Precoci lubrificatori per guide per ascensori

Uno sguardo indietro all'inizio del XX secolo rivela l'inizio roccioso di questi importanti dispositivi.

Uno dei primi libri sugli ascensori americani è stato quello di H. Robert Cullmer Costruzione del vano ascensore (1912). Questo primo lavoro ha esaminato quasi ogni aspetto della progettazione del vano ascensore, comprese le raccomandazioni per la corretta cura e manutenzione delle guide. Cullmer ha riferito che "pochissime" persone hanno compreso "la grande quantità di potenza che si perde per attrito tra le scarpe di guida dell'elevatore e le guide quando non sono adeguatamente lubrificate".^[1] Ha descritto il problema come segue: “Era ed è ora consuetudine generale lubrificare le guide degli ascensori mediante l'applicazione manuale di grasso. Ci si renderà conto che con questo metodo si perde una grande quantità di tempo e manodopera, sia per l'uomo che applica il grasso che per l'operatore che guida l'auto mentre questo lavoro viene svolto.^[1]

Questo sistema è stato, tuttavia, visto come inefficiente e, molto spesso, inefficace: “Se si considera che alcuni degli ascensori degli edifici moderni percorrono fino a 5 miglia. al giorno, si osserverà che questa applicazione manuale di grasso non è sufficiente per assicurare un funzionamento economico”.^[1] Cullmer raccomandava che il "funzionamento economico e scientifico" degli ascensori richiedesse "lubrificatori di guide automatiche".^[1] I primi lubrificatori automatici per guide per ascensori furono sviluppati alla fine del XIX secolo. Questi sistemi sono l'oggetto dell'articolo di questo mese.

Il primo brevetto statunitense per un lubrificatore di guide apparve nel 1888; tuttavia, il testo del brevetto implica chiaramente che i lubrificatori automatici esistevano prima di questa data. Il meccanico di Boston Michael P. Coleman descrisse la sua invenzione come correlata “a quella classe di lubrificatori che sono impiegati per lubrificare le vie dei carrelli degli ascensori. . . [e] ora in uso ordinario.”^[2] Il suo progetto consisteva in due componenti principali: tazze, "parzialmente piene d'olio", che erano attaccate alle rotaie di guida "sotto il punto più basso in cui scende il carrello" e leve appesantite e incernierate, che erano dotate di ruote "ricoperte di feltro o qualsiasi altro materiale assorbente” e fissato al fondo dell'auto.^[2] Ha descritto il funzionamento del lubrificatore come segue:

“Quando il carrello scende, la ruota entrerà nella tazza, e il suo feltro si imbeverà d'olio, e mentre il carrello attraversa il pozzo, detta ruota sarà tenuta costantemente in contatto con la strada dal peso, lubrificandola così in un modo che sarà immediatamente evidente senza una descrizione più esplicita. Nel caso in cui il carrello scenda accidentalmente in qualsiasi momento al di sotto dell'estremità inferiore del suo percorso e le ruote [colpiscano] il fondo delle tazze, l'articolazione tra detta leva e il braccio cederà o si piegherà verso l'esterno. . . prevenendo così lesioni alla coppa e ad altre parti dell'apparato di lubrificazione”.^[2]

La posizione delle coppe piene d'olio nella parte inferiore dell'albero significava che le parti superiori delle rotaie di guida non ricevevano il vantaggio del lubrificatore automatico di Coleman. In effetti, il suo progetto era l'unico che posizionava il dispositivo di lubrificazione sul fondo dell'auto (Figure 1 e 2).

James M. Arnold, un macchinista di Chicago, ha ricevuto i successivi due brevetti per un lubrificatore per guide automatiche: "Lubrificatore per ascensori", brevetto USA n. 398,685 (26 febbraio 1889) e "Lubrificatore per ascensori", brevetto statunitense n. 437,351 ( 30 settembre 1890). Il suo progetto aveva anche lo scopo di “lubrificare automaticamente le guide di un ascensore in ogni momento ed evitare la necessità di fermare l'ascensore. . . per l'operatore per lubrificarlo o per qualcuno che cavalchi sulla traversa per eseguire lo stesso scopo. "^[3] (La dichiarazione successiva serve a ricordare i pericoli associati alla manutenzione degli ascensori nel 19° secolo.) Il progetto di Arnold utilizzava una tazza che era "biforcata per sovrapporsi o cavalcare la guida dell'ascensore".^[3] La tazza conteneva un tampone di amianto, che era impregnato di olio che veniva alimentato al tampone da un piccolo serbatoio situato sopra la tazza. Il pad è stato inserito in una staffa in modo tale che, poiché il pad si "usurato dal contatto con la guida", potesse essere facilmente regolato.^[3] Il pad è stato anche tenuto fermo contro la guida da una leva ponderata. La leva aveva lo scopo di compensare il "movimento oscillante del carrello che si verifica durante il funzionamento dell'ascensore".^[3]

