İlk Makine Dairesiz Asansörler

Çığır açan makine dairesiz asansörlerin kısa bir tarihi

Makine dairesiz asansörlerinin icadı, modern elektrikli asansörlerin icadıyla eşit öneme sahiptir. Her iki sistemde de mimarların ve mühendislerin asansörlerin binaya nasıl “uyacağını” yeniden düşünmeleri gerekmiştir. Çok ortak özellikleri olmayan bir konuyu da, asansör montajına yönelik kuralları da düşünmeleri gereği doğmuştur. Bu “yeniden düşünme”, elektrikli asansörleri pek kapsamıyordu. Bunların icadı, bu yeni makinelerin güvenli bir şekilde monte edilmesini ve kullanımını kolaylaştırmaya yönelik yazılı ilk asansör güvenlik standartlarının geliştirilmesiyle aşağı yukarı paraleldi. Ancak, makine dairesiz asansörlerin icadı elektrikli asansörlere yönelik güvenlik kurallarının olgunlaşmış olduğu döneme denk geldi. Bu nedenle, makine dairesiz asansörlerin piyasaya başarılı bir şeklinde

Makine dairesiz asansörlerinin icadı, modern elektrikli asansörlerin icadıyla eşit öneme sahiptir. Her iki sistemde de mimarların ve mühendislerin asansörlerin binaya nasıl “uyacağını” yeniden düşünmeleri gerekmiştir. Çok ortak özellikleri olmayan bir konuyu da, asansör montajına yönelik kuralları da düşünmeleri gereği doğmuştur. Bu “yeniden düşünme”, elektrikli asansörleri pek kapsamıyordu. Bunların icadı, bu yeni makinelerin güvenli bir şekilde monte edilmesini ve kullanımını kolaylaştırmaya yönelik yazılı ilk asansör güvenlik standartlarının geliştirilmesiyle aşağı yukarı paraleldi. Ancak, makine dairesiz asansörlerin icadı elektrikli asansörlere yönelik güvenlik kurallarının olgunlaşmış olduğu döneme denk geldi. Bu nedenle, makine dairesiz asansörlerin piyasaya başarılı bir şeklinde Perhaps sunulabilmesi için mevcut standartların yeniden değerlendirilmesi gerekti. (“Standartlar” şeklide çoğul bir ifadenin kullanılmasının nedeni Kuzey ve Güney Amerika, Avrupa ve Asya’da farklı standartların kullanılmasıdır.) Elektrikli asansörler için geçerli olmayan ek unsurlar nedeniyle küresel bir pazar oluşturulması ve uluslararası veya küresel güvenlik standartlarının oluşturulması gerekiyordu. Dolayısıyla, makine dairesiz asansörlerin tarihi aslında iki paralel tarihi kapsar: bu yeni sistemin teknik tarihi ile asansör güvenlik standartlarının süregelen tarihi.

Modern makine dairesiz asansörlerin kökeni bir diğer yenilikçi sistemin gelişimiyle de ilişkilidir: lineer asenkron motorlu (LAM) asansör. LAM kullanılan ilk tasarım, Almanya’nın Stuttgart kentinde bulunan Kleemann’ın Vereinigte Fabriken’den Karl Kudermann tarafından 1960’ların sonlarında geliştirildi. Tasarım 2,002,081 Temmuz 21’de 1971 Alman Patent numarasıyla “Elektrischer Antrieb für Lastenförderer” isimli patent aldı(Resim 1). Patentin başlığı oldukça ilginçtir çünkü asansör anlamına gelen aufzüge sözcüğü yerine yük taşıyıcı anlamına gelen lastenförderer sözcüğü kullanılmıştır. Bu, Kleemann’ın asıl odağının endüstriyel malzeme taşıma ekipmanlarının üretimi olmasından kaynaklanmaktadır. Yine de Kudermann’ın tasarımında karşı ağırlıkta asansörü çalıştırmak için bir LAM kullanıldı. Sistemin şematik çiziminde makine dairesinin olmadığı belirtilmiş olsa da patent metninde bu özellikten bahsedilmemiştir. Ancak LAM asansörlerle alakalı ikinci patentte bu ilave özelliğe yer verilmiştir.

