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Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufzugsanlage mit einer an einem Fahrkorb der Aufzugsanlage angeordneten Signalerzeugungseinheit und einem an dem Aufzugschacht angeordneten Sensor zur Detektion eines Signals der Signalerzeugungseinheit. Somit kann z.B. eine Position, Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrkorbs zuverlässig und schnell ermittelt werden.
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Bei konventionellen Aufzuganlagen mit Seilantrieb stellt das Anfahren des Fahrkorbs immer noch eine Herausforderung dar. Dies liegt darin begründet, dass der Aufzugsteuerung nicht bekannt ist, welches Drehmoment sie auf die Antriebswelle geben muss um das Halte-Drehmoment von der Betriebsbremse zu übernehmen, damit der Fahrkorb beim Öffnen der Bremse weder nach unten absackt noch einen Sprung nach oben macht, bevor die Motorregelung den Fahrkorb stabilisiert. Beide Szenarien sind für Personen in dem Fahrkorb unangenehm und daher zu vermeiden. Aber auch bei seillosen Aufzugsanlagen, beispielsweise solchen mit Linearantrieb, liegt die gleiche Problematik vor. Außerdem ist vor dem Öffnen der Bremse die Kenntnis des aktuell vorliegenden Lastwertes vorteilhaft, damit in Überlastfällen die Bremse erst gar nicht geöffnet wird.
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Abhilfe schaffen Lastmesssysteme, die das aktuelle Gewicht des Fahrkorbs (inkl. Personen/Transportgut) bestimmen. Solche Systeme werden z.B. in der
EP0755894B1 gezeigt. Das Vorsehen eines Lastmesssystems ist jedoch teuer in der Anschaffung, benötigt Platz und regelmäßige Justierung und Wartung. Teilweise ist ein Einbau in Aufzugssystemen bauartbedingt auch gar nicht möglich.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für das Anfahren eines Fahrkorbs in einer Aufzugsanlage zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Ausführungsbeispiele zeigen eine Aufzugsanlage mit einem Fahrkorb, der verfahrbar in einem Schacht angeordnet ist und einer Antriebseinheit, die einen mit dem Fahrkorb verbundenen Läufer und einen den Läufer antreibenden Stator aufweist, um den Fahrkorb in Abhängigkeit von einem Steuersignal in dem Schacht zu verfahren. Eine Bremseinheit ist ausgebildet, im Stillstand des Fahrkorbs den Läufer relativ zu dem Stator in Abhängigkeit von einem Bremssignal zu sichern. Optional kann die Bremseinheit den fahrenden Fahrkorb auch abbremsen und beispielsweise zum Stillstand bringen. Alternativ kann das Abbremsen auch mittels der Antriebseinheit erfolgen, die den Fahrkorb langsamer verfahren lässt, bis dieser still steht. Die Aufzugsanlage weist ferner einen Positionsgeber auf, der ausgebildet ist, eine Position des Läufers relativ zu dem Stator zu ermitteln. Eine Steuereinheit ist ausgebildet, im Stillstand des Fahrkorbs das Steuersignal zum Anfahren des Fahrkorbs derart einzustellen, dass die Antriebseinheit den Läufer von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt und wenn der Positionsgeber ermittelt, dass der Läufer die zweite Position erreicht hat, das Bremssignal derart einzustellen, dass sich die Bremseinheit öffnet. Das heißt, dass sich der Läufer im Stillstand des Fahrkorbs trotz geschlossener Bremseinheit (in einem geringen aber detektierbaren Maß) bewegen kann und diese Bewegung von dem Positionsgeber detektierbar ist.
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Die Bewegung des Läufers im Sinne dieser Offenbarung bezieht sich auf eine Vorzugsrichtung (oder Arbeitsrichtung) des Läufers, d.h. insbesondere eine Rotation bei einer rotierenden Antriebseinheit und einer Linearbewegung in Fahrtrichtung des Fahrkorbs bei einem Linearantrieb. Die Bewegung des Läufers muss aber nicht notwendigerweise am Läufer selbst detektiert werden, sondern kann auch an einem mit dem Läufer verbundenen Element, z.B. der Antriebswelle, der Treibscheibe, einer Trommel, oder insbesondere bei einer Aufzugsanlage mit einem seillosen Antrieb auch am Fahrkorb detektiert werden. Entsprechend kann an diesem mit dem Läufer verbundenen Element auch die erste und die zweite Position festgelegt werden.
