19. Yüzyıl Asansör Kılavuzları ve Kılavuz Rayları

Bu önemli bileşenlerin nasıl kendilerine geldiğinin patentle dolu erken tarihi

Asansör kılavuzlarının ve kılavuz raylarının tasarımı, 19. yüzyılda yolcu asansörünün mucitleri tarafından belirlenen ilk kritik problemlerden biriydi. Elisha Graves Otis'in güvenlik cihazı (1854'te tasarlanmış ve 1860'ta patentli), mandallara veya “güvenlik köpeklerine” takılan cırcırlara veya dişlere sahip benzersiz bir kılavuz rayın kullanımına dayanıyordu. 1866'da Dikey Demiryolu Asansörünün mucidi Otis Tufts, asansör tasarımının bu yönü hakkında aşağıdaki gözlemleri sundu:

“Asansör kabininin olağan hareket çizgisi büyük ölçüde dikeydir, bina duvarlarına ve bölmelerine yapıştırıldığından, pratik kullanımda mükemmel bir şekilde ayarlanamayan, kaydıraklar veya yollar arasında serbestçe asılı durur. Kerestelerin büzülmesi, temellerin oturması vb. nedeniyle konum bozukluğuna yatkındır, böylece arabanın kılavuzları veya traversleri kızaklara veya yollara çok yakınsa, yapışma ve yapışma meydana gelir, bu da nahoş seslerle birlikte olur. ve güç kaybı; ve kılavuzlar veya traversler kızakları veya yolları gevşek bir şekilde kucaklıyorsa, o zaman arabanın sallanması yolcuları rahatsız edecek ve arabanın kızaklara titreşimlerinde çarpmasından kaynaklanan gürültü bina sakinlerini rahatsız edecektir. , hem de araba yolcuları. ”

Tufts'ın gözlemleri, bu sorunun temel yönlerini etkili bir şekilde özetledi ve 1800'lerin sonlarında önerilen ve kullanılan tasarım çözümlerinin bağlamını oluşturdu. Ve kılavuzlar ve kılavuz raylar, komple bir asansör sisteminin tasarımında sıklıkla ele alınırken, patent kayıtları, bunların aynı zamanda odaklanmış tasarım çabalarının konusu olduğunu ortaya koymaktadır.

The source Tufts'ın gözlemlerinden biri, 1866 tarihli “Asansör Kılavuzlarında İyileştirme” (ABD Patenti No. 60,443) idi. İçinde, yaylı mandallar veya mandallarla bağlantılı olarak, arabanın düşmesini önlemek için bir güvenlik aparatı olarak hizmet edebilecek "cırcır dişleri ile donatılmış" kılavuz raylara "sürgüler" veya "yollar" olarak atıfta bulundu. kaldırma halatlarının veya zincirlerinin kopması durumunda.” Otis'in güvenlik cihazının bir varyasyonunu tasarımlarına dahil etmek asansörler için şu anda alışılmadık bir durum değildi. Ancak Tufts, mandalı ahşap bir kılavuz raya yerleştirdi ve arabanın hareketini yönlendirmek için "tekerlek olarak yapılmış" makaralı kılavuzların kullanılmasını önerdi (Şekil 1 ve 2). Silindirlerin, "esnekliği, yoldaki herhangi bir düzensizliğin üzerinden kolayca geçmesine neden olan, vulkanize kauçuktan bir bant veya halka" ile donatılmış katı metal tekerlekler olarak yapılabileceğini belirtti. Bu tasarım, "tüm sıradan durumlarda, sürekli ve gürültüsüz teması sağlamak için yeterli" olarak algılandı. Ayrıca "metalik diskler arasına sıkıştırılmış deri diskler" kullanan alternatif bir silindir yapısı önerdi. Bu sistemde deri diskler, "ahşap, kağıt veya yeşil deri" gibi diğer "uygun malzemeler" ile değiştirilebilir. Amaç, yumuşak bir sürüş sağlamak ve “metalik bir tekerleğin metalik bir ray üzerinde hareketinden kaynaklanan sesi” önlemekti.

