Die Geschichte bedienerloser Aufzüge: John D. Ihlder

Ihlders Beitrag zum elektrischen Aufzug verdient besondere Anerkennung.  

Die zweite Phase der Geschichte des bedienerlosen Aufzugs (1895–1900) konzentrierte sich auf die weitere Verbesserung der Druckknopfsysteme und die Erfindung einer Etagensteuerung, die den automatischen Betrieb des Aufzugs gewährleisten sollte. Eine Schlüsselfigur bei der Entwicklung dieser Systeme war der Otis-Ingenieur John D. Ihlder (1848–1920). Ihlders Beiträge fanden während dessen statt, was man seine zweite Karriere nennen könnte. Er wurde 1848 in Vegesack, Bremen, Deutschland, geboren. Er besuchte die öffentliche Schule und die „Navigationsschule“ in Bremerhaven, gefolgt von einem einjährigen Dienst in der deutschen Marine.^[1]. Anschließend begann Ihlder eine Karriere an Bord der Columbus, ein Schiff, das „hauptsächlich für den Erdöltransport von den Vereinigten Staaten nach Europa eingesetzt wurde, aber auch Passagiere beförderte“.^[2]. Er stieg zum Kapitän auf und übte diese Funktion bis 1882 aus, als er sich von seiner Seefahrtskarriere zurückzog. Ihlder war 1878 in die USA ausgewandert und lebte mehrere Jahre in Chicago. Im Jahr 1885 immatrikulierte er sich an der Cornell University, wo er einen Abschluss in Maschinenbau mit Schwerpunkt Elektrotechnik machte. Er schloss sein Studium in zwei Jahren ab und schloss es 1887 mit einem BS ab. Er begann seine Karriere als Ingenieur bei der Eickemeyer Electric Co. in Yonkers, NY. Es folgten kurze Stationen bei Osterheld & Eickemeyer (Yonkers) und der Eickemeyer-Field Manufacturing Co. (Yonkers). 1894 trat er der Otis Electric Co. (Yonkers) bei, die im Juli 1892 als Tochtergesellschaft von Otis zur Herstellung von Elektromotoren gegründet worden war.

Tatsächlich hatte Ihlder vor seinem Eintritt bei Otis Arbeiten im Zusammenhang mit elektrischen Aufzügen betrieben. Rudolf Eickemeyer (1831-1895) entwarf und baute die Elektromotoren für das erste elektrische Aufzugssystem von Otis, das 1890 eingeführt wurde. Man kann davon ausgehen, dass Ihlder an dieser Arbeit beteiligt war. Aus den Patentakten geht auch hervor, dass er an der Weiterentwicklung dieses ersten Aufzugssystems sowie an der Konstruktion der 1893 eingeführten Otis-Maschine der zweiten Generation beteiligt war. Im Dezember 1897 reichte Ihlder drei Patentanmeldungen ein, davon eine umfasste wichtige Aspekte des späteren elektrischen Aufzugssystems der dritten Generation von Otis, das für den vollautomatischen Betrieb konzipiert war:

Aus unbekannten Gründen lehnte das US-Patentamt Ihlders Antrag ab, der ein Zwei-Knopf-System betraf. Allerdings enthielt die parallele – und erfolgreiche – in England eingereichte Patentanmeldung den Text aller drei amerikanischen Patente, was eine Überprüfung des Textes des Zwei-Knopf-Patents ermöglicht.^[3]. 