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Ist die Bremseinheit geschlossen, d.h. im Bremsmodus, so dass der Fahrkorb gegen Verfahren gesichert ist, wird das Haltemoment für den Fahrkorb kontinuierlich von der Bremseinheit aufgebracht. Jedoch hat der Antriebsstrang häufig ein kleines aber messbares (mechanisches) Spiel, so dass sich der Läufer in geringem Umfang bewegen kann. Positionsgeber für die Regelung der Aufzugsanlage, d.h. insbesondere für das Verfahren der Fahrkörbe, können diese Bewegung auflösen. Wird die Bewegung des Läufers detektiert und überschreitet diese einen Schwellenwert bringt die Antriebseinheit ein ausreichendes Drehmoment auf, um das gesamte Haltemoment für den Fahrkorb von der Bremseinheit zu übernehmen. Die Bremseinheit kann nun geöffnet werden, ohne dass der Fahrkorb absackt oder einen Sprung macht, bevor die Antriebsregelung den Fahrkorb stabilisiert. Das heißt, es ist ein ruckelfreies Anfahren des Fahrkorbs ohne weitere Hilfsmittel, die nicht bereits zur Regelung der Aufzugsanlage verwendet werden, möglich, insbesondere ohne das Gewicht des Fahrkorbs zu bestimmen. Dies reduziert die Größe und das Gewicht des Fahrkorbs. Ferner entfällt die aufwendige Einrichtung und regelmäßige Nachjustierung eines Lastmesssystems. Das Spiel ist, wie jedes in dieser Offenbarung genannte Spiel, um einige Größenordnungen, insbesondere zumindest 10 mal, zumindest 25 mal oder zumindest 50 mal, größer als die Auflösung des Positionsgebers.
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Dadurch, dass sich der Läufer in einem geringen Maß bewegen kann, der von Personen in der Kabine kaum oder gar nicht wahrgenommen wird und im Moment der Bewegung das Haltemoment für den Fahrkorb vollständig von der Antriebseinheit aufgebracht wird, kann auf eine Lastmesseinrichtung verzichtet werden. Die Aufzugsanlage kann somit die Abwesenheit einer Lastmesseinrichtung aufweisen, die das Gesamtgewicht des Fahrkorbs bzw. das Gewicht der Zuladung des Fahrkorbs ermittelt.
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Die Bewegung des Läufers aus der ersten Position in die zweite Position kann als Überschreiten eines Schwellenwerts bezogen auf die erste Position angesehen werden, d.h. als eine relative Bewegung des Läufers beispielsweise über eine (vorgegebene) Distanz oder einen (vorgegebenen) Drehwinkel. Als Läufer kann ein beweglicher Teil der Antriebseinheit angesehen werden und als Stator ein unbeweglicher bzw. ortsfester Teil der Antriebseinheit. Dass sich der Läufer bewegt, insbesondere dass der Läufer die zweite Position erreicht hat, kann nicht nur am Läufer selber sondern beispielsweise auch an einem mit dem Läufer verbundenen Element der Aufzugsanlage ermittelt werden, beispielsweise einer Antriebswelle, einer Treibscheibe oder dem Fahrkorb. Der Schwellenwert kann dann auch in Bezug auf das mit dem Läufer verbundene Element festgelegt werden.
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Bei Tragmittel-gebundenen (z.B. seilgebundenen) Aufzugsanlagen kann der Läufer über eine Antriebswelle, eine Treibscheibe und das Seil mit dem Fahrkorb verbunden sein. Bei seillosen Aufzugsanlagen kann der Läufer unmittelbar mechanisch mit dem Fahrkorb verbunden sein oder mittelbar, beispielsweise wenn der Läufer an einer Aufhängung, z.B. einer Rucksackaufhängung, des Fahrkorbs befestigt ist. Mittels der Aufhängung kann der Fahrkorb an Führungsschienen der Aufzugsanlage verfahren werden.
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Die Bremseinheit kann eine beliebige für Aufzugsanlagen verwendbare Bremse aufweisen. Typische Bremsen umfassen einen passiven Teil (erster Bremspartner), beispielsweise eine Bremsscheibe (rotatorischer Antrieb) oder eine Bremsschiene (Linearantrieb oder rotatorischer Antrieb). Als Bremsschiene kann neben einer speziell für die Bremseinheit vorgesehenen Schiene z.B. auch eine Führungsschiene für den Fahrkorb verwendet werden. Als Gegenpart zu dem passiven Teil umfassen typische Bremsen einen aktiven Teil (zweiter Bremspartner), beispielsweise einen mit Bremsbelägen versehenen Bremsschuh. Der zweite Bremspartner kann auf den ersten Bremspartner einwirken um beispielsweise mittels Reibung den Fahrkorb abzubremsen und/oder im Stillstand zu halten.
