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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft ein Fahrgastbeförderungssystem und insbesondere
ein Fahrgastbeförderungssystem
vom Hubtyp (piston type), bei dem Aufzugkabinen derart bewegt werden,
dass sie zueinander außer
Phase sind und um Fahrgäste
kontinuierlich zwischen zwei Stockwerken zu bewegen.
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Typischerweise
werden Fahrgäste
zwischen den Stockwerken in Gebäuden
niedriger Höhe,
wie z.B. Einkaufszentren, etc., durch Rollsteige bewegt. Rollsteige
werden in den meisten Einkaufszentren weithin verwendet, obwohl
Einkaufszentren typischerweise einige wenige Aufzüge aufweisen.
Bekannte Aufzüge
befördern
Kabinen, basierend auf einer Fahrgastanfrage oder einer Anforderung
nach einer Kabine. Die Aufzüge
bewegen aufgrund von Wartezeit, Türöffnungszeit, Verweilzeit, etc.,
nicht so viele Fahrgäste
so schnell wie ein Rollsteig. Käufer
in einem Einkaufszentrum scheinen die Rollsteige deshalb zu bevorzugen,
weil sie sich schneller zwischen den Stockwerken bewegen und die
Bewegung ohne Wartezeit kontinuierlich ist. Außerdem können Käufer die offene Art der Rollsteige
mögen,
da sie in dem Einkaufszentrum herumschauen können.
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Statistiken
zeigen, dass ein durchschnittlicher Rollsteig eine viel höhere Anzahl
von Fahrgästen
bewegt als die Aufzüge
an diesen Stellen. Rollsteige haben jedoch Nachteile. Zum Beispiel
befördern
Rollsteige Kinderwagen, Rollstühle,
etc., nicht so gut, wie das Aufzüge
tun.
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US 2 771 160 offenbart eine
Aufzugsignaleinrichtung zum Verteilen von Aufzugservice während Zeiten
hoher Nachfrage.
US 1 943 119 offenbart einen
Aufzug vom Paternostertyp, bei dem sich zu einem gegebenen Zeitpunkt
entweder alle Kabinen bewegen oder alle Kabinen programmierte Stopps
ausführen.
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Es
ist somit das Ziel dieser Erfindung, ein aufzugartiges System vorzuschlagen,
das einen kontinuierlichen Fluss von Fahrgästen aufweist wie ein Rollsteig.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In
offenbarten Ausführungsformen
dieser Erfindung werden mindestens drei Aufzugkabinen derart betrieben,
dass sie zueinander für
eine Bewegung zwischen zwei Stockwerken außer Phase gehalten werden.
Für die
Zwecke dieser Anmeldung kann der Begriff "außer
Phase", wie er für die Position
der Kabinen verwendet wird, zunächst
durch Definieren eines Bewegungszyklus verstanden werden. Im normalen
Betrieb bewegt eine Steuerung eine Mehrzahl von Kabinen durch einen
gewünschten
Bewegungszyklus. Der Bewegungszyklus könnte als beginnend beschrieben
werden, wenn eine Kabine anfänglich ein
Stockwerk erreicht, sich dann weg zu einem anderen Stockwerk bewegt
und schließlich
zu dem ersten Stockwerk zurückkehrt.
Für die
Zwecke dieser Erfindung werden die mehreren Kabinen derart geführt, dass
sie zu verschiedenen Zeitpunkten an verschiedenen Punkten in diesem
Zyklus relativ zueinander sind. In diesem Sinne sind sie "außer Phase". Der Bewegungszyklus
kann als 360° beschrieben
werden, und somit werden drei Kabinen 120° außer Phase gehalten, vier Kabinen
werden 90° außer Phase gehalten,
etc. In einem Hauptaspekt dieser Erfindung bewegt ein Steuerungssystem
eine Mehrzahl von Aufzugkabinen basierend auf einer sich zyklisch ändernden,
erwünschten
Position. Typischerweise werden Kabinen bewegt, um auf eine Fahrgastanfrage oder
eine Anforderung zu reagieren. Die vorliegende Erfindung offenbart
ein System, dessen Steuerungsbewegung lediglich auf dem Bewegen
der Kabinen zu einer erwünschten
Position derart basiert, dass eine Kabine, wenn das System unter
Normalbedingungen arbeitet, zu allen Zeitpunkten an jedem Stockwerk
ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind vier Kabinen in zwei Paare gruppiert, wobei jede der zwei in
einem Paar 180° außer Phase
zueinander gehalten sind, und um 90° von dem anderen Paar versetzt
sind. Eine Steuerung versucht, immer eine Kabine an jedem der zwei
Stockwerke offen zu halten. Eine andere Kabine bewegt sich immer
zu jedem Stockwerk. Für
die Zwecke dieser Anmeldung umfasst die Beschreibung "sich zu dem anderen
Stockwerk bewegend" die
Türöffnungszeit,
etc. nach Ankunft an dem Stockwerk.
