La historia de los ascensores sin operario: control de botón pulsador 1886 -1895

Period estableció una línea de base crítica para todo el trabajo futuro.

La historia de la invención del ascensor sin operador abarca la historia de varios sistemas discretos de transporte vertical (VT). El primero que se desarrolló fue un nuevo tipo de sistema de control que simplificó la operación del elevador de tal manera que ya no se requería un operador capacitado. Como fue el caso con numerosas tecnologías de ascensores, el sistema adoptado, y adaptado, para el uso de ascensores no estaba destinado inicialmente para este propósito. La historia del interruptor de botón abarca una variedad de problemas y usos, así como actitudes cambiantes hacia la modernidad, ejemplificado por un cambio gradual a un mundo donde una variedad de servicios estaba disponible de repente "con solo presionar un botón".[1 ] Aunque los interruptores de botón pulsador existían antes de 1880, esta fecha generalmente se identifica como la marca de la introducción del botón pulsador eléctrico.

Uno de los primeros inventores en proponer un sistema de control de botón eléctrico para ascensores fue el ingeniero de Boston John H. Clark. En agosto de 1886, Clark presentó una solicitud de patente con un título engañosamente claro: “Ascensor eléctrico”. Sin embargo, la patente, otorgada en noviembre, se refería a un ascensor hidráulico cuyo funcionamiento estaba controlado por dos pulsadores eléctricos (Figura 1). Aparentemente, la frase "ascensor eléctrico" se eligió para resaltar el reemplazo de un sistema obsoleto con la última tecnología:

“Antes de mi invención, la válvula de control de potencia ha sido operada por medio de una cuerda de transporte que pasa sobre poleas fijadas al edificio y sobre una polea en un eje o varilla, conectado operativamente a la válvula de control de potencia… (este) arreglo siendo especialmente objetable por su antiestética y por la potencia requerida para moverlo.”[2]

Clark proporcionó dos botones en el automóvil, uno de los cuales hizo que el automóvil ascendiera y el otro descendiera. Si bien el usuario tenía el control del ascensor con solo presionar un botón, su operación real era un poco más complicada. Para ascender, se presionó el botón adecuado para iniciar el movimiento ascendente. Para mantener el movimiento del automóvil, el operador debía mantener una presión constante sobre el botón hasta que el automóvil llegara a su destino, momento en el que se soltó el botón y el automóvil se detuvo. Clark presentó una segunda solicitud de patente en mayo de 1887 para una variación de su diseño original (Curiosamente, esta patente no se concedió hasta 1898).[3] La patente fue asignada a Whittier Machine Company (Boston); sin embargo, se desconoce si Whittier construyó alguna máquina que presentara el sistema de botón pulsador de Clark.

En noviembre de 1887, el ingeniero de Nueva York Charles E. Ongley presentó tres solicitudes de patente relacionadas para un "ascensor controlado eléctricamente". Se presentaron dos solicitudes relacionadas adicionales en julio y abril de 1888, y las cinco patentes se otorgaron en septiembre de 1889.[4] El sistema de Ongley era paralelo al de Clark en su aplicación a los ascensores hidráulicos y en su funcionamiento básico, que requería que el operador mantuviera la presión sobre un botón mientras conducía el coche. Su importancia para esta historia es que las cinco patentes fueron asignadas a Hydraulic Elevator Company of Chicago, que había sido establecida por Otis Brothers en 1878. La compañía, fundada junto con la adquisición de William E. Hale & Co. por parte de Otis, fue creada como sociedad de cartera para patentes existentes y futuras asociadas con el sistema de ascensores hidráulicos dúplex de Hale.[5] Por lo tanto, las patentes de Ongley marcaron la incursión inicial de Otis, a través de un proxy, en el diseño de sistemas de control de botones. Sus dibujos patentados también ilustraron de manera efectiva la dicotomía entre las imágenes arquitectónicas de finales del siglo XIX y la era moderna emergente del control mediante botones (Figura 19).