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Weitere Ausführungsbeispiele zeigen ferner, dass die Antriebseinheit ein (mechanisches) Spiel in Bezug auf die Bremseinheit aufweist. Das Spiel ermöglicht die Bewegung des Läufers aus der ersten Position in die zweite Position. Allgemein kann sich das Spiel vorteilhaft zwischen Elementen, die die Antriebskraft aufbringen und Elementen, die die Bremskraft aufbringen, befinden. In einem ersten Ausführungsbeispiel kann die Antriebseinheit eine mit dem Läufer verbundene Antriebswelle aufweisen. Die Bremseinheit umfasst dann zumindest den ersten Bremspartner, wobei die Antriebswelle das Spiel in Bezug auf den ersten Bremspartner aufweist. Vorteilhafterweise umfasst die Bremseinheit ebenfalls den zweiten Bremspartner.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel weist die Bremseinheit einen mit dem Schacht verbundenen ersten Bremspartner und einen mit dem Fahrkorb verbundenen zweiten Bremspartner auf. Der Fahrkorb weist hier das Spiel gegenüber dem zweiten Bremspartner auf. Sind der zweite Bremspartner und der Fahrkorb im Wesentlichen starr mechanisch miteinander verbunden, d.h. dass die Verbindung zwischen Fahrkorb und zweiten Bremspartner die Abwesenheit des Spiels oder ein zu geringes Spiel aufweist um es detektieren zu können, so kann das Spiel auch zwischen dem Fahrkorb und dem Schacht, insbesondere zwischen dem ersten Bremspartner und dem Schacht angeordnet sein. Somit kann das vorgenannte Ausführungsbeispiel auch explizit bei einem linear wirkenden Antrieb, z.B. einen Zahnradantrieb oder einen Linearantrieb, implementiert werden. Alle Ausführungsbeispiele, die nicht explizit Merkmale des rotatorischen Antriebs bzw. des linear wirkenden Antriebs aufweisen, sind auf beide Ausführungsbeispiele anwendbar.
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In Ausführungsbeispielen ermöglicht das Spiel eine Bewegung des Fahrkorbs von weniger als 1mm, insbesondere weniger als 0,1mm oder weniger als 0,01mm. Es ist demnach vorteilhaft, einen Positionsgeber zu verwenden, der eine solche geringe Bewegung des Fahrkorbs (insbesondere bei Aufzugsanlagen mit Linearantrieb) bzw. eine entsprechende Rotation der Antriebswelle (insbesondere bei Aufzugsanlagen mit Treibscheibe) detektieren kann. In anderen Worten weist das Spiel eine Dimension bzw. Größe auf, innerhalb dessen die Bewegung des Läufers von dem Positionsgeber detektierbar ist.
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In Ausführungsbeispielen ist die Steuereinheit ausgebildet, das Steuersignal zum Anfahren des Fahrkorbs derart zu wählen, dass der Stator eine ansteigende Kraft auf den Läufer ausübt, bis der Positionsgeber die zweite Position detektiert. Die Steuerungseinheit, die z.B. ein Steuerungsprogramm zur Regelung eines Frequenzumrichters aufweist, kann bei geschlossener Bremseinheit die Antriebseinheit abschalten bzw. derart regeln, dass von der Antriebseinheit keine Kraft auf den Fahrkorb übertragen wird. Zum Anfahren des Fahrkorbs kann die auf den Fahrkorb wirkende Kraft langsam erhöht werden, bis der Fahrkorb das Spiel zwischen Bremseinheit und Antriebseinheit überwindet. Bei Aufzugsanlagen mit Gegengewicht ist ferner eine Richtung der zu beaufschlagenden Kraft (Drehmoment) zu berücksichtigen, die sich in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrkorbs ändern kann.
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Gemäß Ausführungsbeispielen ist die Steuereinheit ausgebildet, eine Lastrichtung des Fahrkorbs basierend auf aufeinanderfolgenden Positionsinformationen des Positionsgebers während eines Be- und/oder Entladevorgangs des Fahrkorbs zu bestimmen und das Steuersignal zum Anfahren des Fahrkorbs derart zu wählen, dass die Antriebseinheit den Fahrkorb in Abhängigkeit von der aktuellen Lastrichtung (innerhalb des Spiels) bewegt. Dadurch, dass der Läufer (mechanisch) mit dem Fahrkorb verbunden ist, erfährt auch bei rotatorisch arbeitenden Antriebseinheiten der Läufer bzw. die Antriebswelle und die Trommel oder Treibscheibe eine Positionsänderung, wenn sich der Fahrkorb bewegt. Das heißt, bewegt sich der Fahrkorb während des Be- bzw. Entladevorgangs bei einer Aufzugsanlage mit Gegengewicht innerhalb des Spiels, überwiegt einmal das Gewicht des Fahrkorbs (mit Ladung) und einmal das Gewicht des Gegengewichts. Als Lastrichtung wird demnach die Richtung bezeichnet, in die sich der Fahrkorb bewegen würde, wenn weder ein Halte- noch ein Antriebsmoment von der Bremseinheit oder der Antriebseinheit auf den Fahrkorb wirkt. Die Lastrichtung ist im Wesentlichen abhängig von dem Gewicht des Fahrkorbs (mit Ladung) und dem Gewicht des Gegengewichts.
