DE1431985A1

DE1431985A1 - Hebewerk

Info

Publication number: DE1431985A1
Application number: DE19661431985
Authority: DE
Inventors: Brown Cicero Columbus; Potts Ernest Lee
Original assignee: BROWN CICERO COLUMBUS
Current assignee: BROWN CICERO COLUMBUS
Priority date: 1966-01-24
Filing date: 1966-12-08
Publication date: 1971-01-28
Also published as: US3381939A; FR1508428A; BE692545A; GB1160678A

Description

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Dipl.-Ing. W. PAAP 8 MÖNCHEN 22,

Dipl.-Ing. H. MITSCHERUCH !ϋί^^1§ Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN

Dr. r.r. not. W. KÖRBER 5. Januar 1969 PATENTANWÄLTE /wa

Patentanmeldung P 14 '31 9β5.8
Gicero Golumbus Brown

Hebewerk

Die Erfindung bezieht sich auf Hebewerke bzw. Bohrwinden, und sie betrifft insbesondere transportable Hebewerke oder Bohrwinden rait einem hydraulischen Antrieb sowie hydraulische Haschinen, die zur Benutzung in Verbindung mit solchen Hebewerken oder üohrv/iiiden geeignet sind, w z.B. in einer Tiefbohrung variable Lasten zu bewegen.

Ein mechanisches Hebev/erlc bekannter Konstruktion mit einer leistung von z.B. 3oo PS hat ein Gewicht von etwa 13 5oo kg, d.h,*' das Verhältnis zwischen der Leistung und dem Gewicht beträgt 1 : 1oo. Ein solches Hebewerk umfasst normalerweise eine Kraftmaschine, eine Winde, Antriebsketten und Treibriemen, ein Zahnradgetriebe, eine Kupplung, einen Drehmomentwandler, Sieherheits- und Steuervorrichtungen, verschiedene Bremssysteme usw. Die Bedienungsperson eines solchen mechanischen Hebswerks ist ständig damit beschäftigt, Kupplungen zu lösen, verschiedene jSteuerknöpfe zu ziehen oder zu drücken, Kessgeräte abzulesen, den Zustand von Sicherungsvorrichtungen zu überwachen usw. Welche Anforderungen an die Bedienungsperson gestellt werden, wird noch deutlicher, wenn man sich vor Augen hält, dass sich die mit Hilfe eines solchen Hebewerks zu bev/egenden Lasten schnell ändern könnenj in einem Augenblick muss eine schwere Last mit niedriger Geschwindigkeit in eine Tiefbohrung abgesenkt werden, und dann die Last mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt werden? in

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einem anderen Augenblick muss eine sehr leicht-s Last nit, Geschwindigkeit und danach mit einer niedrigen (xQü ^.vinai.--keit in der tiefbohrung nach oben befördert v/erden, ßeniz ur.c mechanische Hebev/erk seine Aufgabe erfüllt, riusc die Bedienungsperson mit der Hand, den G-etricibeschaltiiebel besä'sig'-·:·'., um ein geeignetes Übersetzungsverhältnis zu wählen, und ;;α.-;ΐο:ι-zeitig müssen die verschiedenen Bremsen betätig; werden, um. die laufgeschwindigkeit aes die Last tragenden 3oils \;ajixer/.. ües Umschaltens des Getriebes zu regeln. .

