奥的斯公司工程师约翰·D·伊尔德 (John D. Ihlder) 凭借其在19世纪90年代末的发明，彻底改变了电梯的控制方式。伊尔德曾是一名船长，在康奈尔大学接受过机械和电气工程方面的教育。他于1894年加入奥的斯电气公司，并于1897年申请了关键的单按钮、双按钮和三按钮控制系统的专利。他引入了“楼层控制器”这一术语，并设计了一种与电机相连的螺旋接触鼓，以确保电梯自动停止，此外还设计了一种自动低速功能，用于精确调平。这些创新为奥的斯公司自1898年起商业上大获成功的住宅电梯提供了动力，也使伊尔德及其同事因其严谨而务实的研发成果而荣获富兰克林学会颁发的约翰·斯科特遗产奖章。
Ihlder 对电动电梯的贡献值得特别表彰。
无人电梯历史的第二阶段（1895-1900 年）着重于按钮系统的不断改进和旨在确保电梯自动运行的楼层控制器的发明。 开发这些系统的关键人物是奥的斯工程师 John D. Ihlder (1848-1920)。 Ihlder 的贡献发生在他的第二个职业生涯中。 他于 1848 年出生于德国不来梅的韦格萨克。他在不来梅港的公立和“航海”学校就读，随后在德国海军服役一年。[1] Ihlder 随后开始了他的职业生涯 哥伦布，这艘船“主要用于从美国向欧洲运输石油，但也载客”。[2] 他晋升为船长，并一直担任该职位，直到 1882 年从航海生涯中退休。 Ihlder 于 1878 年移民到美国，并在芝加哥生活了数年。 1885 年，他被康奈尔大学录取，攻读机械工程学位，重点是电气工程。 他用两年时间完成了学业，并于 1887 年获得学士学位。他在纽约扬克斯的 Eickemeyer Electric Co. 开始了他的工程职业生涯。 随后在 Osterheld & Eickemeyer (Yonkers) 和 Eickemeyer-Field Manufacturing Co. (Yonkers) 短暂任职。 1894 年，他加入了 Otis Electric Co. (Yonkers)，该公司于 1892 年 XNUMX 月作为 Otis 的子公司成立，主要生产电动机。
事实上，在加入 Otis 之前，Ihlder 一直从事与电动电梯相关的工作。 Rudolf Eickemeyer（1831-1895 年）设计并制造了 Otis 于 1890 年推出的第一台电动电梯系统中使用的电动机。可以合理地假设 Ihlder 参与了这项工作。 专利记录还显示，他在改进第一台电梯系统以及 1893 年推出的第二代奥的斯机器的设计中发挥了作用。1897 年 XNUMX 月，Ihlder 提交了三项专利申请，其中一项包括奥的斯第三代电动电梯系统的关键方面，该系统专为全自动运行而设计：
出于未知原因，美国专利局拒绝了 Ihlder 关于双按钮系统的申请。 然而，在英国提交的平行且成功的专利申请包括所有三项美国专利的文本，这允许对双按钮专利文本进行审查。[3]
| 专利 | 申请日期 |
| 单键式电梯电动操作 | 1897 年 12 月 6 日 |
| 两键式电梯的电动操作 | 1897 年 12 月 14 日 |
| 三键式电梯电动操作 | 1897 年 12 月 16 日 |
这些专利简要总结了最先进的按钮控制系统。 两键和三键系统的设计遵循了先前发明者建立的范例。[4] 双按钮系统要求操作员在按钮上保持恒定的压力以维持汽车的运动。 松开按钮，车子停了下来。 三按钮系统包括轿厢中的启动和停止按钮以及大厅呼叫按钮。 这些系统都没有包含让汽车自动停在指定平台的方法。 Ihlder 的一键式系统包括一个带有指定楼层按钮的轿厢面板，以及一个用于召唤轿厢的大厅呼叫按钮：
“只需持续几秒钟的普通压力，就可以将电梯呼叫到所需楼层，而不管其位置如何……此外，还提供了一种方法，只需按下任何按钮即可从轿厢中操作电梯，并且意味着还提供了如果操作员改变主意并希望在某个中间楼层或任何其他位置停止，他可以立即这样做。 该系统还使用了安全装置，如果井道的任何门或电梯轿厢的门被打开，电路就会断开，电梯在正确关闭门之前无法移动。”[5]
他还提供了一种设备，他称之为“楼层控制器”，旨在确保汽车在指定的着陆点自动停下来。[5] Ihlder 是第一个使用此术语来指代此类机制的人。 控制器被描述为：
“一个圆柱体或圆筒，在其表面上布置有两个螺旋触点，或者实际上是一个螺旋，在其两个部分之间有电气中断。 该滚筒可以在一个平面内连续旋转； 但为了给触头足够的长度，它们最好螺旋排列在一个较小的鼓上……并且使鼓在纵向和旋转方向上移动。”[5]
1902 年对控制器的描述证实它是按照 1897 年的设计建造的：
“一个螺旋接触带安装在一个绝缘鼓上，它在旋转时由一个粗螺钉横向移动，因此触点总是压在带上。 各种触点连接到按钮。 控制器用于……当汽车到达目的地时将其停下……钢带以螺旋形式排列在滚筒上，以避免使用大直径的滚筒。”[6]
控制器通过链条连接到电机，链条在安装在电机轴上的小链轮和安装在控制器上的大链轮之间运行。 因此，它可以被校准以响应在着陆点之间行进所需的转数。 Ihlder 的专利包括地板控制器的立面图、剖面图和细节图（图 1）。 它在奥的斯电动电梯上的应用可以在 1901 年的版画和 1902 年的绘图中看到（图 2 和 3）。
Ildler 的楼层控制器还与一项旨在协助电梯自动运行的新功能相关联：