Ocak 1873'te Charles Otis, Tufts' tasarımının bir varyasyonu olan “Asansör Kılavuzlarında İyileştirmeler” (ABD Patenti No. 134,698) için bir patent aldı. Temel fark, "bir deri şerit" veya "benzeri yumuşak veya elastik bir yüzeye" sahip benzer malzeme içeren kılavuz raylar üzerinde çalışan U-şekilli kollara bağlı metal kılavuz tekerleklerin kullanılmasıydı. Deri şerit ahşap rayın yüzeyine "yapıştırılmış, yapıştırılmış veya başka bir şekilde sabitlenmiştir" (Şekil 4). Charles Otis, “kılavuz silindirlerin çalıştığını iddia etti. . . kılavuz raylar üzerinde sağlanan yumuşak veya elastik yüzeyler üzerinde, çalışmalarında pratik olarak sessiz olacaktır, silindirlerin ve yüzeylerin göreceli konumlarındaki eşitsizlikler derinin esnek doğası tarafından geçersiz kılınır veya telafi edilir.”

Lorenzo Graves'in 1878 “Asansörler için Mandallı Kılavuzda İyileştirme” (ABD Patenti No. 206,434), metal güvenlik mandalını ahşap bir kılavuz ray içine yerleştiren tasarımların arkasındaki mantık hakkında ek bilgiler sağladı:

“Dökme demir mandallar, kılavuz olarak kullanıldıklarında, platformun veya arabanın üzerinde çalışması için düzgün veya düz bir yüzey veya iz oluşturmaz, az veya çok bükülür veya bükülür ve kalınlıkları değişir. Bu zorluğu ortadan kaldırmak için, bazen düz bir yüzey ve tek tip kalınlıkta rendelenmiştir. Bu pahalıydı ve yalnızca daha yüksek fiyatlı yolcu asansörleri için kullanılabilirdi. Kılavuzlar veya raylar için ayrıca, gürültüsüz ve pürüzsüz olsa da, cırcırlı kılavuzlarda bulunan temel güvenlik unsurundan yoksun oldukları için yine de sakıncalı olan sert ahşaplar kullanılmıştır. Demir üzerindeki flanşlar tarafından ahşabın içindeki veya arasındaki demir mandalları [kaplayarak]. . . ve kılavuz direklere veya ambar ağzı duvarlarına vidalanan ahşap, demiri [öyle ki] tutacak, güçlendirecek ve tutacaktır ki, eğer demir kırılırsa, tahtadan ayrılamaz veya yerinden oynayamaz. ”

Graves'in patenti, "metalik cırcır çubuklar için ahşap bir kasanın kullanılması" ile ilgiliydi ve bunun aynı zamanda "arabanın veya platformun ayakkabılarının üzerinde hareket etmesi için gürültüsüz bir kılavuz görevi göreceğini" iddia etti. Bu özellik daha önceki patentlere dahil edilmiş olsa da, daha önce özgün bir tasarım özelliği olarak talep edilmemişti.

Charles Otis'in 1885 tarihli “Asansör Kılavuz Direkleri Sandalyesi” (ABD Patenti No. 310,713) patentinde yeni bir kılavuz ray tasarımı kullanılmıştır. Patentin ana odak noktası, kılavuz rayları şaftın ahşap kirişlerine tutturmak için kullanılan geliştirilmiş bir "sandalye" veya ayarlanabilir kenetleme sistemiydi. Charles Otis bildirdi:

“Asansör kuyularının, asansör kuyularını oluşturan kerestelerin eğilmesi ve fırlaması veya diğer sebeplerden dolayı şekil dışına çıkmaya meyilli olduğu bilinen bir gerçektir. Kaldırma kuyuları bu şekilde şekil dışına atıldığında, kılavuz direkler genellikle birbirleriyle hizalarının dışına fırlar ve ayrıca çarpılır, bu da asansör kabininin bağlanmasına neden olur. Böyle bir olayda, kılavuz direkleri sıraya koymak için hatırı sayılır bir zaman gerekir.”