Natürlich ist das Wählen der geeigneten Getrieceüborsotaung ebenso wie die Betätigung der verschiedenen 3r easer., aeitre.uc■-·:■: und aus3eraerii führt diese Betriebsweise su eir.or coimellen Aonutzung der arbeitenaen Teile. Wenn de.s Hebewerk an der Ariooi^. stelle gevrartet werden muse, können mehrere Arbeiso^rräfze nicht beschäftigt v.^rerden, bis des Hebewerk iiiG-j^areaetzt oder durch ein anderes Hebev/erk ersetz- v/orden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes usdowerk zu schaffen, bei dem die genannten liachteile vermieden sind und das ausserdem Vorteile gegenüber den Hebewerken bekannter Art aufweist. Das neue Hobewerk soll nänliola nicht nur gefahrlos und zuverlässig arbeiten und mi·; veriiältnismässig geringen Kosten herstellbar sein, sondern sich auch dann leicht steuern lassen, wenn die zugehörige Kraftmaschine in einigar Entfernung von der Tiefbohrung aufgestellt ist. Jis soll ferner ein günstiges Verhältnis zwischen der Antriebsleistung und aem Gewicht aufweisen und im Bedarfefall, d.h. \ysnn z.B. Hilfs- maschinen angetrieben werden sollen, von der Windentrommel leicht getrennt werden können.

Die Erfindung geht daher aus von einem Hebewerk mix einer Windentrommel, einer Kraftmaschine, einer mit variabler Drehzahl

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εrbeitendon hydraulischen Pumpe, einem oder zwei mit variabler Drehzahl arbeitenden hydraulischen Motoren zum Antreiben üor Windentrommel und einem hydraulischen Kreislauf zwischen dar Tumpe und dem bzw. den Motoren.

Die vorerwähnte Aufgabe wird bei dem beschriebenen iicbcv.'erlc Tiindungegemäos dadurch gelöst, dass in dem bzv.^r. ,iedcm Motor ein bewegliches Orgar vorgesehen i3t, das innerhalb eines vorbestimmten Verstellbereichs bestimmte Stellungen einnehmen kenn, dass ein Druckwandler an den hydraulischen Kreislauf o:i(Teschloosen ist zum Überwachen des Drucks_f yienn dieser in dem Kreislauf einen vorbestimmten Mindestwert ül hreitet, um eine Ausgangsmenge zu liefern, und dass Kupplungsmittel .civrecehen sind, die auf die Ausgangsmenge des Druckwandlers ansprechen und eine Verstellung des beweglichen Organs um einen betrag bewirken, der genügt» um die von dem >- der ,•jedem Motor abgegebene Leistung innerhalb ein-is vorbestimmter. Laständerungebereichs im wesentlichen konstant zu halten.

Vieitere Einzelheiten und Vorteile aer Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausfülirungsbeispiels anhand der Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines eriindungsgemässen Hebewerkaggregatε mit einem tran-spcrtablen Antriebsaggregat, einen Behälteraggregat und einem '.,ir-ienaggregat.

Pig. 2 zeigt schematisch den hydraulischen Hauptkreislauf für den Fall, dass dieser nicht von einem Flud durchströmt wird.

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;. 3 ähnelt /ig· 2, abgesehen davon, daß der Ilaupt-

krcislauf von einen ¥l\v\ durchströmt wird und die Motoren

alt ihrer saxinaien SrWSIahX "arbeiten·

Pig. 4- ühm? 's Fig· 3, abgesehen davon, dnß die Pump ο nit ihrer ncatieialen volunetriachen Förderleistung arbeitet, wShrend £.ie Uotoren mit einer niedrigeren Drohzahl arbeiten.

Fig. 5 teigt die Hüokeeit· des auf Gleitkufen angeordneten Windena^gregatβ·

Fig. 6 zeigt die Vorderseite dea UJ Fig. 7 iet ein· Stirnansicht des findenasgrogats.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht des auf Gleitkufen angeordneten BehSlteraggregats·

Fig. 9 eeigt eine Stirnseite des Behölteraccresats nach Fig. 8.