“在高速电梯的运行中，或者在负载变化的情况下，或者在任何其他情况下，由于运动中质量动量的变化，很难将轿厢自动停在所需的确切位置......我发现最好提供一些方法在轿厢到达楼层或要自动停止的点之前自动降低轿厢的速度，并且以这种方式将速度从其正常速度降低到这样的程度，即轿厢在所有负载或速度条件下，最终可以在几乎准确的位置停止。 停止前的这种慢速被安排为自动产生并且可以通过多种方式实现，例如通过控制附加并联励磁绕组的电路，并联磁场中的短路电阻与电枢并联电路，或者其他等效方法，在本例中，我展示了一个由地板控制器自动控制的附加并联励磁绕组。”[5]
这一设计特点在汽车接近着陆点时自动减慢汽车速度，成为 1920 年代初期开发的自动调平系统的关键组成部分。
Ihlder 获得了与他 1897 年的设计相关的另外九项专利，其中许多专利促成了奥的斯这一代电动电梯的商业成功，该电梯从 1898 年一直销售到 20 世纪头十年。 1902 年发布的示意图显示了 1893 年至 1898 年间的开发范围。突出显示的功能包括楼层控制器、限位开关、安全按钮以及竖井门和轿厢门触点（图 4）。 图 2 中电梯引擎的雕刻是 1901 年宣传奥的斯电动住宅电梯的宣传册中的几幅插图之一（图 5）。 宣传册的文字强调了电梯操作的简单性：
“我们的电动电梯特别适合私人住宅服务，因为有了我们改进的按钮控制系统，就不需要普通服务员了，这个设备非常简单，孩子也可以完全安全地操作电梯。”[7]
插图包括一个年轻女孩踮起脚尖按汽车按钮的图画，以及一个稍大（和更高）的女孩按按钮的图画（图 6 和图 7）。 仔细检查后一张图会发现汽车面板上存在“停止”按钮（图 8）。 这允许用户随时停止汽车，并在需要时更改其目的地和/或方向（按下停止按钮重置汽车面板）。
奥的斯孜孜不倦地推广其自动住宅电梯，不仅引起了潜在买家的注意，还引起了富兰克林研究所的注意。 该研究所于 1824 年在费城成立，促进了美国工程和科学的发展和专业化。这些努力包括设立一系列旨在表彰重大发明和技术成就的奖项。 1902 年初，科学与艺术委员会的一个小组委员会开始调查奥的斯的住宅电梯。 他们于 1 月 XNUMX 日完成的报告总结了设计师面临的挑战：
“当公共建筑中使用电梯并且交通量大到需要安排一名服务员负责每台机器时，这个问题相对简单，因为很多事情可以留给自由裁量权操作员和许多操作可以根据他的判断执行或省略。 然而，对于一台机器，打算由完全不熟悉本领域的人操作，并且附近没有人可以纠正错误，提供满足和满足机器要求的方法就变成了一个严重而复杂的问题。可能会出现许多不同的组合。”[8]
奥的斯设计团队包括 John D. Ihlder、Norton P. Otis、Rudolf C. Smith 和 August Sundt。 审查委员会指出，他们采访了：“先生。 奥的斯公司的 Ihlder 是后来专利所涵盖的许多设备的发明者，并从他那里得到了关于该设备工作原理的完整解释。”
除了采访之外，委员会还检查了费城正在运行的一台机器，在那里他们“仔细（检查）了设备本身，并以他们认为在实践中可能发生的所有组合测试了汽车的运行情况。”[8]
委员会的结论如下：
“为了在满足严格服务的各种组合时表现出的独创性，以及为了在商业基础上将其置于公众手中而开发该设备的彻底和机械方式，富兰克林研究所建议John Scott Legacy Medal 和 Premium 授予发明者。”[8]
委员会的建议于 1 年 1902 月 XNUMX 日被采纳，次年，约翰·斯科特遗产奖章被授予 Ihlder、Otis、Smith 和 Sundt。 尽管几乎总是如此，奥的斯的自动电动电梯等复杂发明是团队努力的结果，但在这个特殊的例子中，约翰·D·艾尔德 (John D. Ihlder) 个人的贡献获得了（并且理应获得）特别认可。
案例
[1] 威彻斯特郡传记史，纽约，V.II，芝加哥：刘易斯出版公司（1899 年）。
[2] Peter-Michael Pawlik，Von der Weser in die Welt； Die Geschichte der Segelschiffe von Weser und Lesum und ihrer Bauwerften 1770 bis 1893，汉堡：Kabel (1993)。
[3] 电梯或升降机运动控制装置的改进和与之相关，英国专利号 1,883（7 年 1898 月 XNUMX 日）。
[4] 见“无人电梯的历史：按钮控制 1886-1895“ Elevator World （四月2023）。
[5] John D. Ihlder，单键按钮系统对电梯的电动操作，美国专利号 710,914（7 年 1902 月 XNUMX 日）。
[6] “电梯”，蒸汽工程：泵、电梯和蒸汽加热，国际函授学校（1902 年）。
[7] Electric Elevators for Residences，Otis Elevator Co.（1902 年 XNUMX 月）。
[8] “The Otis Elevator Company's Electric Elevator for Private Residences”，富兰克林研究所杂志（1903 年 XNUMX 月）。
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