En mayo de 1891, Andrew M. Coyle, de Washington, DC, presentó una solicitud de patente que continuaba la tendencia establecida por Clark y Ongley; también propuso utilizar un sistema de pulsador eléctrico para controlar un ascensor hidráulico.[6] Sin embargo, el diseño de Coyle incluía varias mejoras con respecto a los esquemas anteriores. La mejora más significativa fue un nuevo diseño de botón, que solo requería una sola pulsación para activar y mantener el movimiento del ascensor:

“Todos los movimientos deseados del automóvil pueden efectuarse con seguridad y certeza sin el ejercicio de más cuidado e inteligencia que el que se requiere para tocar un botón correspondiente al número del piso al que se desea mover el automóvil… cuando uno de se accionan los interruptores o pulsadores, la cabina se moverá y se detendrá en ese piso, sin importar si la cabina está encima o debajo del piso. Este arreglo tiene ventajas obvias sobre el que requiere una operación para hacer que el ascensor ascienda y otra para que descienda.”[6]

La cabina estaba equipada con un botón para cada piso y, por primera vez, cada piso estaba provisto de un botón de llamada de ascensor (Figura 3).

El sistema que detuvo automáticamente el automóvil en los rellanos empleó una banda de metal sin fin que estaba conectada al pistón vertical del motor hidráulico de modo que viajaba "al unísono con el automóvil, pero en un camino más pequeño". [6] La banda estaba conectada a el circuito eléctrico que operaba las válvulas hidráulicas. A medida que se movía, pasaba a través de una serie de "tableros de distribución", cada uno de los cuales estaba provisto de un "mecanismo de cierre del circuito principal".[6] Los tableros de distribución (uno para cada piso) estaban colocados "a distancias correspondiente a la distancia entre los rellanos”[6]. La banda sin fin estaba provista de una leva alargada que, al llegar al tablero de distribución del piso de destino, abría el mecanismo de cierre del circuito principal y detenía el movimiento del carro (Figuras 4 y 5).

También se incorporó un dispositivo de seguridad único en el diseño. El ascensor presentaba un interruptor de piso que se activaba cuando un pasajero ingresaba al automóvil. La activación de este interruptor por el peso del pasajero impidió la operación de los interruptores de aterrizaje de tal manera que, según Coyle: “Nadie en ninguno de los pisos puede controlar el movimiento del automóvil mientras el mismo esté ocupado”.[6] Si bien esta patente introdujo varios elementos de diseño importantes, incluidos los botones de piso designados en el automóvil, los botones de llamada de pasillo y un sistema de aterrizaje automático, su uso se limitó esencialmente a un pasajero o un grupo de pasajeros a la vez (debido a la acción del coche-piso-interruptor). Esta limitación fue un resultado directo del diseño del sistema eléctrico de Coyle, que, como sucedió con otros esquemas contemporáneos, reflejaba el hecho de que el diseño de circuitos aún estaba en su infancia relativa.

En abril de 1892, Otis ingresó oficialmente a la carrera para desarrollar un sistema de control de botones: Norton P. Otis y Rudolph C. Smith presentaron una solicitud de patente para el primer sistema aplicado a un ascensor eléctrico: Dispositivo de control para ascensores eléctricos (otorgado en abril de 1898 ).[7] El diseño de Otis y Smith incorporó características encontradas en diseños anteriores y empleó un sistema de control de motor recientemente patentado:

“Nuestra invención se refiere a dispositivos de control de circuitos automáticos para ascensores eléctricos, y tiene una relación más particular con tales dispositivos de control cuando se usan en conexión con lo que generalmente se denomina el sistema de transmisión de energía 'Leonard'; y tiene por objeto adecuar dicho sistema para el funcionamiento de ascensores, de modo que puedan ser operados de forma segura y económica y que los circuitos puedan ser controlados desde la cabina o desde las distintas plantas o descansos del edificio… de manera que todo el sistema puede ser detenido, puesto en marcha y controlado desde el coche o desde cualquiera de los rellanos... El llamado sistema 'Leonard' de transmisión de potencia... consiste, en términos generales, en la combinación de un motor eléctrico que se conecta para aplicar la energía al automóvil... y se conoce como el motor 'de trabajo', un motor intermedio y un generador intermedio accionado por dicho motor intermedio y conectado con el motor de trabajo.”[7]

El uso pionero de Otis de lo que finalmente se conoció como control Ward Leonard los colocó a la vanguardia del diseño de motores de ascensores eléctricos.[8] Sin embargo, su sistema de control de botón pulsador propuesto era decididamente menos sofisticado.