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Bei
dem tatsächlichen
physikalischen System gemäß dieser
Erfindung kann es sein, dass eine Kabine tatsächlich an dem Stockwerk, das
sie anstrebt, ankommt, bevor die Kabine an diesem Stockwerk abfährt. Somit
ist die Erfindung für
die Zwecke dieser Anmeldung derart offenbart, dass sie eine Kabine
sich üblicherweise
zu einem der Stockwerke bewegend und eine Kabine üblicherweise
an jedem der Stockwerke wartend aufweist. Ferner soll verstanden werden,
dass die oben beschriebene Steuerung unter Normalbedingungen ist.
Es kann andere Bedingungen geben, wie z.B. einen Schlafmodus oder
einen Modus, der in speziellen Zeiträumen eingegangen wird, bei
denen diese grundlegende Steuerung nicht betrieben wird. Lediglich
als ein Beispiel kann es in einem System in einem Einkaufszentrum
auftreten, dass die Kabinen alle generell zu dem ersten Stockwerk
bewegt werden, wenn das Einkaufszentrum öffnet. Unter Normalbedingungen
ist jedoch die oben diskutierte Steuerung aktiv.
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Ferner
können
weniger als vier Kabinen verwendet werden. Das System kann mit jeder
Anzahl von Kabinen größer als
zwei arbeiten. Ferner können mehr
als zwei Paare verwendet werden. Obwohl mehrere verschiedene Anzahlen
von Kabinen offenbart sind, soll verstanden werden, dass die Hauptmerkmale
dieser Erfindung mit jeder Anzahl von Kabinen größer als zwei erreicht werden
können.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung sind die zwei Kabinen in dem Paar von einer einzelnen
Maschine durch ein Seil oder ein Kabel angetrieben. Bevorzugte Verfahren
zum Bewegen der Kabinenpaare sind auch offenbart.
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Diese
und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung können am besten aus der nachfolgenden
Beschreibung und den Zeichnungen verstanden werden, von denen nachfolgend
eine kurze Beschreibung gegeben ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine höchst
schematische Ansicht, die die Bewegung von vier Kabinen gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2A ist
eine Ansicht, die die Position der vier Kabinen und ihrer Antriebsmaschinerie
zeigt.
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2B ist
eine Frontansicht der Struktur aus 2A.
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2C zeigt
eine andere Ausführungsform.
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2D zeigt
eine andere Ausführungsform.
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2E zeigt
eine andere Ausführungsform.
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3 ist
ein Zeitdiagramm zum Steuern der Bewegung der vier Kabinen.
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4A zeigt
eine erste Anordnung zum Betreiben von zwei Kabinen in einem Paar.
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4B zeigt
eine zweite Anordnung.
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4C zeigt
eine dritte Anordnung.
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4D zeigt
eine vierte Anordnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Ein
System 20 ist in 1 veranschaulicht mit
einer Kabine 22 und einer Kabine 24, die Fahrgäste an jeweiligen
Stockwerken 28 und 26 erwarten. Eine weitere Kabine 30 bewegt
sich zu dem Stockwerk 28, und eine Kabine 32 bewegt
sich zu dem Stockwerk 24. Idealerweise ist immer eine Kabine
für Fahrgäste an jedem
der Stockwerke offen. Es gibt somit keine Wartezeit bei dem System 20.
Dies eliminiert einen hauptsächlichen
unerwünschten
Aspekt von Aufzügen
für die
meisten Verbraucher.
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Eine
Maschine 34 treibt eine Seilscheibe 36, um ein
Kabel oder ein Drahtseil 40 um Seilscheiben 38 zu
bewegen. Das Kabel 40 bewegt die Kabinen 22 und 24,
so dass sie direkt außer
Phase zueinander in der Bewegung zwischen den Stockwerken 26 und 28 sind.
