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Indirekter hydralllisclier nntrieb mit Gegengewicht für
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Hubvorrichtungen, insbesonuere fiir Aufzüge Zur Zeit sind zwei zarten
von hydraulischen Antrieben im Aufzugsbau üblich: Der direkte hydraulische antrieb
und der indirekte hydraulische nntrieb.
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Beim direkten hydraulischen antrieb wird das Lastaufnahmemittel direkt
von Hydraulikkolben getragen. hierzu ist es erforderlich, den Zylinder unter dem
Aufzug in eine Erdbohrung einzubringen. Bei Hubhöhen bis ca. 4 m kann der Zylinder
auch neben dem Fahrkorb im Schacht eingebaut werden. Bei dieser Zylinderanordnung
können anstatt Druckzylinder auch Zugzylinder zum Einsatz kommen. nuch Teleskopzylinder
werden eingesetzt.
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Der inairekt wirkende hydraulische Antrieb wird im allgemeinen nur
dann verwendet, wem eine Erdbohrung nicht möglich, zu teuer oder die Hubhöhe für
einen direkten hydraulischen Antrieb zu groß ist. Das Lastaufnahmemittel wird hierbei
nicht direkt vom Kolben getragen, sondern die iiubkraft des Kolbens über übliche
rragmittel, unter Verwendung von Umlenkrollen, auf das Lastaufnahmemittel iibertragen.
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Das Ubersetzungsverhältnis wird iiblicherweise mit 2 : 1 gewahlt,
so daß der Kolben den halben Weg des Fahrkorbes zurücklegt. Dadurch ist es möglich,
auch bei großen Hubhöhen, den Zylinder ohne Erdbohrung ii Schucht,neben dem Fahrkorb,
einzubauen. Bei Verwendung nur einer Hubeinheit ist die außermittige Aufhängung
( Rucksack-Aufhängung ) des Fahrkorbes ein großer Nachteil, weil die Reibungskräfte
an den Fahrkorbführungen sehr groß werden und die Fahreigenschaften beeinträchtigen
können.
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Die allgeiein anerkannten Vorteile des hydraulischen Antriebes sind:
Bei großen Nutzlasten sind die Anschaffungskosten wesentlich geringer als bei bekannten
Treibscheibenantrieb.
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Auch ohne den beim Treibscheibenantrieb üblichen Dachausbau für den
Triebwerks raum kann die oberste Etage eines Gebäudes angefahren werden.
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Der Standort des Triebwerkes ist nicht an den Standort des Aufzuges
gebunden.
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Als besondere Nachteile der z.Zt. im lRufzugsbau verwendeten hydralllischen
Antriebssysteme müssen genannt werden: Die kostspielige Erdbohrung beim direkten
hydraulischen Antrieb.
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Die Zylinder und Triebwerke müssen für die Gesamtbelastung, Nutzlast
plus Gewicht des Lastaufnahmemittels, ausgelegt sein weil keinerlei Gegengewichtsausgleich
vorhanden ist. Der Energiebedarf ist durch (len fehlenden Gegengewicijtsausgleich
etwa doppelt so hoch als bei einem antrieb mit Gegengewichtsausgleich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorteile des hydraulischen antriebes
für einen Aufzug, ohne die bisherigen Nachteile, nutzbar zu machen. Erfindungsgemäß
wird ein indirekter hydraulischer Antrieb mit Gegengewicht, insbesondere für einen
Aufzug, vorgesclilagen, bei dem die wirksame Gewichtskraft des Gegengewichtes mindestens
einen wesentlichen Teil der Gewichtskraft des Fahrkorbes, vorzugsweise aber die
Gewichtskraft des Fahrkorbes zuzüglich der halben Nutzlast ausgleicht.
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Durch den bevorzugten Gegengewichtsausgleich wird erreicht, daß die
antriebsleistung nur fr die halbe Nutzlast, und nicht wie bisher erforderlich, für
die gesamte Nutzlast zuzüglich Fahrkorbgewicht ausgelegt werden muß.
