Mensen en goederen verplaatsen in grote gebouwen

Minder traplopen. Dat leek in eerste instantie het belangrijkste voordeel van de veiligheidslift, nadat die in 1852 was uitgevonden. De mogelijkheden reikten echter veel verder en de sky bleek letterlijk the limit. Uiteindelijk zouden de nieuwe voorzieningen dingen mogelijk maken die voorheen niet denkbaar waren. Door de lift kwam er hoogbouw, waaronder zelfs wolkenkrabbers. De roltrap maakte het moderne warenhuis mogelijk. Goederenliften tenslotte konden steeds zwaardere voorwerpen verplaatsen, waardoor er activiteiten binnenshuis konden plaatsvinden die voorheen logistiek gezien niet haalbaar waren.

Elisha Otis demonstreert op spectaculaire wijze het mechanisme achter zijn veiligheidslift op de wereldtentoonstelling van New York in 1854. Let op de man bovenin die de kabel heeft doorgesneden. (Oude gravure, maker onbekend)

De lift tot 1852

Al sinds de Romeinse tijd bestonden er mechanisch liften die werkten met kabels. Daar kwamen in latere tijden hydraulische liften bij, aangedreven door waterkracht. Al deze liften konden echter maar een beperkte hoogte aan en brachten vooral meer luxe dan de trap. Bovendien waren ze niet zo veilig. Als de kabel brak, konden er ernstige ongelukken gebeuren.

De veiligheidslift van Elisha Otis

De geschiedenis van de lift veranderde drastisch in 1852 door de Amerikaanse industrieel Elisha Otis (1811-1861). Hij bedacht een veiligheidslift waarmee de ongelukken verleden tijd waren. Zijn lift had een valbeveiliging waar de kooi aan bleef hangen als de kabel mocht breken. Deze bestond uit getande geleiderails in de liftschacht. Als de kabel brak en de tegendruk wegviel, grepen de klauwen van de kooi in de rail en voorkwamen zo een val.

Tijdens een beroemde demonstratie in het Crystal Palace tijdens de wereldtentoonstelling in New York in 1854 met Otis zelf als proefkonijn, kwam zijn lift al een paar centimeter nadat de kabel was doorgesneden tot stilstand. In 1857 bouwde hij een eerste personenlift in een bedrijf in New York

Deze lift werd een groot succes, wat leidde tot een bloeiend bedrijf voor de familie Otis, uiteindelijk bekend geworden onder de naam Otis Elevator Company, gevestigd in Portland Oregon. In 1873 waren er al 2000 veiligheidsliften geplaatst. Na de voortijdige dood van Elisha zette zijn zoons Charles en Norton het bedrijf voort. Zij bleken nog lang niet klaar met de ontwikkeling van de moderne lift.

Catalogusafbeelding van een verbeterde versie van de basale veiligheidslift voor personen en goederen van Otis uit 1893.

Uitvinding van de tractielift

Ondanks de veiligheidslift waren er nog wat vervelende problemen met liften. Zo waren er onhandig grote trommels nodig om de hijskabels mee op en af te winden. Tevens was er een ongelijke belasting van de trommelas en de kooigeleiders, wat maakte dat de lift zich schokkerig bewoog. Deze problemen werden in 1877 verholpen door de uitvinding van de tractielift door de mijnbouwingenieur Carl Friedrich Koepe (1855-1923), die werkte voor staalbedrijf Krupp. Zijn ontwerp kwam voort uit de bouw van mijnliften, waarin hij een pionier was.

Bij de tractielift lopen de hijskabels van de kooi over een elektrisch aangedreven schijf naar het contragewicht. Dit tegenwicht is zwaarder dan de liftkooi, zodat er minder energie nodig is om de lift aan te drijven. De trommels en ongelijke krachtverdeling waren hierdoor verleden tijd. De lift kreeg bovendien buffers waardoor de cabine nooit ver voorbij de onderste of bovenste stopplaats kon lopen. Daarmee waren ook tractieliften veilig voor passagiers en monteurs.