Otis Fransa mühendisleri Rene Ficheux ile Marcel Pavoz 30 Eylül 1980’de çevirisi “Karşı Ağırlık Olarak Lineer Motor Kullanan Asansör”şeklinde yapılabilecek, “Ascenseur Automoteur Utilisant Comme Contrepoids un Moteur Électrique Lineaire” başlıklı bir patent başvurusunda bulundular. Fransız patenti (No: 2,491,045) 2 Nisan 1982’de, Amerikan patenti ise (No. 4,402,386) 6 Eylül 1983’te verildi. Tasarımın iki ayrı versiyonu vardı: birinde makine dairesi yeri bulunurken diğerinde makine dairesi yoktu (Resim 2). Bunlardan ikincisinde “kuyu dibinden en üst katın tavanına kadar uzanan, içi boş silindirik bir kılavuz ray üzerinde kayacak şekilde bir toroidal elektrik motoru” kullanılıyordu. Bu tasarımın “çatı katı makinelerinin kullanımının yasak olduğu konut binalarında” kullanıma uygun olduğu da ifade ediliyordu. Bu ifade, dolaylı da olsa mevcut güvenlik satndartlarına yapılan ilk referanstı.

ELEVATOR WORLD’ün Aralık 1983 sayısındaki “İnovasyon” köşesinde Ficheux ve Pavoz’un patentiyle ilgili bir yazı ile makine dairesiz versiyonun bir çizimi bulunuyordu. Bunu Otis’in LAM tasarımı geliştirdiğiyle ilgili yavaş fakat istikrarlı bir dizi takip etti ve en sonunda Mart 1991’de EW kurucusu William C.Sturgeon’ın “LAM Asansör” başlıklı makalesi yayınlandı. Sturgeon şöyle diyordu:

“LAM üzerinde yapılan ilk geliştirme, bir bilgisayar modelinin oluşturulduğu ve ilk mühendislik modelinin oluşturularak test edildiği Farmington, Connecticut’taki United Technology Research Center’da Ernest P. Gagnon’un yardımıyla gerçekleştirildi.”

Proje, Sturgeon’un yazısında belirttiği gibi, “ilk üretim modelinin Leroy-Somer tarafından Otis gereksinimlerine göre tasarlanıp inşa edildiği” Fransa’ya kaydırıldı.Model daha sonra “Otis Fransa’nın Gien test kulesinde monte edildi”. Bunların zamanlamasına dair bir bilgi verilmemiş olmasına rağmen, 1980’lerin başında meydana geldiğini ve Ficheux ve Pavoz’un patentiyle ilintili olduğunu düşünebiliriz.

Proje, Sturgeon’un yazısında belirttiği gibi, “ilk üretim modelinin Leroy-Somer tarafından Otis gereksinimlerine göre tasarlanıp inşa edildiği” Fransa’ya kaydırıldı.Model daha sonra “Otis Fransa’nın Gien test kulesinde monte edildi”. Bunların zamanlamasına dair bir bilgi verilmemiş olmasına rağmen, 1980’lerin başında meydana geldiğini ve Ficheux ve Pavoz’un patentiyle ilintili olduğunu düşünebiliriz. Bu ilk gelişmelerin ardından, Sturgeon, “Lineer tahrik haber olmaktan çıktı” ifadesini kullandı. Ancak, 1990’lerin sonlarında, asansörle ilgili bilgilerin “Japon gazete kupürlerinde yer almaya başladığını” ve bunun da Otis’in araştırma çalışmalarını Japonya’ya kaydırdığını gösterdiğini yazdı. Otis, 40’da asansör kuyusunun tanıtımını yaptı. Fren, makaralı kılavuz patenleri ve hız sensörüyle birlikte motorda karşı ağırlık da bulunuyordu (Resim 3 ve 4). Mayıs 1990’da EW’de Japonya Otis “dünyanın ilk lineer asansör tahriğini Bansei Construction Co.’nun Tokyo’da bulunan ofis binasında kullanacak. İkinci bir ünite ise Bansei’nin Kawasaki’de bulunan lojmanına kurulacak” haberi yer aldı. EW’de ayrıca yeni tasarımın “alışıldık türlerden çok farklı olduğu için, her montajın Japonya İnşaat Bakanlığı tarafından ayrı ayrı onaylanması gerekiyor” deniyordu. Asıl endişeye yol açan şeyin inovatif tahrik sistemi mi yoksa “kuyunun üstündeki motor için ayrılan yerin devre dışı bırakılması” mı bilinmese de bu ifadeden LAM asansörlerin Japon yetkililere zorluk çıkardığı anlaşılıyordu.