Eine ähnliche
Maschine 42 treibt eine Seilscheibe 43, um ein
Kabel 44 zu bewegen und um eine andere Seilscheibe 46 herum,
um Bewegung zwischen den Kabinen 30 und 32 zu
verbinden. Wiederum sind die Kabinen 30 und 32 180° außer Phase
zueinander gehalten. Die Antriebsseilscheiben 36 und 43 sind schematisch
gezeigt. Eine geeignete Seilscheibenanordnung, die in der Lage ist,
ausreichend Kraft auf das Kabel 44 zu übertragen, um die Kabinen zu
bewegen, ist erforderlich. Ein mit dieser Technik vertrauter Fachmann
ist in der Lage, eine solche Seilscheibenanordnung zu entwerfen.
Eine schematisch gezeigte Steuerung 35 steuert die Kabinenbewegung,
wie unten beschrieben.
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Wie
in 2A gezeigt, ist die Kabine 22 an dem
Stockwerk 28, und die Kabine 24 ist an dem Stockwerk 26.
Kabine 20 kann sich hin zu dem Stockwerk 28, und
Kabine 32 kann sich hin zu dem Stockwerk 26 bewegen.
Wie zu sehen, sind die Maschinen benachbart zu einer der zwei Kabinen
angebracht. Wie ferner den 1 und 2A entnommen
werden kann, sind die paarweisen Kabinen einander nicht direkt benachbart,
sondern sind stattdessen mit Kabinen des anderen Paars zwischenbeabstandet. Auf
diese Weise ist ein Fahrgast, der sich der Kabine 22 gerade
dann nähert,
wenn sich ihre Türen
schließen,
in der Lage, die nächste
Kabine 30 zu betreten, die ihre Türen gleich offen haben sollte.
In ähnlicher Weise
schließen
sich die Kabinentüren
der Kabine 24 kurz bevor sich die Türen an der Kabine 32 öffnen. Dies
verbessert wiederum den kontinuierlichen Fluss von Fahrgästen.
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Wie
auch in 2A gezeigt, hat jede Kabine Wände 54,
ein äußeres Gehäuse 50 umgibt
das gesamte System, und es gibt Kabinentüren 52. Es ist bevorzugt,
dass die Struktur 50, 52 und 54 komplett aus
Glas oder durchsichtigem Plastik ausgebildet ist. Es kann sein,
dass Bereiche der strukturellen Komponenten aus undurchsichtigen
Metallen ausgebildet sein müssen.
Es ist jedoch wünschenswert,
dass so viel wie möglich
der Struktur aus transparenten Materialien ausgebildet ist. Es wird
angenommen, dass Fahrgäste
in einem Einkaufszentrum es mögen, während der
Bewegung in dem Einkaufszentrum herum zu schauen, und die undurchsichtige
Struktur schafft diesen Vorteil.
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2B ist
eine Ansicht, die der 2A ähnlich ist, jedoch eine Frontansicht
der Position der Kabinen 22 und 24 an den Stockwerken
zeigt. Außerdem
bewegen sich die Kabinen 30 und 32, wie zu sehen,
zu ihren jeweiligen Stockwerken. Die Maschinen 34 und 42 können als
zwischen den zwei Kabinen in einem Paar positioniert gesehen werden.
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2C zeigt
eine andere Ausführungsform, um
die gewünschte
Position des Aufzugs, wie in den 2A oder 2B gezeigt,
zu erreichen. In 2C sind Aufzüge 60, 62, 64 und 66 jeweils
durch eine separate Maschine 68, schematisch gezeigt, angetrieben,
um sich zwischen den Stockwerken 26 und 28 in
demselben Muster wie die vorhergehenden Ausführungsformen zu bewegen. Die
Maschinen 68 sind schematisch gezeigt, und typischerweise
ist, wie bekannt, auch ein Gegengewicht erforderlich.
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2D zeigt
ein System 200, bei dem ein Stockwerk 202 eine
Kabine 204 und ein anderes Stockwerk 208 eine
Kabine 210 hat, die warten. Eine weitere Kabine 206 bewegt
sich zwischen den zwei Stockwerken. Bei diesem System haben die
drei Kabinen eine einzelne Steuerung, schematisch als 212 gezeigt,
die die Kabinen 120° außer Phase
hält. Die Kabinen
haben jede eine separate Maschine und ein separates Gegengewicht.