Die Patente boten einen prägnanten Überblick über die modernen Druckknopf-Steuerungssysteme. Die Entwürfe für Zwei- und Drei-Knopf-Systeme folgten den Paradigmen früherer Erfinder.^[4]. Das Zwei-Knopf-System erforderte vom Bediener einen konstanten Druck auf den Knopf, um die Bewegung des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten. Als der Knopf losgelassen wurde, blieb das Auto stehen. Das Drei-Tasten-System umfasste Start- und Stopp-Tasten im Wagen sowie Ruftaster. Keines dieser Systeme verfügte über eine Möglichkeit, das Auto automatisch an einer bestimmten Haltestelle anzuhalten. Das Ein-Knopf-System von Ihlder verfügte über eine Kabinentafel mit bestimmten Etagentasten und eine Ruftaste zum Herbeirufen der Kabine:

„Ein gewöhnlicher Druck von einigen Sekunden Dauer genügt, um den Aufzug unabhängig von seiner Position in die gewünschte Etage zu rufen … Darüber hinaus werden Mittel bereitgestellt, mit denen der Aufzug von der Kabine aus durch einfaches Drücken einer beliebigen Taste bedient werden kann, und Mittel.“ Es sind auch vorgesehen, dass der Bediener dies sofort tun kann, wenn er seine Meinung ändert und an einer Zwischenetage oder an einer anderen Position anhalten möchte. Im Zusammenhang mit dem System kommen auch Sicherheitsvorrichtungen zum Einsatz. Wenn eine Tür des Schachts oder die Tür der Aufzugskabine geöffnet wird, wird der Stromkreis unterbrochen und der Aufzug kann nicht bewegt werden, bis die Türen ordnungsgemäß geschlossen sind.“^[5].

Er stellte auch ein Gerät zur Verfügung, das er „Floor Controller“ nannte und das dafür sorgen sollte, dass der Wagen automatisch an einer bestimmten Haltestelle anhielt.^[5]. Ihlder war der erste, der diesen Begriff in Bezug auf diese Art von Mechanismus verwendete. Der Controller wurde wie folgt beschrieben:

„ein Zylinder oder eine Trommel, auf deren Oberfläche zwei Spiralkontakte angeordnet sind, oder was praktisch eine einzelne Spirale mit einer elektrischen Unterbrechung zwischen den beiden Teilen davon ist.“ Diese Trommel kann kontinuierlich in einer Ebene gedreht werden; aber um den Kontakten eine ausreichende Länge zu verleihen, werden sie vorzugsweise spiralförmig auf einer kleineren Trommel angeordnet … und die Trommel wird sowohl in Längsrichtung als auch in Rotation bewegt.“^[5].

Eine Beschreibung des Controllers aus dem Jahr 1902 bestätigt, dass er nach dem Entwurf von 1897 gebaut wurde:

„Ein spiralförmiges Kontaktband ist auf einer Isoliertrommel montiert, die durch eine grobe Schraube beim Drehen seitlich bewegt wird, sodass die Kontakte immer gegen das Band drücken. Die verschiedenen Kontakte werden mit den Drucktasten verbunden. Die Steuerung wird verwendet, um … das Auto anzuhalten, wenn es sein Ziel erreicht … Das Band ist spiralförmig auf der Trommel angeordnet, einfach um den Einsatz einer Trommel mit großem Durchmesser zu vermeiden.“^[6].

Der Controller war über eine Kette mit dem Motor verbunden, die zwischen einem kleinen, auf der Motorwelle montierten Kettenrad und einem großen, auf dem Controller montierten Kettenrad lief. Somit könnte es so kalibriert werden, dass es auf die Anzahl der Umdrehungen reagiert, die für die Fahrt zwischen den Landungen erforderlich sind. Zu Ihlders Patent gehörte eine Ansichts-, Schnitt- und Detailzeichnung des Bodenreglers (Abbildung 1). Seine Anwendung auf einen elektrischen Aufzug von Otis ist in einem Stich von 1901 und einer Zeichnung von 1902 zu sehen (Abbildungen 2 und 3).