Otis, LAM asansörler konusunda yetkililerinin bilgilendirilmesi, eğitilmesi ve bu asansörlerin pazara sunulmasının oldukça güvenli olduğu konusunda ikna edilmesi gereken tek ülkenin Japonya olduğunu fark etti. Bu nedenle, Japonya Asansör Derneği’nin 1990.kuruluş yıldönümünde Japonya Otis’ten Keichiro Nakai tarafından LAM Asansörler hakkında bir tanıtım/eğitim düzenlendi. Asansörde, Asansör Güvenlik Yetkilileri Birliği (şimdiki adıyla NAESA International) tarafından belirlenen boyun üzerinde alüminyum kaplı çelik bir kolon üzerinde hareket eden boru şeklinde bir LAM bulunuyordu. Aynı sunumu Mobile, Alabama’da düzenlenen ASME A19 Ana Komite toplantısında da tekrarladı. Sturgeon, Mart 17’deki makalesinde bu sunumları Otis’in “lineer tahrik temel prensipleri ve bunun asansörlere uygulanması konusunda katılımcıları eğitme ve böylelikle bu modern tahrikin ABD pazarında kabul görmesinin yolunu açma” yönündeki çabası olarak değerlendirdi. Bu yeni sistemle ilgili “denetim sırasında erişim, kolon sallanması, yangın tehlikesi, asansör kuyusu tahrik mekanizması üzerindeki çevresel etkiler, bir deprem durumunda tahrikin/karşı ağırlığın salınımı, elektrik kesintisi veya yangın durumunda çalışma ve bakım/denetim personeli açısından güvenlik” konularında sorular olduğunu belirtti

O sırada, mevcut standartta (A17.1-1990) bir paradoks söz konusuydu. Sturgeon, standardın inovasyonu teşvik ettiğini belirtiyordu. Hatta, yazısının ön sözünde şöyle diyordu: “Yeni bir yaklaşım kabul edilmiş güvenlik standartlarını karşıladığı takdirde, serbestlik ve istisna tanınacaktır.” Aynı zamanda, Ağustos 101.6’da ABD’deki kampanyasında Otis mühendisi George W. Gibson’un 17.1.Yıllık Milli Çalıştaya sunduğu “Asansör Sistemlerinde Yeni Teknoloji” başlıklı “renkli bir slayt sunumu” bir hayli kısıtlayıcıydı: örneğin, Makine Daireleri ile Kumanda Odalarının Konumuna dair Kural 1985’da “Asansör makine ve kumanda daireleri asansör kuyusunun üstünde, bitişiğinde veya altında yer almalıdır. Asansör kuyusunda bulunmamalıdırlar,” denmekteydi. 101.6’te A1985’de bu ifade kullanılıyordu. Bunun öncesinde XNUMX’nın başlığı “Makine Kumanda Dairelerinde Malzeme Depolanması” şeklindeydi ve önceki standartta makine dairesinin nerede bulunması gerektiğine yönelik kısıtlayıcı bir ifade bulunmuyordu. Bu, şu soruyu beraberinde getirdi:

“Standart 5’te neden değiştirildi?” Sturgeon ayrıca Marcel Pavoz’un orijinal Ficheux ve Pavoz tasarımının bir varyasyonu ile ilgili olan “son patente” atıfta bulundu. Yeni tasarımda “kabin ve karşı ağırlığa uyacak şekilde baş üstü kasnakları kaldırıldı. Bunun yerine, kasnaklar tutucu bağlantısı şeklinde adlandırılan şekilde kabinin her iki tarafına yanal olarak yerleştirildi”Resim 4,949,815). Patentin adı “Karşı Ağırlık Üzerinde Lineer Motor Kullanılan Kendinden Tahrikli Asansörün Kasnak Dizilimydi” ( 21 Ağustos 1990 tarihli ABD Patent No: XNUMX). Pavoz, patentin “Arka Plan Uygulaması” bölümünde ilk tasarımdaki kasnakların “sadece kılavuz kasnaklar” olduğu gerçeğini yineleyerek “[ve] bir tahrik motoruna bağlı değildi. Kabinin üstünde veya altında bir makine dairesi olmasına gerek yok,” diyordu. Ayrıca şu da yazıyordu:

“Dünyanın bazı bölgelerinde, güvenlik standartlarına göre baş üstü kasnaklarının doğrudan kabin tavanının üzerinden asansör kuyusuna monte edilmemesi gerekir. Bu standartlara uymak için kabin tabanının altından kabin çerçevesine monte edilmiş iki kasnak ile 2:1 askı oranının kullanıldığı çok karmaşık bir halatlama sistemine ihtiyaç vardır. Bu sistem karmaşık ve maliyetli olup ekstra kasmak ve çok fazla halat gerektirir.”

Bu açıklama Pavoz’un ve dolayısıyla Otis’in orijinal tasarımlarını mevcut güvenlik standartları kapsamında tarafından daha kolay kabul edilebilecek şekilde geliştirmeye çalıştıklarının kanıtıdır.

Otis’in LAM asansörü beklenen ticari başarıya ulaşamamış olsa da (yüksek maliyeti, beklenen inşaat maliyet tasarrufları ile dengelenemedi), 1990’larda makine dairesiz asansörlerin geliştirilmesine yönelik bir yenilik dalgasını başlattı. KONE’nin makine dairesiz tasarıma yönelik çalışmasının hikayesi 2006 yılında Heilbronn’daki 10. Avrupa Asansör Kongresi’nde Harri Hakala tarafından sunulan “Makine Dairesiz Asansörlerin 2. Yıldönümü” başlıklı bir makalede özetlenmiştir. (Makale, 6 yılında Lift Report’un 2006.sayısında yeniden yayımlanmıştır.) Hakala, sektörün bu yeni sisteme olan ilgisinin, 150 yılına kadar yaklaşık 1995 adet LAM asansörle ilgili patent başvurusunu beraberinde getirdiğini belirtti.

KONE, LAM tahrikleri üzerine araştırmasına 1991’in sonunda başladı. Ancak, 1992’nin sonlarına doğru karşı ağırlıkta bulunan bir “ sürtünmeli tahrik ve döner makine kombinasyonu” geliştirilmeye yöneldi. Bakımla ilgili endişeler nedeniyle bu yaklaşım terk edilmiş olsa da lineer motor kullanımına yönelik konsept geçerliliğini sürdürdü ve Hakala’nın “bir tür motorlu tahrik kasnağı” şeklinde tanımladığı şeye dönüştü. Bu tasarıma dair ilk patentlerden birinde değinildiği gibi, tahrik düz bir profile sahip olup kuyunun üstüne yakın bir yerde bulunuyordu (Resim 6). İlk “çalışan prototip” 1993’te yapıldı, 1994’ün ortalarında ise tam ölçekli bir prototip KONE’nin Finlandiya’nın Hyvinkää kentinde bulunan araştırma merkezindeki yerini aldı.

Otis’te olduğu gibi, KONE’nin teknik geliştirmesi de mevcut Avrupa asansör güvenlik standartlarında yer alan kısıtlamaların üstesinden gelmeyi amaçlayan paralel bir girişimdi. Hakata, 2006’da yaptığı sunumda bu sorunun altını çizdi: “

