L'ascensore con trazione a frizione

  • 1877

    Friedrich Koepe, ingegnere minerario, inventa la trazione a fune a frizione come la conosciamo oggi.

    Koepe è un ingegnere minerario tedesco che lavorava per la società Friedrich Krupp che aveva miniere nella zona della Ruhr

    Un grande impulso per lo sviluppo del trasporto verticale è stato dato dalla necessità di trasportare materiale e persone all’interno delle miniere. Possiamo quindi dire che la tecnologia del trasporto verticale è stata incentivata più da una discesa all’inferno che da un salita verso i cieli. La necessità di movimentare materiale e persone all’interno delle miniere fece si che si realizzarono molto presto ascensori molto veloci con lunghezze dei vani di corsa molto maggiori di quelli richiesti per il settore del trasporto verticale civile.

    L’evoluzione del trasporto verticale nelle miniere permette di aumentarne la profondità e viceversa la necessità di raggiungere profondità elevate richiede investimenti nella tecnologia. Con l’aumentare della profondità del vano di corsa, i tamburi di avvolgimento diventano inadeguati: prendono dimensioni enormi, con diametri che arrivano fino a diversi metri. L’uso di tamburi comporta grossi problemi di usura dei cavi e di distribuzione dei pesi con enormi problemi di rottura dei cavi più stressati soprattutto con un funzionamento intenso e continuo con turni di 24 ore. Per diversi pozzi, il pericolo di rottura del cavo è così grande che i minatori preferiscono scendere nel pozzo usando la scala.

    Nel 1877 Friedrich Koepe trasfora una macchina a tamburo in un paranco a frizione per un pozzo profondo 234 metri (cioè l’equivalente di un edificio di ottanta piani). Invece di usare un tamburo su cui il cavo era avvolto e fissato, Koepe posa il cavo su una puleggia che contemporaneamente funge da ruota motrice. Il cavo corre lungo una scanalatura a coda di rondine ed è spinto esclusivamente dall’attrito.

    Ciò che oggi ci sembra incredibilmente semplice era, in effetti, pionieristico, ed è rimasto così fino ai giorni nostri; eppure Koepe non è riuscito a stupire completamente i suoi datori di lavoro. Incapace di riconoscere il suo carattere brillante e innovativo, la società Friedrich Krupp non brevettò il sistema di trasmissione a frizione. Di conseguenza, Koepe, l’ingegnere minerario, fece rilasciare il brevetto a suo nome. Una volta che ebbe successo, Krupp chiese – nel 1879 – di rinunciare ai diritti di brevetto. Ciò ha portato a un conflitto; poco dopo Friedrich Koepe lasciò il suo lavoro.

    La spinta del cavo mediante frizione era il punto critico. Tutti avevano paura che il cavo scivolasse, provocando una discesa accelerata nella gabbia dell’ascensore nelle grandi profondità del pozzo. Gli incidenti con gli ascensori nel settore minerario erano una triplice fonte di tormento per i minatori che scendevano ai box:

    • L’altezza di caduta è enorme, a quel tempo superava i 2000 metri. Una gabbia di sollevamento che precipitava nel vano si trasinava dietro anche le guide.
    • L’acqua che si raccoglieva nella fossa del pozzo, se il minatore soppravviveva alla caduta, lo faceva annegare nei fanghi.
    • Essere colpiti e uccisi dal cavo di sollevamento costituiva il terzo pericolo. In caso di rottura, il cavo metallico frustava con incredibile forza chiunque si trovasse sulla sua traiettoria.

    La brillante e coraggiosa scoperta di Friedrich Koepe ha risolto contemporaneamente diversi di questi problemi. La puleggia di Koepe ha dimostrato una serie di vantaggi rispetto al principio del tamburo:

    • funzionamento multi-cavo: l’uso di più cavi paralleli sulla puleggia aumenta la sicurezza in caso di rottura del cavo, ogni cavo è anche più sottile e più flessibile.
    • Il cavo viene riavvolto una sola volta, l’usura del cavo è ridotta e i rischi causati da cavi danneggiati sono ridotti al minimo.
    • Il cavo scorre sempre assialmente, le forze sono semplici da calcolare. Il pericolo di allentamento del cavo viene eliminato; Questa era una causa frequente di incidenti con tamburi a spirale. Durante la discesa, se la piattaforma si impigliava, il cavo continuava ad essere svolto e quando la gabbia di sollevamento si liberava cadeva senza alcun mezzo di supporto e strappando il cavonel punto di sospensione della gabbia a causa del forte contraccolpo
    • Una distribuzione equa delle forze di trazione protegge il cavo, il tamburo e il motore; la differenza nel peso del cavo è costantemente bilanciata da un cavo usato come compensazione che pende liberamente sotto la cabina.
    • Essendo relativamente leggero, il motore elettrico può essere installato proprio nella parte superiore del vano.

    Il brevetto tedesco n. 218 illustra inoltre che, al posto del contrappeso veniva utilizzata anche un’altra cabina.