En los rellanos, el sistema de control constaba de una gran palanca de interruptor de encendido, un pequeño interruptor de filo de cuchillo que se usaba para encender el interruptor de rellano y un botón pulsador que se usaba para llamar al automóvil (Figura 6). Cada aterrizaje también presentaba un sistema diseñado para detener automáticamente el automóvil: una leva en el costado del automóvil operaba una palanca de cambio que estaba conectada a un interruptor de aterrizaje. Aunque Otis y Smith afirmaron que “todo el sistema puede detenerse, iniciarse y controlarse… desde el automóvil”, su descripción del sistema operativo del automóvil fue algo esquemática. Si bien se describió que el automóvil también tenía un interruptor de filo de cuchillo para encenderlo, la descripción no incluía ninguna mención de un botón y no está claro cómo el operador controlaba el movimiento del automóvil (hacia arriba o hacia abajo). No obstante, esta patente fue la primera en vincular el pulsador eléctrico con el ascensor eléctrico.

Cyprien O. Mailloux cerró la primera fase en el desarrollo de sistemas de control de botones con dos solicitudes de patentes: una presentada en diciembre de 1894 y la otra en mayo de 1895 (ambas patentes fueron otorgadas en 1895).[9, 10] Mailloux había presentado una solicitud de patente en julio de 1890 para un sistema de pulsadores; sin embargo, su solicitud se retrasó en el proceso de aprobación durante un período tan prolongado que finalmente decidió dividir la solicitud original y presentar una nueva en agosto de 1899. La solicitud revisada se refería únicamente a los diseños encontrados en sus patentes de 1895, por lo que su El diseño de 1890 se perdió. La pérdida de la patente original es significativa dado que Mailloux fue uno de los principales ingenieros eléctricos de finales del siglo XIX. Fue miembro fundador del Instituto Estadounidense de Ingenieros Eléctricos (AIEE), se desempeñó como editor de la revista Electrical World y tuvo una carrera prolífica como ingeniero consultor. Obtuvo más de 19 patentes, cuatro de las cuales se referían a sistemas de control de ascensores.

La justificación de Mailloux para su diseño, expresada en su patente de abril de 1895, abordó dos cuestiones fundamentales, la primera de las cuales se hizo eco de los objetivos de los diseñadores anteriores:

“Mi invención se refiere a medios eléctricos para controlar la dirección de movimiento de cabinas de ascensores o ascensores para pasajeros o carga y especialmente a la adaptación de tales medios a ascensores destinados a ser operados por personas no calificadas. Dicha invención es especialmente aplicable a ascensores en residencias privadas donde es deseable operar la cabina del ascensor desde dentro o desde fuera en cualquier piso o piso. El objeto principal de mi invención es garantizar una mayor seguridad y comodidad en la operación de un ascensor y evitar interferencias en caso de que varias personas intenten operar el ascensor simultáneamente en la misma dirección o en direcciones opuestas desde diferentes pisos.”[9]

Su segunda justificación se centró en el diseño eléctrico general del sistema de pulsadores:

“Otro objeto de mi invención es eliminar las corrientes relativamente pesadas en los circuitos usados ​​para controlar la maquinaria, y hacer uso de corrientes más pequeñas más parecidas a las que se usan en telegrafía, por lo que los interruptores relativamente voluminosos y molestos pueden ser reemplazados por simples pulsadores o pequeños interruptores que son menos objetables en interiores amueblados y ornamentados, en residencias privadas, casas club y similares.”[9]