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Von besonderem Vorteil ist es, das Gegengewicht im Verhältnis 2 :
1 aufzuhängen, so daß es nur den halben Weg des Fahrkorbes zurücklegt und von Zylindern
bewegt wird deren Länge es ermöglicht, sie ohne Erdbohrung neben dem Fahrkorb im
Schacht anzuordnen. Es hat sich gezeigt, daß der beim bevorzugten Gegengewichtsausgleich
neuerungs gemäße Einsatz von doppelt wirkenden Zylindern oder entgegengesetzt wirkenden
Zugzylindern
zum Antrieb des Gegengewichtes auch in bezug auf die
hydraulische Steuerung besondere Vorteile bringt, weil die bisher üblichen Abfahrventile
nicht mehr benötigt werden, da die Geschwindigkeit in beiden Richtungen von der
Pumpenfördermenge bestimmt wird. L;as wird erfindungsgemäß durch vorgespannte, vom
Pumpendruck gesteuerte ltegelschieber erreicht, welche den Rücklauf a15dem sich
entleerenden Zylinderraum so weit drosseln, daß der am Uegelschieber eingestellte
Vorspanndruck auf der vom Pumpenstrom beaufschlagten Sei#e erhalten bleibt. Bei
erfindugsgemäßer Anordnung von entgegengesetzt wirkenden Zylindern kaiin mit einfachen
Mitteln ein weiterer energiesparender Vorteil erzielt werden, insofern als der Fahrkorb
bei entsprechenden Lastverhältnissen durch den gesteuerten Austausch der Flüssigkeitsvolumina
auf- und Abbewegungen ausführen kann, ohne daß der Pumpenmotor eingeschaltet wird.
Außerdem sind Zugzylinder bei größeren Hubhöhen den Druckzylindern vorzuziehen,
weil bei der Dimensionierung der Kolbenstangen nur die Zugkraft nicht aber die Knickung
berücksichtigt werden muß Dies erlaubt es, unabhängig von der Hubhöhe mit verhältnismäßig
hohen Drücken aber kleinen Flüssigkeitsmengen zu fahren was wieder günstig fir die
Geräuschentwicklung ist.
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Auch der indirekte hydraulische antrieb mit Gegengewichtsausgleicht
bei dem nur ein wesentlicher Teil des Fahrkorbgewichtes ausgeglichen wird ergibt
einen wesentlich kleineren Energieverbrauch als die bisher üblichen hydraulischen
Antriebe, weil das Fahrkorbgewicht so weit ausgeglichen wird, daß bei leerem Fahrkorb
nur der zur Steuerung der hydraulischen Vorgänge eiforterliche Mindestdruck im Drucksystem
erhalten bleibt.
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Neuerungsgemäß wird hier für den Antrieb des Gegengewichtes ein Zugzylinder
vorgeschlagen. Als hydraulische Steuerung kann die übliche Aufzugshydrauliksteuerung
eingesetzt werden.
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Die beiliegenden Zeichnungen zeigen: In Figur 1 Einen indirekten hydraulischen
Antrieb mit Gegengewichts bei dem das Gegengewicht 1:1 aufgeh.ngt von einem doppelt
wirkenden Zylinder angetriehen und so schwer ist, daß es die Gewichtskraft des Fahrkorbes
und der halben Nutzlast ausgleicht; mit der dazugehörenden hydraulischen Steuerung.
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In Figur 2 Einen indirekten hydraulischen Antrieb mit Gegengewicht,
bei dem das Gegengewicht 2:1 aufgehangt von entgegengesetzt wirkenden Zugzylindern
angetrieben und so schwer ist, daß es die Gewichtskraft des Fahrkorbes und der halben
Nutzlast ausgleicht; mit der dazugehörenden hydraulischen Steuerung.
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In Figur 3 Einen indirekten hydraulischen Antrieb mit Gegengewicht,
wie in Figur 2, jedoch mit einer dahingehend geanderten lydraulischen Steuerung,
welche es ermöglicllt, daß der Fahrkorb bei entsprechenden Lastverhältnissen Auf-
und Abbewegungen ausführen kann ohne das der Pumpenmotor eingeschaltet wird.
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In Figur 4 Einen indirekten hydraulischen antrieb mit Gegengewicht,
bei dem das Gegengewicht 1:1 aufgehängt ist einen wesentlichen Teil des Fahrkorbgewichtes
ausgleicht und von einem Zugzylinker angetrieben wird.