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Die
Ausführungsform
der 2A und 2B hat
Vorteile gegenüber
den Ausführungsformen
der 2C und 2D dahingehend,
dass sie kleiner und kostengünstiger
sein können.
Die Ausführungsform
der 2A und 2B erfordert
keine Gegengewichte oder so viele Maschinen wie die Ausführungsformen
der 2C und 2D. Andererseits
können
die Ausführungsformen
der 2C und 2D für bestimmte
Anwendungen bevorzugt sein. Die Ausführungsformen der 2C und 2D sind in
der Lage, sich leichter von der bevorzugten zyklischen Bewegung
der Kabinen weg zu bewegen, was manchmal wünschenswert sein kann. Als
Beispiel kann es bei manchen Anwendungen wünschenswert sein, zu einem
bestimmten Zeitraum mehrere Kabinen an einem der Stockwerke zu haben.
Wenn ein Einkaufszentrum erstmals öffnet, kann es wünschenswert
sein, mehr der Aufzüge
nahe dem Erdgeschoss zu haben. Bei einem System, wie es in 2C oder 2D gezeigt
ist, gibt es eine bessere Kontrolle über die Fähigkeit, die Kabinen zu einem gegebenen
Zeitpunkt an einer speziellen, erwünschten Position zu positionieren.
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3 ist
ein Zeitdiagramm für
die Kabinen 22, 24, 30 und 32.
Dasselbe Diagramm wäre
auf das System aus 2C anwendbar. Wie zu erkennen, warten im
ersten Zeitintervall die Kabinen 22 und 24, wie
veranschaulicht, an den Stockwerken, wohingegen sich die Kabinen 30 und 32 hin
zu diesen Stockwerken bewegen. Die Kabinen 30 und 32 sind
in einem zweiten Zeitintervall an jeweiligen Stockwerken, wobei
sich die Kabinen 22 und 24 zu dem entgegengesetzten
Stockwerk bewegen. Der Zyklus fährt
mit der Bewegung zwischen den zwei Stockwerken für jede der vier Kabinen fort.
Für die
Zwecke dieses Zeitdiagramms wurde die Gesamtarbeitsweise ein wenig
vereinfacht. Es kann sein, dass die Zeit, die tatsächlich an
einem Stockwerk verbracht wird, länger ist, um der Kabinenöffnungs-
und der Kabinentürschließzeit relativ
zur Bewegungszeit Rechnung zu tragen. Für die Zwecke, die Kabine in
Phase zu halten, wie in 3 gezeigt, werden die Türöffnungs- und
Türschließzeiten
jedoch als Teil der Bewegungsrampen angesehen.
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2E zeigt
eine Ausführungsform 300,
bei der es drei Paare gibt, die jedes Kabinen 302 und 304, 306 und 312,
und 310 und 308 haben, die zueinander etwa 60° außer Phase
gehalten werden. Die Steuerung ist generell so, wie oben beschrieben;
wie dies mit dieser Technik vertrauten Fachleuten ersichtlich ist,
kann jedoch die Zeit zwischen einem anfänglichen Erreichen eines Stockwerks
durch eine Kabine und dann einem Verlassen eines Stockwerks bei
dieser Ausführungsform
reduziert sein.
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Der
Fahrgastfluss durch dieses System kann vorzugsweise so sein, wie
in WO 01/87757 mit dem Titel "Improved
Passenger Flow for Piston-Type Passenger Conveying Systems" offenbart, und die
Steuerung der Zeitgebung aus 3 zum Anpassen
von realen Problemen ist vorzugsweise so, wie in WO 01/87754, betitelt "Dispatching Algorithm
for Piston-Type Passenger Conveying Systems", offenbart.
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4A bis 4E zeigen Anordnungen zum Halten und Gegengewicht-Ausgleichen
der zwei Kabinen in einem Paar.
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Wie
in 4A gezeigt, hat die erste Ausführungsform 70 eine
Eins-zu-eins-Verseilung
und ist unterschlungen. Das heißt,
eine Maschine 72 ist so positioniert, um ein Kabel 74 anzutreiben
und eine Kabine 76 über
eine Verbindung 78 nahe dem Boden der Kabine zu bewegen.