Como fue el caso con el diseño de Coyle, los botones pulsadores de Mailloux, a los que se refirió como "autosujetivos", solo requerían una pulsación para activar el sistema. Su patente incluía una variedad de sistemas de botones, incluido un sistema de llamada de pasillo de dos botones y un sistema de automóvil de tres botones. El sistema de la sala presentaba un botón de llamada con la etiqueta "venir" y un botón de "parar" (Figura 7). El pasajero que esperaba usó el botón "venir" para llamar al automóvil y el botón "detener" cuando el automóvil estaba al nivel del rellano. Los botones del automóvil estaban etiquetados como "arriba", "abajo" y "parar" y funcionaban de manera similar (Figura 8). También proporcionó un diseño para un "interruptor de piso", ubicado en el exterior del automóvil, que detendría automáticamente el automóvil en su destino. Afirmó que su sistema de control era aplicable a ascensores eléctricos, hidráulicos o de vapor.

La patente de julio de 1895 de Mailloux se centró en los refinamientos de los sistemas que se encuentran en su patente de abril e incluía un nuevo sistema de pasillo que presentaba botones de piso individuales. Los botones del piso del pasillo estaban alojados en un panel que presentaba "flechas anunciadoras" sobre cada botón, un panel que mostraba un letrero que indicaba que el automóvil estaba "parado" o "en marcha" y un "tablero de anuncios". [10 ] Mailloux tenía la intención de que cada tablón de anuncios presentara el mismo mensaje: "La máquina no funcionará a menos que todas las puertas de aterrizaje estén cerradas". la puerta del pozo estaba abierta (Figura 10). Por lo tanto, las flechas dieron a los pasajeros que esperaban la oportunidad de seguir el movimiento del ascensor. Además, si una flecha permanece en una posición hacia abajo durante un largo período de tiempo, lo que indica que un pasajero salió del automóvil y no cerró la puerta, un pasajero que esperaba podría presionar el botón del piso designado, lo que enviaría una señal de alarma a el rellano donde se había detenido el coche.

El período de 1886 a 1895 marcó la fase inicial en el desarrollo de los sistemas de control de pulsadores eléctricos. Aunque claramente se necesitaban mejoras adicionales y se desarrollarían en los próximos años, este período estableció una línea de base crítica para todo el trabajo futuro. Un próximo artículo continuará este examen de la historia de la búsqueda de ascensores sin operador por parte de la industria de VT.

Referencias

[1] Rachel Plotnick, Botón de encendido: una historia de placer, pánico y la política de empujar, MIT Press (2018).
[2] John H. Clark, Electric Elevator, patente estadounidense n.° 353,123 (23 de noviembre de 1886).
[3] John H. Clark, Elevator, patente estadounidense n.° 609,533 (23 de agosto de 1898).
[4] Charles E. Ongley: Ascensor controlado eléctricamente, patente estadounidense n.° 410,180 (3 de septiembre de 1889), Ascensor, patente estadounidense n.° 410,181 (3 de septiembre de 1889), Ascensor controlado eléctricamente, patente estadounidense n.° 410,182 ( 3 de septiembre de 1889) (18 de abril de 1888), Ascensor controlado eléctricamente, patente estadounidense n.° 410,183 (3 de septiembre de 1889) y Ascensor controlado eléctricamente, patente estadounidense n.° 410,184 (3 de septiembre de 1889).
[5] Lee E. Gray, De habitaciones ascendentes a ascensores exprés, Elevator World (2002).
[6] Andrew M. Coyle, Elevador controlado eléctricamente, Patente de los EE. UU. No. 471,100 (22 de marzo de 1892).
[7] Norton P. Otis & Rudolph C. Smith, Controlling Device for Electric Elevators, patente estadounidense n.° 610,197 (6 de septiembre de 1898).
[8] Howard Ward Leonard, Transmisión eléctrica de energía, Patente de EE. UU. No. 463,809 (24 de noviembre de 1891).
[9] Cyprien O. Mailloux, Sistema de control eléctrico para ascensores, patente de EE. UU. n.º 536,730 (2 de abril de 1895).
[10] Cyprien O. Mailloux, Sistema de control eléctrico para ascensores, patente de EE. UU. n.º 543,495 (30 de julio de 1895).