Hart 的循环电梯，第一部分

详细检查 Hart 的专利，以更好地了解第一个 paternoster 系统之一。

Hart 的循环电梯由英国咨询工程师 Frederick Hart 于 1877 年设计并于次年获得专利（专利号 81，“电梯的改进”，5 年 1878 月 15 日），为大多数电梯历史学家所熟知。 该电梯通常被描述为最终被称为“paternosters”的首批系统之一。 这部电梯最熟悉的图像是为 1882 年 26 月 1883 日出版的《自然》杂志为题为“Ascenseur Continu de M. Frédéric Hart”的文章制作的版画。 不太为人所知的是为 XNUMX 年 XNUMX 月 XNUMX 日出版的《工程师》杂志撰写的一篇题为“哈特的循环电梯：豪宅房间”的文章。 虽然他们的图片和随附的描述对哈特电梯的操作提供了一些解释，但这两篇文章都没有完全解释它的实际工作原理。 然而，对这些文章的比较阅读，再加上对 Hart 的专利许可（第一次）的详细检查，将全面了解这种独特的电梯的操作。

在他的专利中，哈特描述了他提出的“连续”电梯的三种设计，这种电梯采用了通过平行轴运行的笼子或轿厢。 （值得注意的是，“循环”这个词没有出现在他的专利中。）其中两个设计是“无限链”方案的变体，而第三个采用了齿条和小齿轮系统。 两种环形链设计都采用类似的方式将汽车运过竖井：Hart 设计了他所谓的“吊环”来将汽车连接到环形链上。 每个吊环都带有“一个从它水平伸出的销钉，与链条运行的平面成直角。” 销钉插入位于“笼子后面中央，上部”的“眼睛”中，汽车通过这个单一连接悬挂。 轿厢后部的两组滚轮（一组在顶部，一组在底部）在两组独立的角铁导轨上运行，确保小车在行驶过程中不会左右摇晃或前后倾斜通过轴移动。 两种环形链设计之间的主要区别在于它们各自的滚子系统和导轨的设计。

在第一个设计中，上组滚轮被放置在连接到吊索链节的“臂”的末端。 吊索连杆的销连接允许移动，这样当汽车绕环形链回路的顶部或底部行驶时，臂会枢转，从而使滚子能够跟随导轨的弯曲路径。 下滚轮固定到位并沿着垂直导轨移动，垂直导轨在轿厢开始移动通过上滚轮导轨的弯曲部分的点处靠近轴的顶部和底部。 汽车下半部分的运动由放置在链齿轮下方（位于轴的顶部和底部）的改进齿轮稳定。 二级齿轮连接到相应的链齿轮，这样每对齿轮“一致移动”。 当汽车绕着轴的顶部或底部行驶时，二级齿轮啮合了一个“坚固的螺栓”，该螺栓位于汽车后部的下滚轮之间； 因此，当汽车在轴之间过渡时，它被牢固地固定在适当的位置。

Hart 的第二个环形链设计采用了上滚子方案的变体，其中滚子仍然连接到“臂”，滚子紧邻吊索连接销/眼连接。 上滚轮在汽车后面居中的窄角铁导轨中移动。 在这个设计中，下滚轮也被放置在一个旋转的电枢上； 然而，与居中的上滚轮不同的是，这些滚轮位于汽车的外边缘附近。 下电枢与上滚轮臂相连，上滚轮臂从吊索连杆伸出，这样当轿厢沿着井道顶部和底部的弯曲导轨行进时，两组滚轮同步转动。 这种布置需要一组独特的用于下滚轮的导轨：一条从平行轴的边缘延伸到边缘并在顶部和底部描绘出宽弧度的外轨，以及在轴之间居中的内轨。 固定内部下滚子（在中央导轨上运行）的电枢的末端，末端有一个“螺柱”，位于导轨的半封闭部分内。 当汽车从一个轴移动到另一个轴时，螺栓促进了汽车的平稳过渡。

Hart 描述的第三种设计的特点是齿条位于汽车顶部、底部和侧面的中心，与整个轴上以设定间隔设置的齿轮啮合。 齿轮由带有锥齿轮连接的垂直驱动轴提供动力。 随着车轮转动，汽车被向上或向下推进。 汽车从一个竖井转移到另一个竖井需要一个有点复杂的安排：

“当笼子接近其最高位置时，笼子角部的销钉或圆齿进入轮齿之间，笼子挂在这些销钉上，并由它们从侧面抬升和承载，直到到达顶部。 此时，仍在旋转的轮子与固定在笼子底部和顶部的齿条啮合，因此笼子从一侧到另一侧移动，直到其其他角处的销钉（形成水平杆的端齿）。顶部和底部的齿条）与轮齿啮合，然后通过这些销子悬挂在轮子上，笼子被侧向携带，同时下降，直到轮子的轮齿在轴上，然后水平与笼子的底部，开始齿轮进入笼子一侧的架子。”

哈特决定描述他的发明的几种变体是 19 世纪发明家采用的一种常见策略。 然而，这种策略通常会给试图确定电梯实际工作方式的历史学家带来问题：即，哪种设计代表了机器的构建版本？ 在这种情况下，正如将要看到的，毫无疑问，Hart 的第二个循环链设计是 1880 年代制造的循环电梯的主要基础。

尽管他们的业务关系的确切性质仍然未知，但 1878 年，哈特与达特福德的 J. & E. Hall 达成协议，建造他们在市场上销售的“哈特的循环电梯”。 电梯引起公众注意的速度很有趣：Hart 的专利于 5 年 1878 月 15 日获得授权，大约四个月后，Hall 推出了广告活动。 1878 年 37 月 XNUMX 日的《建筑新闻与工程杂志》刊登了一个大型插图广告，其中包括以下副本：“Hart 的专利循环电梯，适用于专利权人 XNUMX, Walbrook, EC 或 Sole Makers: J. & E . Hall, Engineers, Millwrights, Founders, and Boiler Makers, Dartford, Kent.

虽然在 1870 年代后期，建筑或工程期刊中的插图广告并不少见，但由于其额外成本，它们仍然是例外而不是规则。 Hall 对 Hart 电梯的商业可行性的信念通过广告的大小以及它在接下来的两年中继续在《建筑新闻和工程杂志》上刊登的事实来表明。 这幅画描绘了男人和女人上下骑行，显然是为了推销循环电梯的“想法”。 不幸的是，它没有提供有关电梯机械操作的详细信息。 尽管如此，这张早期的图画捕捉到了哈特设计的潜在潜力。 本文的第二部分将继续这项调查，包括对 J. & E. Hall 建造的前两个循环电梯的详细检查。