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Bewegt sich der Fahrkorb (während des Beladens) nach unten, ist das Gewicht des Fahrkorbs schwerer als das des Gegengewichts, wohingegen die Lastrichtung vor dem Beladen umgekehrt war. Demnach sollte die Antriebseinheit den Fahrkorb anheben bzw. aufwärts bewegen, d.h. ein Drehmoment in Richtung des Gegengewichts auf die Antriebswelle ausüben um das Haltemoment der Bremseinheit zu übernehmen. Bewegt sich der Fahrkorb (während des Entladens) nach oben, ist das Gewicht des Gegengewichts schwerer als das des Fahrkorbs, wohingegen die Lastrichtung vor dem Entladen umgekehrt war. Demnach sollte die Antriebseinheit den Fahrkorb absenken bzw. abwärts bewegen, d.h. ein Drehmoment in Richtung des Fahrkorbs auf die Antriebswelle ausüben um das Haltemoment der Bremseinheit zu übernehmen. Ändert sich die Gewichtsverteilung während des Be- und Entladens nicht, d.h. wird keine Bewegung des Läufers detektiert, kann das Drehmoment anhand der zum Verfahren des Fahrkorbs bei einer Tragmittel-gebundenen Aufzugsanlage bekannten Lastrichtung aus der vorherigen Fahrt ermittelt werden.
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Ausführungsbeispiele zeigen ferner dass die Steuereinheit ausgebildet ist, sofern die Lastrichtung aus einer vorangegangenen Fahrt unbekannt ist, das Steuersignal derart zu wählen, dass der Läufer zunächst mit einem Drehmoment eines ersten Vorzeichens beaufschlagt wird und, wenn ein vorbestimmtes maximales Drehmoment erreicht ist, ohne dass sich der Fahrkorb in der zweiten Position befindet, das Steuersignal derart zu wählen, dass der Läufer mit einem Drehmoment eines zweiten (entgegengesetzten) Vorzeichens beaufschlagt wird. Die Lastrichtung ist dann unbekannt, wenn das Vorzeichen nicht gespeichert wird oder wenn das Drehmoment z.B. wegen eines Stromausfalls oder wegen einer Abschaltung der Betriebsspannung nicht mehr in einem Speicher vorgehalten werden kann, z.B. wenn ein flüchtiger Speicher (z.B. RAM, random access memory) verwendet wird. Zu einer Abschaltung der Betriebsspannung kann es bereits bei einem längeren Aufenthalt eines Fahrkorbs in einem Stockwerk kommen, indem der Frequenzumrichter aus Gründen der Energieeffizienz abgeschaltet wird. Dann kann es notwendig sein, vor dem ersten Anfahren des Fahrkorbs nicht nur die Stärke sondern auch die Richtung des Drehmoments zu ermitteln. Das vorgegebene maximale Drehmoment kann sich aus einem Drehmoment ergeben, das notwendig ist, um einen leeren oder einen mit der maximalen Zuladung beladenen Fahrkorb verfahren zu können.
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Ausführungsbeispiele zeigen ferner die Aufzugsanlage mit einem mit der Antriebseinheit verbundenen ersten Verzahnungselement und einem mit der Bremseinheit verbundenen zweiten Verzahnungselement. Das erste Verzahnungselement weist gegenüber dem zweiten Verzahnungselement ein Spiel auf, so dass der Läufer gegenüber dem Stator bewegbar ist. Die Verzahnungselemente weisen jeweils zumindest einen Vorsprung (Zahn) auf, der in eine Lücke des jeweils anderen Verzahnungselements eingreifen kann und somit prinzipiell eine feste Verbindung zwischen den Verzahnungselementen ermöglicht. Allerdings ist die Lücke etwas größer ausgeführt als der Vorsprung, so dass der Vorsprung ein Spiel aufweist.
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Gemäß Ausführungsbeispielen weist die Antriebseinheit einen seillosen Antrieb, insbesondere einen linear wirkenden Antrieb, z.B. einen Linearantrieb oder einen Zahnradantrieb auf, der ausgebildet ist, den Fahrkorb zu verfahren. Die Steuereinheit ist ausgebildet, das Steuersignal derart zu wählen, dass die Antriebseinheit den Fahrkorb innerhalb des Spiels aufwärts fährt, bevor die Bremseinheit geöffnet wird.
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Ausführungsbeispiele zeigen die Aufzugsanlage mit Linearantrieb, umfassend zumindest eine feststehende erste Fahrschiene, welche fest in einer ersten, insbesondere vertikalen, Richtung (z), ausgerichtet ist und zumindest eine feststehende zweite Fahrschiene, welche fest in einer zweiten, insbesondere horizontalen, Richtung (y) ausgerichtet. Ferner weist die Aufzugsanlage zumindest eine Umsetzeinheit zum Überführen des Fahrkorbs von einer Fahrt in der ersten Richtung (z) in eine Fahrt in der zweiten Richtung (y) auf. Insbesondere umfasst die Umsetzeinheit zumindest eine bewegbare, insbesondere drehbare, dritte Fahrschiene. Insbesondere ist die dritte Fahrschiene überführbar zwischen einer ersten Stellung, insbesondere einer Ausrichtung in der der Richtung (z), und einer zweiten Stellung, insbesondere einer Ausrichtung in der zweiten Richtung (y).
