Siirry pääsisältöönSiirry hakuun
Siirry sivupalkkiinSiirry alaosaan

Maailman ensimmäinen kaivinkone rakennettiin lähes 200 vuotta sitten – juuri ennen koneen yleistymistä keksijää kohtasi karu kohtalo

William Otisin suunnittelema kaivinkone oli ensimmäinen kone, joka pystyi liikuttamaan varteen kiinnitettyä kauhaa kolmiulotteisesti ja täyttämään sen maalla. Keksintöä kutsuttiin konelapioksi, sillä Otisin tavoitteena oli suunnitella sadan lapiomiehen työt tekevä mekaaninen lapio.
Otisin ensimmäisestä kaivinkoneesta ei ole säilynyt yhtään alkuperäistä kuvaa tai piirrosta, mutta vuonna 1841 tehdyssä piirroksessa esitetyn koneen katsotaan kuvaavan suhteellisen tarkasti Otisin kaivinkoneen kolmatta versiota.
Otisin ensimmäisestä kaivinkoneesta ei ole säilynyt yhtään alkuperäistä kuvaa tai piirrosta, mutta vuonna 1841 tehdyssä piirroksessa esitetyn koneen katsotaan kuvaavan suhteellisen tarkasti Otisin kaivinkoneen kolmatta versiota. Kuva: Tuntematon

Koneellisesti tapahtuvasta kaivamisesta oli haaveiltu jo satojen vuosien ajan. Kaivinkoneen keksiminen olisi mahdollistanut kanavien ja satamien rakentamisajan lyhenemisen muutamiin vuosiin aiemmin totutusta, usein kymmenistä vuosista.

Itse asiassa koneelliselle lapiolle oli mietitty useita erilaisia periaatteita jo 1400-luvulta alkaen. Niillä kaikilla oli yhteinen ongelma: keksinnöstä puuttui voima, joka olisi kyennyt liikuttamaan kauhaa. Höyrykoneen keksiminen antoi lopulta mahdollisuuden rakentaa liikkuvia koneita, joissa voima syntyy kiehuttamalla vettä.

Rautatiet osaltaan jopa vähensivät tarvetta suuriin kaivutöihin, sillä radan rakentaminen vaati yleensä paljon pienempiä maansiirtotöitä kuin kanavan rakentaminen. Se osaltaan teki rautateistä ylivoimaisen liikennemuodon maalla. Toki rautatietkin vaativat maaleikkauksia sekä pengerryksiä. Niitä tehtiin miesvoimalla lapioimalla hakkujen ja kankien avustuksella, mikä hidasti merkittävästi uuden rautatien valmistumista.

Kaivinkoneen kehtykseen liittyy vahvasti William S. Otis, joka syntyi vuonna 1813 postimestarin perheeseen Massachusetin osavaltiossa. Otis pääsi vuonna 1833, vasta 20-vuotiaana nuorukaisena, mukaan urakointiyritykseen, joka toimi rautatienrakennustyömaalla Massachusetin osavaltiossa.

MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY

Ratatyömaalla Otis oli nähnyt lapiokaivuun hitauden. Ratatyömaiden ainoita koneita olivat kolmijalkaiset nosturit, joilla nostettiin isokokoisia kiviä kallioleikkauksista. Voimalaitteena näissä nostureissa oli pienikokoinen höyrykattila yksisylinterisellä höyrykoneella.

William S. Otis syntyi 1813 postimestarin perheeseen Pelhamissa Massachusettsissa. Hänen serkkunsa Elisha Otis keksi putoamisturvallisen hissin, jota voitiin käyttää henkilöhissinä.
William S. Otis syntyi 1813 postimestarin perheeseen Pelhamissa Massachusettsissa. Hänen serkkunsa Elisha Otis keksi putoamisturvallisen hissin, jota voitiin käyttää henkilöhissinä.  Kuva: National Portrait Gallery

Otis mietti mahdollisuutta yhdistää tämäntyyppiseen nosturiin suurikokoinen lapio (tai bucket eli kauha, kuten sitä myös kutsuttiin), joka täyttyisi nosturin vetäessä sitä maaleikkauksen rintausta pitkin. Näin toteutuisi koneellisesti samanlainen liike, jonka lapiomies tekee täyttäessään lapion maalla.