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In den Zeichnungen bedeuten gleiche Bezugs zeichen gleiche Einzelheiten.
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Beschreibung zu Figur 1 Die an einem Festpunkt 1 befestigen Tragmittel
2 werden über eine lose Rolle 3, welche mit dem Gegengewich 4 verbunden ist, und
über Umlenkrollen 5 an den Fahrkorb 6 angelenkt und befestigt.
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wird dUS üegengewicht 4 bewegt, bewegt sich der Fahrkorb 6 den zweifachen
Weg in die Gegenrichtung.
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Die Kolbenstange 7 überträgt die Kraft vom Kolben 8 auf das Gegengewicht
4. Der Zylinder 9 hat zwei Anschlüsse 10 u. io'; die Druckflüssigkeit hird 90 gesteuert,
daß der Kolben b ziehend oder drückend wirkt.
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Die Ringflache 11 verhält sich zur Kolbenfläche 12 wie 1:2, bei ausfahrender
Kolbenstange 7 wird die sich im Ringraum 13 befindliche Druckflüssigkeit zusätzlich
zum Pumpenstrom in den Zylinderraum 14 gedrückt.
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Die Ein- und Ansfahrgeschwindikeit ist gleich gleich (Differentialschaltung).
Die wirksame Kolbenfläche ist die Fläche der Kolbenstange 7.
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Die Funktionsweise der vorgeschlagenen Steuerung ist folgende: Erhalt
der Aufzug ein Fahrkommando, schaltet das Steuergerat 15 antsprechend der gewünschten
Fahrtrichtung. Gleichzeitig mit dem nicht gezeichneten Pumpenmotor, erhält der Magnet
des Vorsteuerventiles 43 für das Schleichfahrtventil 18 Spannung. Die Pumpe 16 läuft
an, das Anfahrventil 17 (Umlaufventil ) schließt langsam.
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Der, durch das Schließen des Anfahrventiles 17, ansteigende Pumpendruck
öffnet die in den üruckleitungen 19 und 19'eingebauten Rückschlagventile 20 und
20'über die Steuerleitung 21 und beaufschlagt über die Steuerleitungen 22 und 22
die Regelkolben 23 und 23'der Regelschieber 24 und 24', welche den Rücklauf der
Druckflüssigkeit aus dem sich entleerenden Zylinderraum 13 oder 14 erst dann ermöglichen,
wenn der Pumpendruck an den Regelkolben 23 bzw. 23'die Vorspannkraft der Federn
25 bzw. 25'überwindet, weil die flückschlagventile
26 bzw. 26' den
ungesteuerten Rucklauf verhindern.
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Unabhangig von den verschiedensten Lastverhaltnissen wird die Hub-
und Senkgeschwindigkeit von der Pumpenfördermenge bestimmt.
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Hat der Kolben 8 das Bestreben der Pumpenfördermenge vorzueilen, drosseln
die Regelkolben 23 bzw. 23'der Regelschieber 24 bzw. 24' den Rücklauf aus dem sich
entleerenden Zylinderaum 13 bzw. 14'so weit, daß der an den Federn 25 bzw. 25' eingesteilte
Vorspanndruck auf der Pumpenseite erhalten bleibt.
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Hat das Anfahrventil 17 ganz geschlossen, fahrt der Aufzug mit seiner
Nenngeschwindigkeit. Kurz vor Erreichen der angesteuerten Haltestelle wird der Magnet
43 des Schleichfahrtventiles 18 abgeschaltet, Das Scheichfahrtventil 18 öffnet langsam
und läßt immer mehr Druckflüssigkeit vom Pumpenstrom in den Behälter fließen. Der
Aufzug verlangsamt seine Fahrt bis zu der am Schleichfahrtventil 18 eingestellten
Schleichfahrtgeschwindigkeit. Hat er die angesteuerte Haltestelle erreicht, werden
die Pumpe 16 und dts Steuergerat i5 abgeschaltet. Das Steuergerät 15 geht in die
O-Stellung, die Rückschlagventile 20, 20', 26 und 26' schließen, Der Kolben 8 bleibt
mit dem an den Federn 25 bzw. 25 eingestellen Vorspanndruck im Zylinder 9 eingespannt.