Dit ontwerp bleek niet alleen geschikt voor mijnschachten, maar waarschijnlijk ook voor gebouwen van wel 80 verdiepingen hoog, welke in 1877 nog lang niet bestonden. Daarnaast moge het duidelijk zijn dat dit een ideale goederenlift was. Wat niet wegnam dat Krupp het geniale ontwerp van zijn werknemer aan de kant schoof, om in 1879 alsnog het patent op te eisen. Maar dat deed Koepe naar een andere werkgever uitzien. Desondanks werd ThyssenKrupp op een veel latere datum alsnog een belangrijke leverancier van liften. 

V.l.n.r.: Elisha Otis, Carl Friedrich Koepe en Alexander Miles.

Uitvinding van veilige liftdeuren

Een veilige lift wil nog niet zeggen dat de deuren ervan ook veilig zijn. Liftdeuren hebben een heel eigen verhaal. Het probleem is dat zo'n deur echt alleen open mag als de lift stil staat en dat hij vaak open en dicht moet kunnen zonder steeds mankementen op te lopen. Daarnaast was de grote brand in Chicago uit 1871 een belangrijke stimulans om te zoeken naar manieren om niet alleen liften maar ook liftschachten veiliger te krijgen. 

In 1874 werd er echter ook op dit  punt een belangrijk patent toegekend, namelijk aan de Amerikaan J.W. Meaker. Hij bedacht een eerste systeem waarmee de deuren veilig open en dicht gingen.

In 1887 kwam er echter pas werkelijk shot in de zaak toen de Afrikaans-Amerikaanse uitvinder Alexander Miles (1838-1918) de automatische schuifdeur uitvond die tevens de liftschacht afsloot.

De elektrische lift

De elektrische lift kon pas worden ontworpen na de uitvinding van de elektro- of inductiemotor in 1888 door Nikola Tesla. Deze kon zodanig worden aangepast, dat hij ondanks een relatief kleine omvang de zware liften toch wist op te trekken. Andere motoren waren te groot en te zwaar om bovenin gebouwen te zetten. Wel had je liften die op stoom werkten en de hydraulische lift had ook veel verbeteringen ondergaan en was tamelijk populair. 

Opmerkelijk genoeg wist Werner von Siemens (1816-1892) toch al 8 jaar voor de inductiemotor, in 1880, een patent te bemachtigen op de elektrische lift. Zelf lukte het hem niet om die niet te bouwen, maar de Moravische liftpionier Anton Freissler (1838-1916) wist het principe van Siemens na wat verdere ontwikkeling wel toe te passen en verkocht zijn liften in Oostenrijk-Hongarije, waar Moravië toe behoorde. 

In 1888 waren het Charles en Norton Otis, die als eerste een volwaardige elektrische lift op de Amerikaanse markt brachten. Deze  lift kon veel meer hoogte aan dan andere liften en waren bovendien beduidend comfortabeler voor de passagiers dan hun voorgangers, die zich schuddend en hobbelend voortbewogen.

Verbeteringen

Toch was de lift nog niet uitontwikkeld. In 1892 ging de Amerikaanse oud-marine officier en uitvinder Frank J. Sprague (1857-1934) zich met de elektrische lift bemoeien. Sprague was een pionier op het gebied van elektrische aandrijving die zich in het bijzonder interesseerde voor het verplaatsen van mensen in stedelijke gebieden en zich in dat kader ook al bezig had gehouden met elektrische vervoersmiddelen. Daaruit kwamen zijn ideeën voor de lift voort. Belangrijkste vernieuwing die hij aandroeg was de uitbreiding van de liftschacht zodat daar meer liften tegelijkertijd inpasten. Dat verlaagde de belasting op het gebouw én bespaarde de passagiers tijd. Daarnaast verbeterde hij de veiligheid van de cabine nog verder en wist hij de snelheid van de lift beter te controleren.

In 1895 verkocht Sprague zijn liftbedrijf aan Otis. In 1903 zou deze firma uiteindelijk een lift op de markt brengen die tamelijk definitief bleek te zijn qua ontwerp en als standaardmodel voor de hedendaagse lift kan worden gezien.  