Ensimmäinen höyrylapio

Ensimmäinen versio tällä tavoin toteutetusta höyrylapiosta valmistui luultavasti vuonna 1835. Siinä nosturin höyrykoneen käyttämä vinssi nosti ylöspäin kauhaa, joka oli kiinnitetty varteen, joka puolestaan oli nivelöity kolmijalkanosturin nostopuomiin. Höyrykone hoiti myös nostopuomin kääntämisen sivusuunnassa. Epäselvää on, oliko jo tässä vaiheessa puomissa toinen höyrykone, jonka avulla vartta, johon kauha oli kiinnitettynä, pystyi liikuttamaan puomista ulospäin ja takaisin.

MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY

Myöhemmissä versioissa tämä kauhan syöttötoiminto oli varmuudella mukana. Otisin ensimmäiseen koneeseen liittyvät patenttihakemuksen asiakirjat ovat tuhoutuneet patenttitoimiston tulipalossa, joten koneiston yksityiskohdista on vain arvailuja.

Otisin kaivinkone toimi siinä määrin hyvin, että hän sai pian kumppanikseen erilaisia höyrykäyttöisiä koneita valmistaneen philadelphialaisen konepajan omistajan Joseph Harrisonin, jonka tuella ja osaamisella kaivinkonetta pystyttiin kehittämään edelleen.

Ensimmäiset kaksi Philadelphiassa tehtyä kaivinkonetta valmistuivat 1836 ja -37. Koneiden omistajaksi tuli Daniel Carmichael, joka käytti niitä useissa suurissa rakennusprojekteissa mahdollisesti jopa 50 vuoden ajan. Kaikkiaan Joseph Harrisonin konepajan tiedetään valmistaneen seitsemän kaivinkonetta. Niistä USA:han ei jäänyt kuin kaksi, sillä viisi muuta myytiin Venäjän valtiolle. Koneet laivattiin Ranskan kautta Venäjälle vuosina 1842–43.

Otisin patenttihakemus hyväksyttiin ja se tuli voimaan helmikuussa 1839. Vain muutama kuukausi tämän jälkeen hän sairastui lavantautiin, johon hän kuoli 26-vuotiaana. Daniel Carmichael anoi patentin jatkamista seitsemällä vuodella Otisin lesken nimissä ja hän myös jatkoi koneiden edelleen kehittämistä niiden ollessa käytössä hänen yrityksessään.

MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY

Otisin periaatteella toimivia kiinteän alustan kaivinkoneita tehtiin 70 vuotta. Viimeiset höyrykäyttöiset tämän periaatteen koneet valmistuivat viime vuosisadan toisella vuosikymmenellä. Tästä eteenpäin kaivinkoneissa ryhdyttiin käyttämään ympäripyöriviä ylävaunuja, mutta senkin jälkeen kaikkien vaijereilla toimivien pistokauhakaivinkoneiden kauhan toiminta on pysynyt juuri sellaisena kuin William Otis sen suunnitteli.

Kaivinkoneet alkoivat yleistyä nopeasti, kun Bucyrus Foundry and Manufacturing Company sekä Marion Steam Shovel Company aloittivat kaivinkoneiden laajamittaisen sarjavalmistuksen 1880-luvulla.

Sinua saattaa kiinnostaa myös:

Haaveena kotimainen kaivinkone – vaijerikoneista hydraulisiin kaivurikuormaaajiin

MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY

Pohjoismaiden ensimmäinen pyöräalustainen ARA-hydraulikaivinkone – suunnittelu eteni koesarjan valmistukseen alle vuodessa

Porvoossa valmistettiin hydraulisia Fiskars-kaivinkoneita – laskusuhdanne karsi kaivinkoneet yrityksen valikoimasta jo viiden vuoden jälkeen