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Weitere Ausführungsbeispiele zeigen die Steuereinheit, die ausgebildet ist, das Steuersignal zum Anfahren des Fahrkorbs derart zu wählen, dass der Läufer eine Kraft aufbringt, die kleiner oder gleich einer vorgegebenen Kraft ist und wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, bei erreichen der vorgegebenen Kraft, den Fahrkorb in einen Sicherheitsbetriebszustand zu überführen. In anderen Worten kann die maximale aufzubringende Kraft (bzw. Drehmoment bei einer rotatorisch wirkenden Antriebseinheit) zum Verfahren des Fahrkorbs begrenzt werden. Der Grenzwert, d.h. die vorgegebene Kraft, kann bei einer Maximalkraft angesetzt werden, die einer Kraft entspricht die notwendig ist, einen mit der maximalen Zuladung beladenen Fahrkorb zu verfahren. Somit kann ohne zusätzliche Mittel eine Überlast des Fahrkorbs bestimmt werden. Wenn der Fahrkorb überlastet ist, darf dieser nicht mehr verfahren. Der Sicherheitsbetriebszustand kann also darin bestehen, den Fahrkorb nicht zu verfahren, die Türen zu öffnen und optional einen Hinweis zu geben, dass der Fahrkorb überladen ist und das Gewicht der Ladung des Fahrkorbs reduziert werden muss, bevor der Fahrkorb verfährt.
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Weiterhin ist ein Verfahren zum Betrieb einer Aufzugsanlage mit folgenden Schritten offenbart: Verfahren des Fahrkorbs in dem Schacht mit einer Antriebseinheit in Abhängigkeit von einem Steuersignal, wobei die Antriebseinheit einen mit dem Fahrkorb verbundenen Läufer und einen den Läufer antreibenden Stator aufweist; Abbremsen des Fahrkorbs; Sichern des Läufers relativ zu dem Stator im Stillstand des Fahrkorbs; Ermitteln einer Position des Läufers relativ zu dem Stator; Anfahren des Fahrkorbs aus dem Stillstand, so dass die Antriebseinheit den Läufer von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt; Nach dem Einstellen des Steuersignals, Ermitteln, dass der Läufer die zweite Position erreicht hat; und Öffnen der Bremseinheit.
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Das Verfahren kann in einem Programmcode eines Computerprogramms zur Durchführung des Verfahrens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft, implementiert werden.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage 2 in einer perspektivischen Ansicht;
- 2: eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage gemäß Ausführungsbeispielen in einer Seitenansicht, wobei 2a eine Kabine mit geringer Beladung und 2b eine Kabine mit hoher Beladung zeigt;
- 3: eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage mit Linearantrieb in einer Seitenansicht; und
- 4: eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage mit Linearantrieb gemäß Ausführungsbeispielen in einer perspektivischen Darstellung.
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Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage 2 in einer perspektivischen Darstellung. Die Aufzugsanlage 2 weist einen Fahrkorb 4 auf, der mittels eines Tragmittels 6, z.B. einem Seil oder einem Riemen, an einer Antriebswelle 8 einer Antriebseinheit 10 (mechanisch) verbunden ist. Das Tragmittel 6 kann beispielsweise auf einer Trommel 12 aufgewickelt werden, die mit der Antriebswelle 8 (mechanisch) verbunden ist. Ebenfalls ist eine Anordnung mit Treibscheibe und Gegengewicht anstelle der Trommel möglich. Die Antriebseinheit 10 kann einen mit dem Fahrkorb verbundenen Läufer 9 und einen den Läufer 9 antreibenden Stator 11 aufweisen. Der Läufer 9 ist mechanisch mit der Antriebswelle 8 verbunden und kann somit die Antriebswelle 8 und demnach auch die Trommel 12 in Drehrichtung D antreiben, so dass durch Heraufziehen oder Herablassen des Tragmittels 6 der Fahrkorb 4 in einem Schacht 13 verfahren wird. Allgemein kann die erfindungsgemäße Lehre auf jede Aufzuganlage angewendet werden, bei der der Läufer 9 bei einer geschlossener Bremseinheit 18 zumindest so viel bewegt werden kann, dass dies von dem Positionsgeber aufgelöst, d.h. detektiert, werden kann.
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Die Antriebseinheit 10 ist mittels einer Verbindung 14, z.B. einer elektrischen Leitung, mit einer Steuereinheit 16 (elektrisch) verbunden. Hierüber kann die Steuereinheit 16 die Antriebseinheit ansteuern und z.B. einen Befehl zum Verfahren (hoch bzw. runter) des Fahrkorbs 10, z.B. basierend auf einer Regelgröße einer Antriebsregelung, geben. In der Antriebseinheit 10 kann z.B. ein Frequenzumrichter das Steuersignal mittels der Verbindung 14 erhalten.
