La historia de los ascensores sin operador: John D. Ihlder

La contribución de Ihlder al ascensor eléctrico merece un reconocimiento especial.  

La segunda fase de la historia del ascensor sin operador (1895-1900) se centró en el perfeccionamiento continuo de los sistemas de pulsadores y la invención de un controlador de piso diseñado para garantizar el funcionamiento automático del ascensor. Una figura clave en el desarrollo de estos sistemas fue el ingeniero de Otis John D. Ihlder (1848-1920). Las contribuciones de Ihlder ocurrieron durante lo que podría denominarse su segunda carrera. Nació en Vegesack, Bremen, Alemania, en 1848. Asistió a la escuela pública y de "navegación" en Bremerhaven, a la que siguió un año de servicio en la marina alemana.^{[ 1 ]} Ihlder entonces comenzó una carrera a bordo del Colón, un barco que “se empleó principalmente en el transporte de petróleo de los Estados Unidos a Europa, pero también transportaba pasajeros”.^{[ 2 ]} Avanzó al rango de capitán y se desempeñó en ese cargo hasta 1882, cuando se retiró de su carrera náutica. Ihlder emigró a los Estados Unidos en 1878 y vivió en Chicago durante varios años. En 1885, se matriculó en la Universidad de Cornell, donde obtuvo una licenciatura en ingeniería mecánica con énfasis en ingeniería eléctrica. Completó sus estudios en dos años y se graduó con una licenciatura en 1887. Comenzó su carrera de ingeniería en Eickemeyer Electric Co. en Yonkers, NY. A esto le siguieron breves períodos en Osterheld & Eickemeyer (Yonkers) y Eickemeyer-Field Manufacturing Co. (Yonkers). En 1894, se unió a Otis Electric Co. (Yonkers), que se había establecido como subsidiaria de Otis en julio de 1892 para fabricar motores eléctricos.

Ihlder, de hecho, había realizado trabajos relacionados con ascensores eléctricos antes de unirse a Otis. Rudolf Eickemeyer (1831-1895) diseñó y construyó los motores eléctricos utilizados en el primer sistema de ascensor eléctrico de Otis, que se introdujo en 1890. Es razonable suponer que Ihlder estuvo involucrado en este trabajo. El registro de la patente también revela que desempeñó un papel en el perfeccionamiento de este sistema de ascensor inaugural, así como en el diseño de la máquina Otis de segunda generación, presentada en 1893. En diciembre de 1897, Ihlder presentó tres solicitudes de patente, una de las cuales incluía aspectos clave de lo que se convirtió en el sistema de ascensores eléctricos de tercera generación de Otis, que fue diseñado para un funcionamiento totalmente automático:

Por razones desconocidas, la Oficina de Patentes de EE. UU. rechazó la solicitud de Ihlder que se refería a un sistema de dos botones. Sin embargo, la solicitud de patente paralela, y exitosa, presentada en Inglaterra incluía el texto de las tres patentes estadounidenses, lo que permite una revisión del texto de la patente de dos botones.^{[ 3 ]} 

Las patentes ofrecían un resumen conciso de los sistemas de control de botones pulsadores de última generación. Los diseños para sistemas de dos y tres botones siguieron paradigmas establecidos por inventores anteriores.^{[ 4 ]} El sistema de dos botones requería que el operador mantuviera una presión constante sobre el botón para mantener el movimiento del automóvil. Cuando se soltó el botón, el coche se detuvo. El sistema de tres botones incluía botones de inicio y parada en el automóvil y botones de llamada de pasillo. Ninguno de estos sistemas incluía un medio por el cual el automóvil se detuviera automáticamente en un aterrizaje designado. El sistema de un botón de Ihlder presentaba un panel de automóvil con botones de piso designados y un botón de llamada de pasillo que se usaba para convocar al automóvil:

“Una presión ordinaria de unos pocos segundos de duración es todo lo que se requiere para llamar al ascensor al piso deseado, independientemente de su posición… Además, se proporcionan medios mediante los cuales el ascensor puede operarse desde la cabina simplemente presionando cualquier botón, y medios también se proporcionan por lo que si el operador cambia de opinión y desea detenerse en algún piso intermedio o en cualquier otra posición, puede hacerlo instantáneamente. También se utilizan dispositivos de seguridad en relación con el sistema, por lo que si se abre cualquier puerta del pozo o la puerta de la cabina del ascensor, el circuito se rompe y el ascensor no se puede mover hasta que las puertas estén correctamente cerradas.^{[ 5 ]}