Le illustrazioni del brevetto di Arnold indicano chiaramente il sottile miglioramento del suo progetto tra il 1889 e il 1890, così come la sua consapevolezza dell'effettiva costruzione delle cabine degli ascensori come si vede nei disegni del brevetto del 1890 (Figura 3). Il suo brevetto del 1890 è stato la base per il lubrificatore per guide per ascensori Arnold prodotto da MB Skinner & Co. di Chicago (Figura 4). Un articolo illustrato apparso nel numero del 4 giugno 1890 di The American Engineer descriveva il dispositivo come ideale per:

“. . . lubrificare le guide degli ascensori, mantenendole pulite e in buono stato. Può essere agganciato ad ascensori già realizzati ed in uso, senza interferire in alcun modo con la loro realizzazione. È costituito da una coppa biforcuta, riempita di fibra di amianto, mantenuta completamente satura di olio per mezzo di una coppa dell'olio a vista regolabile. Tale riempimento sporge leggermente dalle parti aperte della tazza, formando un tampone oliato, che viene premuto leggermente contro le guide tramite la leva zavorrata, tutti i giochi laterali dei carrelli vengono così compensati dalla sua azione continuata quando l'elevatore è in movimento . Il tampone non solo lubrifica le guide, ma rimuove tutta la polvere e lo sporco, producendo così una finitura ad olio o una guida lucida così necessaria per ovviare all'attrito. Il suo utilizzo consente quindi di risparmiare energia, elimina il grasso. . . ed evita la necessità di un ingegnere o di un aiutante di fare frequenti viaggi in cima alle carrozze allo scopo di bagnare le guide”.^[4]

Sebbene la misura in cui il lubrificatore di Arnold sia stato utilizzato non è nota, l'articolo riportava che era stato "molto elogiato da Crane Elevator Co., Hale Elevator Co., Eaton & Prince e JW Reedy Elevator Manufacturing Co.".^[4]

Il successivo brevetto di lubrificatore fu di una coppia di inventori che provenivano anche dall'area di Chicago. Nel dicembre 1890, Harrison M. Angle e Winter D. Hess di Evanston, Illinois, presentarono una domanda di brevetto dal titolo "Lubrificatore per guide per ascensori", brevetto USA n. 466,971 (12 gennaio 1892). Come nel caso delle precedenti invenzioni, il problema progettuale è stato descritto nei termini del “problema. . . esperto nel funzionamento di ascensori e montacarichi a causa della difficoltà di mantenere i pali di guida adeguatamente lubrificati”.^[5] Tuttavia, Angle e Hess hanno fornito un'ulteriore spiegazione dei problemi causati da una scarsa lubrificazione:

“Poiché il peso nell'auto può essere spostato costantemente e raramente è bilanciato, qualsiasi carenza nella lubrificazione dei montanti di guida non è solo suscettibile di interferire con il funzionamento dell'auto facendola sobbalzare, a causa di attrito eccessivo, ma per usurare i pali di guida e rendere la loro superficie irregolare”.^[5]

Pertanto, in questo progetto, i lubrificatori sono stati chiamati anche a fungere da guide in grado di contrastare le azioni di un'auto sbilanciata mentre si muoveva attraverso il vano. Angle e Hess hanno cercato di risolvere questo problema impiegando tre rulli, montati in un telaio di ferro, che abbracciavano il binario di guida. I rulli erano dotati di molle che li trattenevano contro il binario di guida e consentivano loro di flettersi mentre l'auto viaggiava attraverso l'albero (Figura 5). Una coppa di alimentazione dell'olio, situata in cima alla guida, gocciolava un flusso costante di olio sui rulli, lubrificando così la guida.