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Mit 27 ist das vorgeschriebene Überdruckventil, mit 28 die Druckleitung
von der Pumpe 16 zum Steuergerät 15 umd mit 29 die Rücklaufleitung vom Steuergerat
15 bezeichnet.
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Beschreibung zu Figur 2 Die Aufhängung des Fahrkorbes 6 und des Gegengewichtes
4 erfolgt in gleicher Weise wie in Figur 1 aufgezeigt. Das Gegengewicht 4 wird von
den,in den Zylindern 33 und 33 entgegengesetzt wirkenden Kolben 30 bzw. 30', deren
Kräft über die Kolbenstange 31 bzw. 31'auf das Gegengewicht 4 übertragen wird, angetrieben.
Die Zylinder 33 und 33' sind über Druckleitungen 32 und 32'mit dem Steuergerät 34
verbunden.
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Die Funktionsweise der hydraulischen Steuerung ist folgende:
Erhalt
der Aufzug ein Fahrkommando, schaltet das Steuergerat 34 entsprechend der gewünschter
Fahrtrichtung. Die lumpe 1£ läuft an, das Anfahrventil 17 ( Umlaufventil ) schließt
langsam, der Druck in der Pumpenleitung 35 steigt.
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1er Legelkolben 40 im Regelschieber 41 wird über die Steuerleitung
39 vom Pumpendruck beaufschlagt und gibt den Rückl(.Uf curch die Rücklaufleitung
36 aus dem nicht mit «er Pumpe 16 verbundenen Zylinder 33 oder 33 frei, wenn der
Pumpendruck den an der Feder 42 des Regelschiebers 41 eingestellten Vorspanndruck
erreicht.
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Wird der Pumpendruck höher als der Druck im vom Steuergerät 34 angesteuerten
Zylinder 33 bzw. 33' öffnet das Rückschlagventil 38, der Kolben 30 oder 30' wird
vom Pimpendruck beaufschlagt und treibt über die Kolbenstange 31 oder 31' das Gegengewicht
4 an. Sind die Lastverhältnise am Gegengewicht so, daß der Kolben 30 oder 30' des
mit der Pumpe 16 verbundenen Zylinder 33 oder 33' das Bestreben hat, dem von der
Pumpe 16 geförderten Flüssigkeitsvolumen vorzueilen, drosselt der Ragelkolben 40
des Regelschiebers 41 den Rücklauf aus dem nicht mit oer Fumpe 16 verbundenen Zylinder
33 oder 33' so weit, daß der an der Feder 42 eingestellte Vorspanndruck auf der
Pumpenseite erhalten bleibt.
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Eat cas Anfahrventil 17 seine Schießstellung erreicht, fließt Lie
gesamte Fördermenge der IIumpe 16 zum angesteuerten Zylinder 33 oder 33' führt der
Aufzug mit seiner Nenngeschwindihkeit.
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kurz vor Erreichen der angesteuerten haltestelle wird der gleichzeitig
mit der Pumpe 16 eingeschaltete Magnet des Vorsteuerventiles 43 fbr das Schleichfahrtventil
18 abgeschaltet.
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Das Schleichfahrtventil 18 öffnet langsam, der aufzug verlangsamt
seine Fahrt bis zu der am Schleichfahrtventil 18 eingestellten Schleichfahrtgeschwindigkeit.
Hat der Aufzug die haltestelle erreicht, wird die Pumpe 16 abgeschaltet, das Steuergerät
34 geht in 0-Stellung, das Gegengewicht 4 bleibt mit «em an der Feder 42 eingestellten
Vorspanndruck zwischen den Kolben 30 und 30' eingespannt. Das in die Rücklaufleitung
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eingebaute Ventil 44 verhindert das Leerlaufen der Rücklaufleitung 36 und des Regelschiebers
41.
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Mit 27 ist das Überdruckventil bezeichnet.
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Beschreibung zu Figur 3 Uie Aufhängung (ies Fahrkorbes 6 und des Gegengewichtes
4 und die Anordung der Zylinder 33 und 33' des Steuergerates 34, ner Pumpe 16 und
uer Ventile 38, 43, 18, 17 und 27 erfolgt in gleicher Weise wie in Figur 2 dargestellt.