También proporcionó un dispositivo, al que llamó "controlador de piso", diseñado para garantizar que el automóvil se detuviera automáticamente en un aterrizaje designado.^{[ 5 ]} Ihlder fue el primero en utilizar este término en referencia a este tipo de mecanismo. El controlador fue descrito como:

“un cilindro o tambor, en cuya cara se disponen dos contactos espirales, o lo que es, en efecto, una sola espiral con una ruptura eléctrica entre las dos porciones de la misma. Este tambor puede girar continuamente en un solo plano; pero para dar suficiente longitud a los contactos, se disponen preferiblemente en espiral en un tambor más pequeño… y se hace que el tambor se mueva tanto longitudinal como rotativamente”.^{[ 5 ]}

Una descripción de 1902 del controlador confirma que fue construido siguiendo el diseño de 1897:

“Una banda de contacto en espiral está montada en un tambor aislante, que se mueve lateralmente mediante un tornillo grueso mientras gira, de modo que los contactos siempre presionen contra la banda. Los diversos contactos se conectan a los pulsadores. El controlador se utiliza para... detener el coche cuando llega a su destino... La tira está dispuesta en forma de espiral sobre el tambor simplemente para evitar el uso de un tambor de gran diámetro”.^{[ 6 ]}

El controlador estaba conectado al motor a través de una cadena que corría entre una rueda dentada pequeña montada en el eje del motor y una rueda dentada grande montada en el controlador. Por lo tanto, podría calibrarse para responder al número de revoluciones requeridas para viajar entre aterrizajes. La patente de Ihlder incluía un dibujo de alzado, sección y detalle del controlador de piso (Figura 1). Su aplicación a un ascensor eléctrico Otis puede verse en un grabado de 1901 y un dibujo de 1902 (Figuras 2 y 3).

El controlador de piso de Ildler también se vinculó a una nueva función diseñada para ayudar en la operación automática del ascensor:

“En el funcionamiento de ascensores de alta velocidad o en los casos en que la carga varía o en cualquier otro caso en el que debido a la variación del momento de las masas en movimiento es difícil detener la cabina automáticamente en la posición exacta deseada... he encontrado Es deseable proporcionar algún medio para reducir automáticamente la velocidad del coche antes de que llegue al piso o punto en el que se va a realizar la parada automática, y de esta manera la velocidad se reduce hasta tal punto de su velocidad normal que el coche finalmente puede detenerse en prácticamente la posición exacta en todas las condiciones de carga o velocidad. Esta velocidad lenta antes de la parada está dispuesta para que se produzca automáticamente y puede lograrse de varias maneras, como por un circuito que controla un devanado de campo de derivación adicional, una resistencia de cortocircuito en el campo de derivación que hace un circuito paralelo a la armadura, o otros medios equivalentes, y en el presente caso he mostrado un devanado de campo de derivación adicional controlado automáticamente por el controlador de piso”.^{[ 5 ]}

Esta característica de diseño, que redujo automáticamente la velocidad del automóvil cuando se acercaba a un aterrizaje, se convertiría en un componente fundamental de los sistemas de nivelación automática desarrollados a principios de la década de 1920.

Ihlder recibió nueve patentes adicionales asociadas con su diseño de 1897, muchas de las cuales contribuyeron al éxito comercial de esta generación de ascensores eléctricos de Otis, que se comercializó desde 1898 hasta bien entrada la primera década del siglo XX. Un diagrama de cableado esquemático publicado en 20 revela el alcance del desarrollo que se había producido entre 1902 y 1893. Las características destacadas incluían el controlador de piso, los interruptores de límite, un botón de seguridad y los contactos de la puerta del hueco y la puerta de la cabina (Figura 1898). El grabado del motor del ascensor en la Figura 4 fue una de varias ilustraciones que aparecen en un folleto de 2 que anuncia el ascensor eléctrico residencial de Otis (Figura 1901). El texto del folleto destacaba la sencillez del funcionamiento del ascensor:

“Nuestros ascensores eléctricos están particularmente bien adaptados para el servicio de residencias privadas, ya que con nuestro sistema mejorado de control de botones no es necesario un asistente regular, este dispositivo es tan simple que un niño puede operar el automóvil con total seguridad”.^{[ 7 ]} 

Las ilustraciones incluían un dibujo de una niña parada de puntillas para presionar el botón de un automóvil, y una niña un poco mayor (y más alta) presionando un botón (Figuras 6 y 7). Un examen detallado de este último dibujo revela la presencia del botón de "parada" en el panel del automóvil (Figura 8). Esto permitía al usuario detener el automóvil en cualquier momento y, si era necesario, cambiar su destino y/o dirección (presionando el botón de parada, reinicia el panel del automóvil).

La incansable promoción de Otis de su ascensor residencial automático no solo llamó la atención de los compradores potenciales, sino que también atrajo la atención del Instituto Franklin. Fundado en Filadelfia en 1824, el Instituto promovió el desarrollo y la profesionalización de la ingeniería y la ciencia en los EE. UU. Estos esfuerzos incluyeron el establecimiento de una serie de premios destinados a reconocer las invenciones y los logros tecnológicos significativos. A principios de 1902, un subcomité del Comité de Ciencias y Artes comenzó a investigar el ascensor residencial de Otis. Su informe, completado el 1 de junio, resumía el desafío al que se enfrentaban los diseñadores:

“Cuando los ascensores se van a utilizar en edificios públicos y donde el tráfico es tal que justifica la colocación de un asistente a cargo de cada máquina, la cuestión es comparativamente sencilla, ya que se puede dejar mucho a la discreción. del operador y muchas operaciones pueden ser realizadas u omitidas a su juicio. En el caso de una máquina, sin embargo, destinada a ser operada por personas absolutamente inexpertas en la materia, y sin nadie a la mano para rectificar errores, se convierte en un problema serio y complicado para proporcionar medios para cumplir y cumplir con los requisitos de la muchas combinaciones diferentes que pueden surgir.”^{[ 8 ]}

El equipo de diseño de Otis incluyó a John D. Ihlder, Norton P. Otis, Rudolf C. Smith y August Sundt. El comité de revisión señaló que habían entrevistado: “Sr. Ihlder, de Otis Co., el inventor de muchos de los dispositivos cubiertos por las patentes posteriores, y recibió de él una explicación completa del funcionamiento del aparato”. 

Además de su entrevista, el comité examinó una máquina en funcionamiento en Filadelfia, donde "revisaron cuidadosamente el propio aparato y probaron el funcionamiento del automóvil en todas las combinaciones que pensaron que probablemente ocurrirían en la práctica".^{[ 8 ]}

La conclusión del comité fue la siguiente:

“Por el ingenio desplegado para satisfacer las diversas combinaciones de un servicio exigente, y por la manera minuciosa y mecánica en que se ha desarrollado este aparato para ponerlo en manos del público sobre una base comercial, el Instituto Franklin recomienda la concesión de la Medalla del Legado John Scott y Premio a los inventores”.^{[ 8 ]}

La recomendación del comité se adoptó el 1 de octubre de 1902 y la Medalla del legado John Scott se otorgó a Ihlder, Otis, Smith y Sundt al año siguiente. Si bien, como casi siempre ocurre, las invenciones complejas, como el ascensor eléctrico automático de Otis, son el resultado de un esfuerzo de equipo, en este caso particular, las contribuciones de un solo individuo, John D. Ihlder, recibieron (y merecieron) un reconocimiento especial.

Referencias

[1] Historia biográfica del condado de Westchester, Nueva York, V.II, Chicago: Lewis Publishing Company (1899).

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

[3] Mejoras en y relacionadas con aparatos para controlar el movimiento de ascensores o montacargas, patente británica n.º 1,883 (7 de mayo de 1898).

[4] Ver “La historia de los ascensores sin operario: control de botón pulsador 1886-1895, " Elevator World (Abril 2023).

[5] John D. Ihlder, Electric Operation of Elevators by Single Button-Push System, Patente de EE. UU. N.º 710,914 (7 de octubre de 1902).

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

[7] Ascensores eléctricos para residencias, Otis Elevator Co. (enero de 1902).

[8] “El elevador eléctrico de Otis Elevator Company para residencias privadas”, Revista del Instituto Franklin (septiembre de 1903).