aufzüge, US-Patent Nr. 347,778 (24. August 1886).
[6] Thomas W. Eaton, Hydraulischer Aufzug, US-Patent Nr. 561,047 (26. Mai
1896).