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Zum Sichern des Fahrkorbs 4 ist die Bremseinheit 18 vorgesehen, die den Fahrkorb 4 im Stillstand gegen unbeabsichtigtes Verfahren sichert. Eine Ansteuerung der Bremseinheit 18 kann mittels der Steuereinheit 16 erfolgen, die über eine weitere Verbindung 14' mit der Bremseinheit 18 (elektrisch) verbunden ist. Mittels dieser weiteren Verbindung 14', z.B. einer elektrischen Leitung, kann ein Bremssignal, das z.B. eine Binärgröße (Bremsen oder nicht Bremsen) aufweist, zu der Bremseinheit 18 gesendet werden. In Ausführungsbeispielen kann die Bremseinheit, regulär oder bei einer Notbremsung, auch den Fahrkorb abbremsen. Zumindest in diesem Fall kann das Bremssignal auch eine einzustellende Bremskraft (oder Verzögerungskraft) aufweisen. Das Bremssignal kann sich, ebenso wie das Steuersignal, aus einer Regelgröße der Antriebsregelung ergeben. Das Abbremsen erfolgt beispielsweise, indem die Verzögerungskraft auf den Fahrkorb 4, die Trommel 12, die Antriebswelle 8 und/oder ein anderes geeignetes Element der Antriebseinheit ausgeübt wird.
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Ferner kann die Steuereinheit 16 (als Rückkopplung der Regelschleife) ein Positionssignal 20 von einem Positionsgeber 22 empfangen. Das Positionssignal 20 weist eine (aktuelle) Position der Antriebswelle, z.B. einen aktuellen Drehwinkel derselben, auf. Der Positionsgebers 22 umfasst z.B. einen Drehwertgeber. Der Positionsgeber 22 kann insbesondere auch geringe Bewegungen der Antriebswelle messen, die kleiner als 0,1° oder kleiner als 0,01° sind. Dies ermöglicht das Messen einer Drehbewegung der Antriebswelle während die Bremse geschlossen ist, d.h. der Fahrkorb still steht. Diese minimale mögliche Drehbewegung wird auch (mechanisches) Spiel oder Lose genannt.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der Aufzugsanlage 2 gemäß Ausführungsbeispielen. Hier ist der Fahrkorb 4 mittels des Tragmittels 6 mit einem Gegengewicht 24 verbunden. Das Tragmittel wird über die Treibscheibe 12 geführt und mittels der Treibscheibe 12 bewegt. Die Treibscheibe 12 ist mittels einer Antriebswelle 8 mit der Antriebseinheit 10 verbunden. Auf einer der Treibscheibe 12 abgewandten Seite ist die Antriebswelle 8 mittels einer Bremsscheibe 19 mit der Bremseinheit 18 verbunden. Die Bremseinheit 18 kann die Bremsscheibe 19 umfassen, auf die Bremsschuhe 19" mit Bremsbelägen zum Sichern bzw. Bremsen einwirken. Die Bremseinheit 18 kann den Fahrkorb sichern und optional den Fahrkorb abbremsen. Allgemein kann eine Bremseinheit verwendet werden, die auf Reibung basiert und im Stillstand des Fahrkorbs geschlossen ist. Auf die Darstellung der Steuereinheit wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
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Am linken Rand ist die Bremsscheibe 19 nochmals isoliert und um 90° gedreht dargestellt. Dies ist eine Schnittansicht lateral durch die Antriebswelle 8 und die Bremsscheibe 19. Darunter ist in einer Vergrößerung die Verbindung zwischen der Antriebswelle 8 und der Bremsscheibe 19 dargestellt. Die Verbindung weist zwei ineinandergreifender Verzahnungselemente 8', 19', auf, die mit der Bremsscheibe 19 bzw. der Antriebswelle 8 (mechanisch) verbunden bzw. mittels geeigneter Materialbearbeitungsverfahren in diese hineingearbeitet wurden. Die ineinandergreifenden Zahnkränze sind jedoch vorteilhafterweise mit (definiertem) Spiel gefertigt, d.h. es besteht jeweils ein Spiel 28 zwischen den Zähnen und den korrespondierenden Lücken, in die die Zähne eingreifen, d.h. sich verzahnen. In 2a sind die Flanken der Zähne rechtstragend, in 2b linkstragend. In anderen Worten liegen die Zähne des zweiten Verzahnungselements 19' der Bremsschreibe 19 an einer ersten Seite der Zähne des ersten Verzahnungselements 8' der Antriebswelle 8 an, wenn der Fahrkorb eine geringe Beladung aufweist und das Gewicht des Fahrkorbs 4 demnach geringer ist als das Gewicht des Gegengewichts 24. Dies ist in 2a gezeigt. Demgegenüber liegen die Zähne des zweiten Verzahnungselements 19' der Bremsschreibe 19 an einer zweiten Seite der Zähne des ersten Verzahnungselements 8' der Antriebswelle 8 an, wenn der Fahrkorb eine hohe Beladung aufweist und das Gewicht des Fahrkorbs 4 demnach höher ist als das Gewicht des Gegengewichts 24. Dies ist in 2b gezeigt. Die zweite Seite der Zähne des ersten Verzahnungselements kann der ersten Seite der Zähne des Verzahnungselements gegenüberliegen. Als Verzahnungselement wird beispielsweise ein Zahnrad, ein Zahnkranz oder eine Zahnstange angesehen.