Charles Otis, tasarımının kılavuz rayın kolay "yan ayarına" izin verdiğini ve "gerekirse U-şekilli desteğin" "içe veya dışa doğru ayarlanmasına" izin verdiğini iddia etti. Sandalye tasarımı, "uçtan uca birbirine sabitlenmiş sıradan demir veya çelik raylardan" yapılmış benzersiz bir kılavuz direk rayına sahipti. Patent çiziminde gösterilen kılavuz rayın profili, tipik bir tren rayında kullanılan bir raya benzemektedir (Şekil 4). Bu patent, güvenlik mandalları içermeyen bir demir veya çelik rayı gösteren ilk patenttir.

Charles Otis'in tamamen metal kılavuz ray kullanımını önerdiği de sıra dışıydı. Aslında, 1880'lerin sonlarında ve 1890'ların başlarındaki kılavuz ray patentlerinin çoğunda, demir güvenlik mandalı olmayan (tercih edilen bir güvenlik cihazı olarak yavaş yavaş gözden düşen) ahşap kılavuz ray sistemleri bulunuyordu. Graves'in 1888 tarihli “Asansör Kılavuzu” (ABD Patenti No. 394,768), onun geliştirilmiş kılavuzları tarafından üç tarafı kucaklayan, düz kılavuz pabuçların ray boyunca hareket ederken esnemesine ve hareket etmesine izin veren bir dizi yay kullanan masif ahşap kılavuz rayı tasvir etti. (Şekil 5).

Ahşap kılavuz rayları taşıyan silindirik veya boru şeklindeki metal direklerin kullanımı, görünüşe göre 1890'ların ortalarında popüler hale gelmişti. 1895'te Martin Christopherson, "Asansörler için Kılavuz-Direk Sıkıştırma Cihazı"nın (ABD Patenti No. 532,414) patentini aldı. Ahşap "kılavuz şeritlerin", "bir binanın bir katından diğerine olan mesafeye tekabül eden ve her katta, uzunluklara tekabül eden bölümlerde yapılan boru şeklindeki kılavuz direklere genellikle uygun bir şekilde sabitlendiğini" belirtti. bu bölümler enine düzenlenmiş bir kirişe sabitlendi” (Şekil 6).

Christopherson'ın patenti, gökdelenin yükselişiyle bağlantılı bina yapımındaki değişiklikleri yansıtan, şaftta çelik I-kirişlerin kullanımını gösteren ilk patentlerden biriydi. Şunları da gözlemledi:

“I-kirişlerini kılavuz direklere sabitlemenin geleneksel yolu, kirişlerin flanşlarında delikler ve kılavuz direklerden çıkıntılarda veya pabuçlarda benzer delikler açmak ve ardından direkleri kirişlere kenetlemektir. . . . Bu tür bir yapı, nispeten pahalı ve zahmetlidir, çünkü kılavuz direkler ve şeritlerin, asansör ambar ağzı veya kuyusundaki konumlarına ayarlanması gerektiği ve bu tür ayarlamaların delikleri hizadan çıkardığı ve sonuç olarak, yeni deliklerin açılması gerektiği sıklıkla olur. cıvatalar için oluşturulmuştur.”

Christopherson'ın kenetleme sisteminin, kılavuz direklerin gerektiğinde kolayca ayarlanmasına izin verdiği iddia ediliyor.

Francis Bates'in 1899 “Asansör-Kılavuzu” (ABD Patenti No. 622,792) da boru şeklinde kılavuz raylar kullanmıştır. Ancak, ahşap kılavuz şeritleri çıkarmış ve sağlam bir metal kılavuz ray kullanmayı önermiştir (Şekil 7). Patent metni, yük ve yolcu kılavuz rayı tasarımı arasındaki farklar hakkında ilginç bilgiler sağlar:

“Yük asansörlerini inşaat amaçlı, tuğla, harç vb. taşımak için yönlendirmek için içi boş boru veya tüplerin kullanıldığını biliyorum; ancak asansör kabinine binen ürkek ve gergin kişileri ve ayrıca asansör kuyusuna bitişik odalarda oturanları rahatsız etmesi nedeniyle en ufak bir gıcırtı veya sarsıntı sesinin sakıncalı olduğu yolcu asansörlerini yönlendirmek amacıyla, bu tür borular veya tüpler sadece sakıncalı olmakla kalmaz, aynı zamanda boruların veya tüplerin rezonans nitelikleri nedeniyle bu tür içi boş gövdelerin yankılanması ve geçen arabanın kılavuz pabuçlarının ürettiği çınlama ve kazıma sesleri nedeniyle kullanımları kesinlikle yasaktır.”

Bates, katı metal boru kullanımının aşağıdaki avantajlara sahip olduğunu iddia etti: "büyük ölçüde azaltılmış ağırlıkta daha fazla sertliğe sahip olmaları, dolayısıyla ilk maliyeti ve nakliyeyi ucuzlatmaları", "çok daha büyük bir aşınma yüzeyi" olması, "tutulması ve dikilmesi daha kolaydı, ”, “araba kılavuzlarının sürtünmesi altında rezonans yapmıyordu” ve “asansör kuyusuna daha az cıvatalama” gerektiriyorlardı.

Metal kılavuz ray tasarımına yönelik daha normatif bir yaklaşım George Reynolds tarafından 1896 “Asansör Kılavuzu”nda (ABD Patenti No. 559,539) önerilmiştir. "Şimdiye kadar bir asansörün kafesini yönlendirmek için metalik kılavuzların kullanıldığı yerlerde, sıradan bir tüccar T-demir çubuğunun kullanılması yaygındı." Bununla birlikte, bu şeklin "sakıncalı olduğu kanıtlanmıştır, çünkü zamanla, aşınmadan", kılavuzların hareketi nedeniyle ağ kalınlığının kademeli olarak aşınması nedeniyle farklı "omuzlar" oluşturmuştur. Bu, “kafes üzerindeki kılavuz parça ile sürtünmeyi artırdı”, “kafesin yanal olarak oynamasını” sınırladı ve “rayın ağını zayıflattı”. Reynolds, "ağın başının dış kenara doğru kalınlaştığı, flanşlar veya taban kısmı ile birleşme noktasında normal kalınlıkta olduğu" rayların kullanılmasını önerdi (Şekil 8). Ağın "kalınlaştırılmış kısmının" yanları, "ağı gereksiz yere zayıflatmadan olağan kelepçelerin yüzlerini alacak şekilde istenen kalınlığı ve paralelliği elde etmek için gerekli ölçüde makinede işlenebilir veya rendelenebilir". 1896'da Godfrey Rebmann, Reynolds'un tasarımına benzeyen ve çelik T şeklindeki rayda dar bir boyun ve dikey oluklar içeren bir kılavuz rayın patentini aldı (Şekil 9).

19. yüzyılda kılavuzların ve kılavuz rayların tasarımı, otomobillerin sorunsuz seyahatini sağlamayı amaçlayan ek cihazların geliştirilmesine de yol açtı. Bu sistemler, otomatik kılavuz raylı yağlayıcıları veya yağlayıcıları içeriyordu. İlk yağlama sistemi 1888'de patentlendi ve şimdiye kadar sekiz ek 19. yüzyıl patenti bulundu. Gelecekteki bir makale, bu erken tasarımları ve 20. yüzyılın ilk çeyreğinde bu sistemlere artan ilgiyi keşfedecek. (Şimdiye kadar, 50-1900 yılları için yağlama sistemleri için 1925 patent tespit edilmiştir). Tufts'un Elisha Graves Otis'in cırcır sistemindeki iyileştirmelerinden Reynolds'un geliştirilmiş T-şekilli kılavuz rayına kadar ilk asansör kılavuzlarının ve kılavuz raylarının mucitlerinin ve tasarımcılarının çabaları, bu kişilerin yaratıcılığını yansıtıyor ve üretime ilişkin ek bilgiler sağlıyor. , erken asansörlerin yapımı ve işletilmesi.