Die Etagensteuerung von Ildler war außerdem mit einer neuen Funktion verknüpft, die den automatischen Betrieb des Aufzugs unterstützen soll:

„Beim Betrieb von Hochgeschwindigkeitsaufzügen oder in Fällen, in denen die Last variiert, oder in jedem anderen Fall, in dem es aufgrund des unterschiedlichen Impulses der bewegten Massen schwierig ist, die Kabine automatisch genau an der gewünschten Position anzuhalten … habe ich festgestellt Es ist wünschenswert, Mittel bereitzustellen, um die Geschwindigkeit der Kabine automatisch zu reduzieren, bevor sie die Etage oder den Punkt erreicht, an dem der automatische Stopp erfolgen soll, und auf diese Weise die Geschwindigkeit gegenüber ihrer normalen Geschwindigkeit so weit reduziert wird, dass die Kabine endlich unter allen Belastungs- und Geschwindigkeitsbedingungen praktisch in der exakten Position zum Stillstand gebracht werden. Diese langsame Geschwindigkeit vor dem Stopp wird automatisch erzeugt und kann auf verschiedene Weise erreicht werden, beispielsweise durch einen Schaltkreis, der eine zusätzliche Nebenschlussfeldwicklung steuert, einen Kurzschlusswiderstand im Nebenschlussfeld, der eine Parallelschaltung zum Anker herstellt, oder andere äquivalente Mittel, und im vorliegenden Fall habe ich eine zusätzliche Nebenschluss-Feldwicklung gezeigt, die automatisch vom Etagenregler gesteuert wird.“^[5].

Dieses Konstruktionsmerkmal, das die Geschwindigkeit des Autos automatisch verlangsamte, wenn es sich einer Landung näherte, wurde zu einem entscheidenden Bestandteil der in den frühen 1920er Jahren entwickelten automatischen Nivelliersysteme.

Ihlder erhielt neun weitere Patente im Zusammenhang mit seinem Entwurf von 1897, von denen viele zum kommerziellen Erfolg dieser Generation des elektrischen Aufzugs von Otis beitrugen, der von 1898 bis weit in das erste Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts hinein vermarktet wurde. Ein 1902 veröffentlichter schematischer Schaltplan zeigt den Umfang der Entwicklung zwischen 1893 und 1898. Zu den hervorgehobenen Merkmalen gehörten der Etagenregler, Endschalter, ein Sicherheitsknopf sowie Schachttür- und Kabinentorkontakte (Abbildung 4). Die Gravur des Aufzugsmotors in Abbildung 2 war eine von mehreren Abbildungen in einer Broschüre aus dem Jahr 1901, in der der elektrische Wohnaufzug von Otis beworben wurde (Abbildung 5). Der Text der Broschüre betonte die Einfachheit der Aufzugsbedienung:

„Unsere elektrischen Aufzüge eignen sich besonders gut für den Einsatz in Privathäusern, da unser verbessertes Druckknopf-Steuerungssystem einen regulären Begleiter überflüssig macht und das Gerät so einfach ist, dass ein Kind das Auto völlig sicher bedienen kann.“^[7]. 

Zu den Illustrationen gehörten eine Zeichnung eines jungen Mädchens, das auf Zehenspitzen stand, um einen Autoknopf zu drücken, und eines etwas älteren (und größeren) Mädchens, das einen Knopf drückte (Abbildungen 6 und 7). Eine genaue Betrachtung der letztgenannten Zeichnung zeigt das Vorhandensein der „Stopp“-Taste auf dem Armaturenbrett des Wagens (Abbildung 8). Dies ermöglichte es dem Benutzer, das Auto jederzeit anzuhalten und bei Bedarf sein Ziel und/oder seine Richtung zu ändern (durch Drücken der Stopptaste wurde das Autopanel zurückgesetzt).

Die unermüdliche Werbung von Otis für seinen automatischen Wohnaufzug erregte nicht nur die Aufmerksamkeit potenzieller Käufer, sondern erregte auch die Aufmerksamkeit des Franklin Institute. Das 1824 in Philadelphia gegründete Institut förderte die Entwicklung und Professionalisierung von Ingenieurwesen und Wissenschaft in den USA. Zu diesen Bemühungen gehörte die Einführung einer Reihe von Auszeichnungen, mit denen bedeutende Erfindungen und technologische Errungenschaften gewürdigt werden sollen. Anfang 1902 begann ein Unterausschuss des Ausschusses für Wissenschaft und Kunst mit der Untersuchung des Wohnaufzugs von Otis. Ihr am 1. Juni fertiggestellter Bericht fasste die Herausforderung zusammen, vor der die Designer standen:

„Wenn Aufzüge in öffentlichen Gebäuden verwendet werden sollen und der Verkehr so ​​groß ist, dass für jede Maschine ein Aufseher eingesetzt werden muss, ist die Frage vergleichsweise einfach, da vieles dem Ermessen überlassen werden kann Es liegt im Ermessen des Bedieners und viele Vorgänge können nach eigenem Ermessen durchgeführt oder unterlassen werden. Im Falle einer Maschine, die jedoch dazu bestimmt ist, von Personen bedient zu werden, die auf diesem Gebiet völlig unerfahren sind und niemand in der Nähe ist, um Fehler zu beheben, wird es zu einem ernsten und komplizierten Problem, Mittel bereitzustellen, um die Anforderungen der Maschine zu erfüllen und zu erfüllen Es können viele verschiedene Kombinationen entstehen.“^[8].

Zum Otis-Designteam gehörten John D. Ihlder, Norton P. Otis, Rudolf C. Smith und August Sundt. Der Prüfungsausschuss stellte fest, dass sie interviewt hatten: „Mr. Ihlder von der Otis Co., der Erfinder vieler der von den späteren Patenten abgedeckten Geräte, erhielt von ihm eine umfassende Erklärung der Funktionsweise des Geräts.“ 

Zusätzlich zu ihrem Interview untersuchte das Komitee eine in Philadelphia in Betrieb befindliche Maschine, wo sie „die Vorrichtung selbst sorgfältig durchgingen und den Betrieb des Wagens in allen Kombinationen testeten, die ihrer Meinung nach in der Praxis wahrscheinlich auftreten würden“.^[8].

Die Schlussfolgerung des Ausschusses lautete wie folgt:

„Für den Einfallsreichtum, der bei der Bewältigung der verschiedenen Kombinationen eines anspruchsvollen Dienstes gezeigt wurde, und für die gründliche und mechanische Art und Weise, in der dieses Gerät entwickelt wurde, um es auf kommerzieller Basis in die Hände der Öffentlichkeit zu legen, empfiehlt das Franklin Institute das Verleihung der John Scott Legacy Medal und Premium an die Erfinder.“^[8].

Die Empfehlung des Komitees wurde am 1. Oktober 1902 angenommen und im folgenden Jahr wurde die John Scott Legacy Medal an Ihlder, Otis, Smith und Sundt verliehen. Während, wie es fast immer der Fall ist, komplexe Erfindungen wie der automatische elektrische Aufzug von Otis das Ergebnis einer Teamarbeit sind, erhielten (und verdienten) in diesem besonderen Fall die Beiträge einer einzelnen Person – John D. Ihlder – besondere Anerkennung (und verdienten sie).

Referenzen

[1] Biografische Geschichte von Westchester County, New York, V.II, Chicago: Lewis Publishing Company (1899).

[2] Peter-Michael Pawlik, Von der Weser in der Welt; Die Geschichte der Segelschiffe von Weser und Lesum und ihrer Bauwerften 1770 bis 1893, Hamburg: Kabel (1993).

[3] Verbesserungen an und im Zusammenhang mit Vorrichtungen zur Steuerung der Bewegung von Aufzügen oder Aufzügen, Britisches Patent Nr. 1,883 (7. Mai 1898).

[4] Siehe „Die Geschichte der bedienerlosen Aufzüge: Druckknopfsteuerung 1886-1895" Elevator World (April 2023).

[5] John D. Ihlder, Electric Operation of Elevators by Single Button-Push System, US-Patent Nr. 710,914 (7. Oktober 1902).

[6] „Elevators“, Steam Engineering: Pumps, Elevators and Steam Heating, International Correspondence Schools (1902).

[7] Elektrische Aufzüge für Wohnhäuser, Otis Elevator Co. (Januar 1902).

[8] „Der elektrische Aufzug der Otis Elevator Company für Privathäuser“, Journal of the Franklin Institute (September 1903).