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Abhängig davon, welche Beladung der Fahrkorb beim Anfahren des Fahrkorbs aufweist, befindet sich der Fahrkorb in 2a oder in 2b in der ersten Position. Die zweite Position kann der Fahrkorb einnehmen, wenn er sich innerhalb des Spiels bewegt, d.h. zumindest einen Teil des Spiels oder sogar das komplette Spiel überwunden hat. Der Schwellenwert, bei dem die zweite Position erreicht ist, sollte hier ausreichend bemessen werden, um die Wahrscheinlichkeit einer Fehlmessung zu verringern, beispielsweise wenn sich Personen in dem Fahrkorb bewegen und sich der Fahrkorb aus diesem Grund innerhalb des Spiels bewegt. So kann der Schwellenwert z.B. bei der Überwindung von 50%, 50%, 75% oder 95% des Spiels liegen.
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3 zeigt in einer Seitenansicht verschiedene Zustände einer Aufzugsanlage 100, auf die die Erfindung ebenfalls anwendbar ist. Die Aufzugsanlage 100 weist einen seillosen Antrieb, insbesondere einen linear wirkenden Antrieb, beispielsweise einen Linearantrieb auf, der einen Fahrkorb 110 entlang einer Fahrschiene 102 in Fahrtrichtung F verfahren kann. Die Fahrschiene 102 ist mit einer Schachtwand eines Schachts 120 verbunden.
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Seillose Aufzugsanlagen weisen die Abwesenheit eines Gegengewichts auf. Kennzeichnend für diese Aufzugsanlagen ist ein linear wirkender Antrieb, beispielsweise ein Linearantrieb. Dieser ermöglicht es, eine Vielzahl von Fahrkörben in einem gemeinsamen Schacht unabhängig voneinander verfahren zu lassen. Zur Umsetzung des Linearantriebs kann die Aufzugkabine mit Permanentmagneten ausgestattet sein, auf die ein Magnetfeld von im Aufzugschacht angebrachten Elektromagneten einwirkt. Werden die Elektromagnete beispielsweise mit einem Drehstrom gespeist, entsteht ein „wanderndes“ Magnetfeld, das den Fahrkorb bewegt. Alternativ kann auch der Fahrkorb mit den Elektromagneten und der Aufzugschacht mit den Permanentmagneten ausgestattet sein.
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Die Aufzugsanlage 100 weist eine Bremseinheit auf, die den Fahrkorb 110 abbremst. Dies kann z.B. durch eine geeignete Ansteuerung des Antriebs und/oder durch mechanische Bremsen erfolgen. Ferner weisen Fahrkorb 110 und Aufzugschacht 120 zusammenwirkende Elemente einer Feststellbremse 30 auf, die den Fahrkorb gegen unbeabsichtigtes Anfahren, insbesondere nach unten, sichert. Die Feststellbremse 30 kann am Aufzugschacht 120 einen beweglichen Vorsprung 30a aufweisen, der in einen entsprechend an dem Fahrkorb 110 greifenden Vorsprung 30b eingreift. Somit kann der Fahrkorb 110 gegen unbeabsichtigtes herabfallen gesichert werden, sogar wenn der Linearantrieb ausgeschaltet ist und keine weitere mechanische Bremse geschlossen ist. Insbesondere kann die Feststellbremse dort angeordnet werden, wo Aufzugstüren das Be- und Entladen des Fahrkorbs ermöglichen. Optional weist die Bremseinheit ergänzend einen weiteren beweglichen Vorsprung 30c auf. Der Vorsprung 30c kann den Fahrkorb 110 gegen unbeabsichtigtes Verfahren nach oben sichern.
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3a zeigt nun den Fahrkorb, der in Fahrtrichtung F auf einen Haltepunkt zufährt. Der bewegliche Vorsprung 30a ist bereits herausgefahren, kann jedoch optional auch erst im Stillstand des Fahrkorbs 110 ausgefahren werden. Liegt der Vorsprung 30b auf dem beweglichen Vorsprung 30a auf, kann der bewegliche optionale Vorsprung 30c herausfahren und den Vorsprung 30b, zumindest in beiden Bewegungsrichtungen, umschließen (siehe. 3b). Liegt der Vorsprung 30b auf dem beweglichen Vorsprung 30a auf, weist die Feststellbremse 30 ein Spiel 28 auf, dass sich zwischen Fahrkorb und dem Teil der Feststellbremse 30, der an der Schachtwand montiert ist, befindet. Genauer betrachtet befindet sich das Spiel in dem Ausführungsbeispiel aus 3b zwischen dem Vorsprung 30b und dem beweglichen optionalen Vorsprung 30c. Auch ohne den beweglichen optionalen Vorsprung 30c würde es ein (sehr großes) Spiel geben, da es keine Begrenzung für das Verfahren des Fahrkorbs nach oben durch die Feststellbremse gibt.