Das Kabel 74 ist ferner mit dem Boden 82 einer
Kabine 80 verbunden, um die Kabine 80 zu bewegen.
Selbstver ständlich
können Seilscheiben
und andere geeignete Befestigungsstrukturen in dieser Ausführungsform
aufgenommen werden. 4B zeigt eine Ausführungsform 90,
bei der das Kabel 92 eine Kabine 96 durch eine überschlungene
Verbindung antreibt, wie schematisch bei 96 gezeigt. Das
Kabel 92 ist ferner an 98 an einem Rahmen befestigt,
so dass die Verseilung 2-1 ist. Das Kabel 92 ist nach dem
Durchlaufen durch die überschlungene
Verbindung 96 an einer Kabine 102 mit einem Rahmen
an einem zweiten Punkt 98 verbunden.
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Eine
weitere Ausführungsform 110 ist
in 4C gezeigt mit einer Maschine 112, die
das Kabel 114 antreibt, um Kabinen 118 durch eine überschlungene
Verbindung 120 zu bewegen, und ist an dem Gebäuderahmen
bei 122 befestigt. Bei dieser Ausführungsform sind Umlenkseilscheiben 116 vertikal
oberhalb der Maschine 112 positioniert.
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4D zeigt
eine Ausführungsform 130 mit einem
Kabel 132, das mit dem Gebäuderahmen 134 verbunden
ist. Kabinen 136 sind über
eine unterschlungene Verbindung 138 verbunden und durch eine
Maschine 140 angetrieben.
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Insbesondere
sind die Maschinen vorzugsweise zwischen den zwei Kabinen positioniert.
Dies sorgt für
ein System mit einem geringen Overhead ohne Bedarf an einem Maschinenraum.
Die Maschine kann vorzugsweise eine lange, dünne Maschine sein, d.h. mit
einem Durchmesser-zu-Länge-Verhältnis von
weniger als eins. Die Maschine kann auch scheibenförmig sein.
Dies minimiert den erforderlichen Raum zwischen den zwei Kabinen.
Als Seil kann die Maschine flache Gurte oder herkömmliche runde
Seile verwenden. Der Gurt kann metallisch, nichtmetallisch oder
aus einem Hybridmaterial sein. Es ist bevorzugt, die Federsteifigkeit
des Seils und des Anschlusses in den Kabinen-Paar-Ausführungsformen
relativ hoch zu halten. Insbesondere ist es bevorzugt, dass eine Änderung
bei der Belastung von leer zu voll eine Auslenkung einer Kabine
an dem Bodenstockwerk von weniger als 6 mm bewirkt. Dies eliminiert
den Bedarf an einer separaten Ausgleichseinrichtung. Außerdem verbraucht
ein einzelner Motor, der ein Paar von Kabinen antreibt, einen relativ
geringen Leistungsbetrag, wenn die Kabinen leer sind oder wenn die
Last in den zwei Kabinen annähernd gleich
ist. Die hohe Eingangsleistung ist nur erforderlich, wenn es eine
hohe nach oben gehende Last und eine niedrige nach unten gehende
Last gibt. Dies führt
zu erheblichen Energieeinsparungen. Die Verwendung einer einzelnen
Maschine, um ein Paar von Kabinen anzutreiben, reduziert die Menge
damit verbundener Ausstattung, wie z.B. Aufzugsteuerungen, elektrische
Antriebe, Maschinenbremsen, etc. Dies reduziert Kosten und steigert
die Zuverlässigkeit.
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Obwohl
ein spezieller Antriebsmechanismus offenbart wurde, können andere
Antriebsmechanismen über
Traktionsantriebe hinaus verwendet werden. Als ein Beispiel können Hydraulikantriebssysteme,
Trommelantriebssysteme, Linearmotorsysteme, Systeme selbst antreibender
Kabinen, etc. ersatzweise verwendet werden.
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Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform dieser
Erfindung offenbart wurde, erkennt ein mit dieser Technik vertrauter
Fachmann, dass bestimmte Modifikationen innerhalb des Umfangs dieser
Erfindung kommen. Aus diesem Grund sollten die nachfolgenden Ansprüche studiert
werden, um den wahren Umfang und Gehalt zu bestimmen.