William J. Ferguson di Baltimora ha brevettato due modelli di lubrificatori automatici: "Automatic Oiler for Elevator Guides", brevetto USA n. 517,272 (27 marzo 1894) e "Lubrificatore", brevetto USA n. 531,993 (1 gennaio 1895). Il suo primo brevetto era simile a schemi precedenti in quanto forniva una lubrificazione continua ed era progettato per adattarsi alle variazioni delle superfici di guida. Ha impiegato un serbatoio dell'olio bilanciato sopra i tubi di alimentazione collegati a un cilindro cavo. Le pareti curve del cilindro presentavano una serie di piccoli fori, che consentivano all'olio di fuoriuscire lentamente (Figure 6 e 7).

Anche il secondo brevetto di Ferguson utilizzava un rullo sormontato da un serbatoio di olio; tuttavia, questo design era più compatto del primo e non era basato sulla fornitura di una lubrificazione continua:

“Uno degli scopi dell'invenzione è di fornire un dispositivo di costruzione semplice per cui il rullo di lubrificazione possa essere facilmente lanciato dentro e fuori il contatto con le guide verticali ogni volta che si desidera lubrificarle o ingrassarle. Un altro scopo è quello di fornire un arresto automatico migliorato che co-agisce con il rullo per interrompere o far entrare l'alimentazione di olio o grasso.^[6]

La "costruzione semplice" che consentiva di spostare il lubrificatore dentro e fuori il contatto con la rotaia di guida consisteva in una serie di molle e leve azionate da un "anello a mano" fissato a una lunga molla (Figura 8). L'operatore dell'ascensore era responsabile della trazione dell'anello, il che faceva sì che il rullo "venisse proiettato fuori dalla sua posizione normale a contatto con la guida verticale".[6] L'operatore avrebbe quindi "fissato" l'anello a mano "in qualsiasi modo" o semplicemente continuare a tenerlo premuto finché la guida non è stata "completamente lubrificata".[6] Ferguson, tuttavia, non ha affrontato il modo in cui l'operatore ha avuto accesso all'anello manuale o la necessità di lubrificare entrambe le guide e, quindi, il possibilità di dover tenere premuti entrambi gli anelli contemporaneamente. Sebbene non fosse raro che gli operatori partecipassero alla manutenzione di base dei rispettivi ascensori, la prospettiva che un operatore raggiunga attraverso un'apertura nel tetto della cabina per attivare i lubrificatori mentre è in funzione la cabina offre un'immagine intrigante.

I restanti brevetti sui lubrificatori del XIX secolo furono depositati da George A. Hofmeyer, un ingegnere meccanico che lavorava a New York City: "Lubricator", brevetti statunitensi n. 19 (515,586 febbraio 27) e 1894 (577,658 febbraio 23). Questi progetti erano variazioni sui lubrificatori a rulli brevettati da Angle e Hess nel 1897. Il testo del brevetto di Hofmeyer corrisponde anche a quello dei progetti precedenti in quanto tenta di collocare la lubrificazione delle guide degli ascensori nel regno di ciò che Cullmer in seguito chiamò "economico e scientifico funzionamento” degli ascensori. Questi dispositivi automatici sono stati progettati per rimuovere l'elemento umano da questo aspetto della manutenzione degli ascensori, sostituendolo con la precisione scientifica della tecnologia moderna. Il fatto che molti di questi dispositivi presentassero difetti di progettazione e operativi non diminuisce l'obiettivo di creare la proverbiale macchina ben oliata.

Referenze
[1] H. Robert Cullmer, "Costruzione di alberi per ascensori" (William T. Comstock Co.: 1912).
[2] Michael P. Coleman, "Lubricator", brevetto USA n. 380,023 (27 marzo 1888).
[3] James M. Arnold, "Lubrificatore per ascensori", brevetto USA n. 398,685 (26 febbraio 1889).
[4] "Lubrificatore guida ascensore", The American Engineer, Volume 19 (4 giugno 1890).
[5] Harrison M. Angle e Winter D. Hess, "Lubrificatore per guide per ascensori" brevetto USA n. 466,971 (12 gennaio 1892).
[6] William J. Ferguson, "Lubricator", brevetto USA n. 531,993 (1 gennaio 1895).