“1990ların ortasında, birçok ülkenin, genellikle IEC veya DIN gibi bazı genel standartlardan devşirilen kendi güvenlik standartları vardı. Ayrıca, bir asansörün halka açık olarak kullanılmasına başlanmadan önce yetkililer tarafından resmi inceleme de yapılıyordu. Standardın önemi de değişiyordu. Bazı ülkelerde standartlarda yalnızca mühendislik önerilerine yer verilirken bazılarında standartlar mevzuatın bir parçası halindeydi. AB içerisinde ortak bir standarda yönelik bir gelişme söz konusuydu. Halihazırda Uyumlaştırılmış Avrupa Standartları (EN 81-1 ve EN 81-2) vardı, fakat bunlar isteğe bağlıydı; ülkeler kendi standartlarını da belirleyebiliyordu... Standartlarda asansörlere yönelik oldukça ayrıntılı teknik kurallardan bahsediliyordu ve bunlar asansör üreticilerinin müfettişlerin deyimiyle genel geçer tasarım kurallarıydı. Örneğin, 6.1.2 no’lu paragrafta şöyle yazıyordu:

‘Makine ve ilgili ekipmanı sağlam duvarları, tavanı, kapısı ve/veya kapağı olan özel bir odada bulunmalıdır.’ Ancak standarttan sapmanın bir olanağı vardı. 81 no’lu paragrafta (EN 1-0.0.4’in ön sözünde) şöyle deniyordu: ‘Bir tasarımdan bahsedilirken anlaşılır olması açısından; bu tek olası tasarım olarak görülmemelidir; operasyon açısından eşdeğer ve en azından eşit derecede güvenliyse, aynı sonucun elde edilebildiği başka bir çözüm uygulanabilir.’ Bu seçenek tedarikçilere standartta belirtilen güvenlik şartlarına eşit şartların temin edildiğini kanıtlama sorumluluğu vermiştir. Dolayısıyla, nadiren kullanıldı ve her ülke ve hatta teslimatı yapılan her asansör için tekrarlanması gerekti.”

KONE’nin çözümü, Hakala’nın 31 Aralık 1997’de yürürlüğe girecek olan “yeni asansör yönetmeliği” olarak adlandırdığı şeyin uygulanmasına dayanıyordu. Hakata bunu şu şekilde açıklıyordu: “Bu noktada, AB’ndeki Onaylanmış Kuruluşlardan bazıları belli bir yapıyı kabul ettiğinde, diğer AB üyeleri bunu kabul etmek zorunda kaldı.” Böylece KONE 1994’te “Hollandalı yetkililer” ile çalışmaya başladı ve 3 Mart 1995’te KONE’nin Hollanda’nın Voorsburg kentindeki binasına monte edilen ilk MonospaceTM Asansör kullanım onayı aldı ve “resmi ürün lansmanı Mart 1996’da Brüksel’de gerçekleşti” (Resim7).

Otis’in LAM asansörü ile KONE’nin Monospace asansörünün geliştirilmesini sağlayan yenilikçi ruh - ve ticari olarak uygun makine dairesiz asansörler üretme hedefi - 1990’larda sektöre nüfuz etti ve yeni yüzyılın başlangıcında Mitsubishi Electric, Otis, Schindler, ThyssenKrupp Elevator, Toshiba ve diğerleri yeni makine dairesiz asansör tasarımlarını tanıttı. Güvenlik standartlarını yenilikleri kapsayacak (ve belki de teşvik edecek) şekilde değiştirme ve yeniden yazma çabaları kritik bir tartışma konusu olmaya 21. yüzyılda da devam ediyor.

Makine dairesiz asansörlerin bu kısa (“kısmi” de diyebiliriz) tarihinin birçok boşluğu olup makine dairesiz asansörlerin 1990’lardaki gelişimine dair diğer kurumsal hikayeler bu devrim niteliğindeki sistemin ortaya çıkışını daha iyi anlamamızı sağlayacaktır. Makine dairesiz asansörlerle ilgili yüzlerce patentin en önemli eksik parçası “patent seceresi” olabilir. Bu yazı A17.1 standardının tarihçesi üzerine yazılmış olsa da geçmişteki ve şimdiki tartışmaların bağlamını anlamak için Amerika, Avrupa ve Asya güvenlik standartlarının tarihçelerinin de ele alınması gerekir. Bu konularla ilgili her tür bilgiyi [email protected] e-posta adresinden yazara iletebilirsiniz. [email protected].