V.l.n.r.: Werner von Siemens (1906), Anton Freissler en Frank J. Sprague (1892)

Het belang van de lift

De lift van na 1903 zou een opmerkelijke rol gaan spelen in het stadse leven. Hij zou namelijk een ware revolutie helpen veroorzaken op het gebied van woningbouw. Serieuze hoogbouw met onder meer wolkenkrabbers, welke eerst ondenkbaar was, kwam nu binnen handbereik. De lift was niet de enige uitvinding die dit mogelijk maakte, maar het is duidelijk dat het zonder lift niet kon bestaan. Hoogbouw, hoezeer het tegenwoordig ook wordt verketterd, bleek een zegen voor de leefomstandigheden van mensen. Door de hoogbouw groeide het aantal beschikbare vierkante meters woonruimte per persoon aanzienlijk. 

Uitvinding van de roltrap 

Nadeel van de lift was (en is) dat er maar een beperkte hoeveelheid mensen tegelijkertijd in een cabine past. Daarom zou er uiteindelijk een ander middel komen dat wel grote groepen mensen tegelijkertijd tussen verdiepingen kon verplaatsen: de roltrap. Dat was van belang voor nieuwe voorzieningen als het warenhuis en de metro, waar grote groepen mensen tegelijkertijd verplaatst moesten worden. Zonder roltrap zouden deze nooit zijn geworden wat ze nu zijn.

De geschiedenis van de roltrap begon in 1859 met een patent voor de Amerikaanse patentadvocaat (!) Nathan Ames (1826-1856) op een 'draaibare trap' die naar verluid op stoom liep en waarbij een trap was bevestigd op een bewegende band. Met dit patent werd echter niets gedaan.

Links: Openliggende roltrap uit 1911. Rechts: Patenttekening van de draaibare trap uit het patent van Nathan Ames uit 1859.

In 1892 volgde een kansrijker patent voor de Amerikaanse ingenieur Jesse W. Reno (1861-1947) op de 'hellende lift'. Hij zou zijn inspiratie hebben opgedaan toen hij als student op de campus telkens een extreem hoge trap op moest lopen. In 1895 kreeg hij een ongebruikelijke koper en mocht hij zijn trap ombouwen tot een attractie op pretpark Coney Island in New York. Deze bestond uit een soort loopband die zich omhoog bewoog bij een hoek van 25 graden. De eerste werkende roltrap was geïnstalleerd, maar zou geen commerciële toepassing krijgen.  

Dat gebeurde wel met de roltrap die in 1899 werd ontworpen door Charles D. Seeberger, (1857-1931) een medewerker van de Otis Elevator Company. Deze trap leek al veel op de roltrappen die wij kennen. Hij werd in 1900 met veel succes gedemonstreerd op de wereldtentoonstelling in Parijs en won daar de eerste prijs.

Opmerkelijk genoeg bracht dat ook Jesse Reno weer terug in de belangstelling en kon deze alsnog een eigen bedrijf oprichten. In 1910 en 1911 wist Otis echter de patenten van Seeberger en Reno te bemachtigen. Zo werden ze de dominante producent van roltrappen en zouden ze nog verschillende verbeteringen doorvoeren. 

Dwarsdoorsnede van de lift in de Eiffeltoren (zie zijbalk) gebouwd door Otis. 1889

Bronnen

• J. Meidenbauer (red.) - 'Het grote boek van uitvindingen en ontdekkingen.' Lisse 2004
• Wikipedia (nl.wikipedia.org) - 'Lift'/'Roltrap'/'Elisha Otis' (28-11-2011)
• Wikipedia Engeland (en.wikipedia.org) - 'Eiffel Tower' (29-4-2012) / 'Elevator' (6-3-2019) / 'Frank J. Sprague' / 'Nathan Ames' / 'Jesse W. Reno' (7-3-2019)
• Volkskrant (www. volkskrant.nl) - 'Wat je niet wist over liften'
• www.theelevatormuseum.org/koepe.php (6-3-2019)
• http://theinventors.org/library/inventors/blescalator.htm (7-3-2019)

Afbeeldingen

• Veiligheidslift Otis uit 1893: Wikimedia Commons / Otis Brothers & Co - Hydraulic, electric, steam and belt elevators. (1893)
• Carl Friedrich Koepe: https://www.demijnstreek.net/belangrijke-personen/
• Alexander Miles: http://www.myblackhistory.net/Alexander_Miles.htm
• Roltrap: Wikimedia Commons / Cassiers Magazine 1911