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Die Funktion der hydraulischen Steuerung ist folgende: Erhalt der
Aufzug ein Fahrkommando schlatet das Steuergerät 34 entsprechend der gewünschten
Fahrtrichtung, der Magnet des Vorsteuerventiles 49 für das Rücklaufventil 48 bekommt
Spannung. Das Rücklaufventil 48 öffnet langsam.
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Ist der Druck im sich entleerenden Zylinder 33 oder 33' kleiner als
der an den Druckschaltern 51 bzw. 51' eingestellt, lauft gleichzeitig die Pumpe
16 an, der Magnet des Vorsteuerventiles 43 des Schleichfahrtventiles 18 bekommt
Spannung, das Anfahrventil 17 schliel3t langsam. Wird der Pumpendruck höher als
der angesteuerten Zylinder 33 oder 33' öffnet das Rückschlagventil 38, der Aufzug
beschleunigt langsum. Ist das @nfahrventil 17 geschlossen, fahrt der Aufzug mit
seiner Nenngeschwindigkeit.
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Kurz vor Erreichen der angesteuerten Haltestelle werden die Magnete
der Vorsteuertventile 43 und 49 abgeschaltet, das Rücklaufventil 48 schließt langsam,
das Schleichfahrtventil 18 öffnet langsam. Der Aufzug verlangsamt seine Fahrt. Das
Schleichfahrtventil 18 und die Drossel 47 werden so aufeinander abgestimmt, daß
im sich entleerenden Zylinder 33 oder 33' der gewünschte Vorspanndruck erhalten
bleibt. Ist die halte stelle erreicht wird die Pumpe 16 abgeschaltet, das Steuergerät
34 geht in O-Stellung, der Aufzug hiilt.
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Ist der Druck im sich entleerenden Zylinder 33 oder 33' jedoch größer
els der an den Druckschaltern 51 bzw. 51 eingestellte Druck, das Übergewicht des
Fahrkorbes 6 otter des Gegengewichtes 4 in die gewünschte Fahrtrichtung groß genug
um
den zur Steuerung der hydraulischen Funktionen erforderlichen Mindestdruck mit Sicherheit
zu halten, unterbricht der Wechsler in den Druckschaltern 51 bzw. 51' die Stromzufuhr
zur Pumpe 16 und schaltet das Steuergerät 50 ein, welches den Rücklauf aus dem sich
entleerenden den Zylinder 33 oder 33' mit dem Zulauf des sich füllenden Zylinder
33 oder 33' verbindet.
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Entsprechend der Öffnungsgeschwindigkeit des Rücklaufventiles 48 beschleunigt
der Aufzug seine Fahrt bis die am Mengenregler 46 entsprechend dem Pumpenförderstrom
eingestellte Durchflußmenge erreicht wird. Der Aufzug fährt mit Nenngeschwindigkeit.
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Kurz vor Erreichen der angesteuerten Haltestelle wird der Magnet des
Vorsteuerventiles 49 für das Rücklaufventil 48 abgeschaltet. Entsprechend der Schließgeschwindigkeit
des Rücklaufventiles 48 verlangsamt der Aufzug seine Fahrt. Hat das Rücklaufventil
48 gaschlossen, fährt der Aufzug mit der an dre Drossel 47 eingestellten Feinfahrt
in die Haltestelle ein.
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Ist die Haltestelle erreicht, gehen die Steuergeräte 34 und 50 in
O-Stellung. Der Aufzug hält.
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Beschreibung zu Figur 4 Die Aufhangung des Fahrkorbes 6 und des Gegengewichtes
4 erfolgt in gleicher eise wie in den Figuren 1-3. Das Gegengewicht 4 ist so schwer,
das bei leerem Fahrkorb 6 im Zugzylinder 52 tier zur Steuerung der hydraulischen
Funktionen im üblichen Aufzugs-Hydraulik-Steuerblock 55 erhalten bleibt und der
leere Fahrkorb tiurcii sein Übergewicht beim Abwärtsfahren seine Nenngeschwindigkeit
erreicht. Beim Aufwärtsfahren des Fahrkorbes 6 wird der Kolben 53 im Zugzylinder
52 mit dem von der Pumpe 16 erzeugten Druck beaufschlagt und das mit der Kolebnstange
54 verbundene Gegengewicht 4 nach unten gezogen.
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L e e r s e i t e