Ascensori

Ascensori. Gli ascensori primitivi furono usati per la prima volta nell'antica Roma. Questi sono cresciuti dalla fune e dalla puleggia e hanno usato una piattaforma invece di un gancio o una rete per sollevare il carico. Lo sviluppo del moderno ascensore è iniziato con la rivoluzione industriale e l'uso del motore a vapore per alimentare i mulini. Le macchine a vapore, utilizzate per la filatura, la tessitura o la lavorazione dei metalli, non erano alimentate individualmente. Erano azionati da un motore a vapore centrale attraverso una linea di alberi costituita da lunghe file di alberi rotanti situati in alto. In ogni posizione della macchina, una cinghia e una puleggia trasmettevano potenza alla macchina. La maggior parte dei mulini all'epoca erano a più piani, richiedendo una macchina di sollevamento per spostare il materiale tra i piani. Il motore a vapore centrale alimentava questa macchina, come tutte le altre macchine del mulino. L'operatore ha tirato una fune che controllava la rotazione della macchina di sollevamento, dando all'operatore il controllo sull'avviamento e l'arresto. Successivamente, quando gli ascensori furono installati in luoghi diversi dai mulini, divenne evidente che per l'ascensore sarebbe stato necessario installare un motore a vapore separato.

Quasi tutti i paranchi o gli ascensori funzionavano avvolgendo una fune su un tamburo per sollevare la piattaforma. Tuttavia, a causa del pericolo sempre presente di rottura della fune, non venivano utilizzati per il trasporto di passeggeri. Elisha Otis (1811–1861), meccanico in una fabbrica di materassi a Yonkers, New York, fu il pioniere

la tecnologia della sicurezza degli ascensori e ha aperto la strada al moderno ascensore per passeggeri. Durante il secondo anno della mostra al Crystal Palace di New York nel 1854, diede dimostrazioni drammatiche di un dispositivo di sicurezza che avrebbe afferrato le guide dell'ascensore se le funi del paranco si fossero separate. Showman oltre che inventore, Otis si sarebbe fatto sollevare sull'ascensore e poi avrebbe ordinato a un assistente di tagliare la fune del paranco con un'ascia. La sicurezza ha sempre funzionato. Nel 1857 Otis costruì il primo ascensore esclusivamente per i passeggeri e lo installò in un negozio di porcellane e vetri a New York City.

L'uso della drum machine per ascensori era limitato a edifici relativamente bassi perché la lunghezza e il peso del tamburo imponevano una grave limitazione alla struttura dell'edificio e all'altezza che l'ascensore poteva percorrere. Nel 1870 fu sviluppato un sistema idraulico con ingranaggi a fune in base al quale un pistone che agisce attraverso un sistema di pulegge (pulegge complesse) sollevava e abbassava l'ascensore. Un piede di movimento del pistone potrebbe far muovere l'elevatore di due, tre o anche dieci piedi, a seconda dell'allineamento della puleggia e del sistema di funi. Questo è stato un importante miglioramento del design ed ha eliminato il tamburo di avvolgimento con i suoi limiti intrinseci.

Nel 1880, entrambi questi sistemi erano di uso generale. In alcune località, potrebbero utilizzare la pressione dell'acqua della città, eliminando la necessità di un motore a vapore per azionare la pompa dell'acqua necessaria. Più o meno in questo periodo, gli ingegneri svilupparono anche un ascensore idraulico a stantuffo, che era pratico tranne che negli edifici alti, dove presentava gli stessi inconvenienti della drum machine. Questo ascensore richiedeva che fosse praticato un foro nel terreno alla stessa profondità dell'altezza dell'edificio per ospitare il cilindro idraulico. In un primo momento, lo sviluppo del motore elettrico ha avuto solo un effetto minore sul funzionamento degli ascensori quando è stato utilizzato per sostituire il motore a vapore che alimenta le pompe utilizzate sui sistemi idraulici. Otis progettò quindi una drum machine che utilizzava un motore elettrico per azionare il tamburo, e il primo di questo ascensore elettrico fu installato (1889) nel Demarest Building a New York City.

Il grande passo avanti nella progettazione degli ascensori e l'inizio del moderno ascensore ad alta velocità avvenne intorno al 1900 con lo sviluppo della macchina di trazione. La macchina di trazione dipende dall'attrito tra la puleggia o puleggia motrice e le funi del paranco (o, più frequentemente con il miglioramento della tecnologia, cavi metallici). Con la macchina di trazione, gli ascensori possono servire edifici di qualsiasi altezza e sono limitati in velocità solo dall'altezza dell'edificio. Prima del 1900, tutte le macchine per ascensori, sia a vapore che elettriche, trasmettevano la potenza motrice attraverso un treno di ingranaggi alla puleggia o al tamburo di azionamento. Questo metodo è adatto per velocità moderate dell'ascensore inferiori a 500 piedi al minuto. A velocità più elevate, l'usura e il rumore degli ingranaggi rendono l'applicazione impraticabile. Nel 1904 la Otis Company installò la prima macchina di trazione senza ingranaggi a Chicago, che doveva rendere pratiche le alte velocità degli ascensori. In questa macchina, la puleggia motrice è montata direttamente sull'albero motore e non ci sono ingranaggi. Il risultato è un ascensore silenzioso e scorrevole, anche a velocità di 2,000 piedi al minuto.

Dopo la macchina di trazione senza ingranaggi, i principali sviluppi nell'ingegneria degli ascensori sono stati perfezionamenti del controllo per fornire una guida fluida alle alte velocità. Ulteriori sviluppi del controllo furono effettuati durante gli anni '1920 e '1930 da Otis, Westing House e altre società per ridurre al minimo le competenze necessarie all'operatore dell'ascensore. Questi sistemi prevedevano l'atterraggio automatico degli ascensori a livello del pavimento e la selezione automatica del piano premendo i pulsanti per la fermata desiderata. Ascensori completamente automatici che non richiedevano la presenza di un operatore furono sviluppati negli anni '1920, ma entrarono in uso generale solo nel 1950. Nel 1960 l'installazione di qualsiasi ascensore che richiedesse un operatore era una rarità.

Bibliografia

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Strakosch, George R., ed. Manuale sul trasporto verticale. New York: Wiley, 1998.

Vogel, Robert M. Sistemi di ascensori della Torre Eiffel, 1889. Washington: Smithsonian Institution, 1961.

Philip L.Fosburg/ar