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3c zeigt den Zustand der Aufzugsanlage 100 beim Anfahren des Fahrkorbs. Hebt sich dieser von dem beweglichen Vorsprung 30a ab, liegt eine ausreichende Kraft des Linearantriebs auf den Fahrkorb vor, so dass der Linearantrieb das Haltemoment der Feststellbremse 30 übernehmen kann. Dann kann, wie in 3d gezeigt, der bewegliche Vorsprung 30a und optional der bewegliche optionale Vorsprung 30c eingefahren werden, um dem Fahrkorb eine Bewegung in eine beliebige mögliche Fahrtrichtung F zu ermöglichen.
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Der Vorsprung 30b kann äquivalent zu den Ausführungsbeispielen aus 2 auch als erstes Verzahnungselement, der Vorsprung 30a und sofern vorhanden der Vorsprung 30c als zweites Verzahnungselement angesehen werden.
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4 zeigt zumindest einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Aufzugsanlage 100, in der die Erfindung analog zu 3 verwendet wird. Die Aufzugsanlage 100 umfasst eine Mehrzahl an Fahrschienen 102, entlang welcher mehrere Fahrkörbe 110 z.B. anhand einer Rucksackaufhängung geführt werden können. Eine vertikale Fahrschiene 102V ist vertikal in einer ersten Richtung ausgerichtet und ermöglicht, dass der geführte Fahrkorb 110 zwischen unterschiedlichen Stockwerken verfahrbar ist. Es sind in dieser vertikalen Richtung mehrere vertikale Fahrschienen 102V in benachbarten Schächten 120 angeordnet. Die Fahrschienen können auch als Führungsschienen bezeichnet werden.
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Zwischen den beiden vertikalen Fahrschienen
102V ist eine horizontale Fahrschiene
102H angeordnet, entlang welcher der Fahrkorb
110 anhand einer Rucksackaufhängung geführt werden kann. Diese horizontale Fahrschiene
102H ist horizontal in einer zweiten Richtung ausgerichtet, und ermöglicht, dass der Fahrkorb
110 innerhalb eines Stockwerks verfahrbar ist. Ferner verbindet die horizontale Fahrschiene
102H die beiden vertikalen Fahrschienen
102V miteinander. Somit dient die zweite Fahrschiene
102H auch zum Überführen des Fahrkorbs
110 zwischen den beiden vertikalen Fahrschienen, um z.B. einen modernen Paternoster-Betrieb auszuführen. Es können in der Aufzugsanlage mehrerer nicht dargestellte solcher horizontalen Fahrschiene
102H vorgesehen sein, welche die beiden vertikalen Fahrschienen miteinander verbinden. Über eine Umsetzeinheit mit einer bewegbaren, insbesondere drehbaren Fahrschiene
103 ist der Fahrkorb
110 überführbar zwischen einer vertikalen Fahrschiene
102V und einer horizontalen Fahrschiene
102H. Sämtliche Fahrschienen
102,
103 sind zumindest mittelbar in einer Schachtwand
120 installiert. Solche Aufzugsanlagen sind dem Grunde nach in der
WO 2015/144781 A1 sowie in den
DE10 2016 211 997A1 und
DE 10 2015 218 025 A1 beschrieben.
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Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
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Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
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Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist. eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
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Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
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Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Aufzugsanlage
- 4
- Fahrkorb
- 6
- Tragmittel
- 8
- Antriebswelle
- 8'
- erstes Verzahnungselement (der Antriebswelle)
- 9
- Läufer
- 10
- Antriebseinheit
- 11
- Stator
- 12
- Trommel/Treibscheibe
- 13
- Schacht
- 14
- Verbindung/Steuersignal
- 14'
- Verbindung/Bremssignal
- 16
- Steuereinheit
- 18
- Bremseinheit
- 19
- Bremsscheibe
- 19'
- zweites Verzahnungselement (der Bremsscheibe)
- 20
- Positionssignal
- 22
- Positionsgeber
- 24
- Gegengewicht
- 28
- Spiel
- 30
- Feststellbremse
- 100
- Aufzugsanlage
- 102
- Fahrschiene
- 103
- drehbares Schienensegment (dritte Fahrschiene)
- 110
- Fahrkorb
- 120
- Schacht
- F
- Fahrtrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0755894 B1 [0003]
- WO 2015/144781 A1 [0042]
- DE 102016211997 A1 [0042]
- DE 102015218025 A1 [0042]