£ei dea erfindungsgemafien Hebewerk werden hydraulicche Motoren und Pumpen verwendet, die jeweils von ähnlicher Konstruktion sind j daher gilt die Beschreibung der Puape in gleicher Weise auch für die Motoren, so daß sich eine i'is^^holung er-* übrigen dürft«· Di· «eisten gegenwärtig gebräuchlichen hydraulischen Kotoren sind als Zahnradmotoren oder Drehkolbennotoren oder gewöhnlieh· Kolbenmotoren ausgebildet. Bei Motoren der Kolbenbauart treten die geringsten Inneren Leckverluste auf, so daS diese Motoren nit dem höchsten wirkunse^rad arbeiten. 31· nehmen wenig iiaum in Anspruch, und ihre umlaufenden Teile haben «in· geringe i'assentrüßheit. Aus diesen und anderen be-

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kannten Gründen wird bei de« erfinduncsgeaSßen Hebewerk die Verwendung von Motoren der Kolbenbpunrt bevorsuct. Hierbei handelt es eich ua Motoren der Axialkolbenbauart, wie sie im Handel erhältlich sind. Die genauen Abmessungen eines solchen Motors können aus dem erforderlichen Drehmoment und der benötigten Drehzahl ermittelt werden, d.h. sie richten sich nach der erforderliehen Antriebsleistung für die Windentronael. Bei der *ahl «ines geeigneten Axialkolbenmotora vergleicht aan ferner den aaxiaal lulaasigen Uotordruck ait dea tu erwartenden aaxiaalen Druck im hydraulischen Ilauptkreislauf·

In Fig. 2 bis 4 ist dieser hydraulische Hauptkrelslauf dargestellt! aan erkennt einen Dieselmotor 10, dessen «olle - / 12 durch eine Kupplungsvorrichtung 14 mit der Seile 16 einer ait variabler Förderleistung arbeitenden Axialkolbenpumpe 18 gekuppelt ist. Die Pumpe 18 umfaßt ein Gehäuse 20, in dem ein ait der Teile 16 drehfest verbundener Zylinderkörper 22 drehbar gelagert ist. Eine ungerade Zahl von Kolben 24 ist in dea Zylinderkörper 22 in Umfangsabständen verteilt. Eine Basisplatte 26 1st nah· dea Zylinderkörper 22 angeordnet und mit den Kolben 24 durch stangen 28 verbunden· Diese ^asisplatte ist durch «in Universalgelenk 27 allseitig beweglich mit der -•lie 16 verbunden, dird die -eile 16 gedreht, drehen sich der Zylinderkörper 22, die Kolben 24, die Basiplatte 26 und die Stangen 28 als Ganzes um die Achse der 4eile 16.

Die Basisplatte 26 1st in einer Rockenplatte 50 drehbar gelagert. Ein sentral angeordneter, an der Nockenplatte JO befestigter Lagerbock 32 ist gelenkig mit einer oteuerstange verbunden. Eine geradlinige Bewegung der uteuerstange 34 bewirkt,

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daß dl· Nockenplatt· 30 susamaen alt der Baeisplatte 26 2β£*η-über der Achse der »eile 16 un das Universalgelenk 2? geschwenkt χ\γΛ_τ Bui ■^aT.'^iifWan Schwenkbewegung dor üasisplatte 26 bewirken di· Stangen 23 eine Änderung dar Ilublnnge der Kolben

'.Venn während des Betriebs der Putipa 18 die Basisplatta 26 in einer sur Achse der fcelle 16 rechtwinkligen Ebene liegt, wie ea in Pig. 2 gezeigt ist, ist dl« Hublange der Kolben 24

gleich KuIl, d.h. es zirkuliert kein Flud durch die Punpe.Durch fc>chwenk*n der Nockenplatte 30 wird bewirkt, da3 die Kol>«r 24 während einer halben Uadrehung der Baaiejlatte 26 in den Zylinderkorper 22 hinein vorc;^echoben werden, und daß sie während der anderen halben Uodrehung £ur"c*"-ezcßen nerinn, so daß eine I-unpwirkung erzeugt wird. Während der einen halben Undrehung saugen die Kolben ul an, das dann während der anderen halben undrehung durch die Kolben &ue den Zylinderraunen herauseedrdckt wird· J· größer der lie igung ewinkel der Basieplatto 26 ist, desto größer wird die Hublänge der Kolbon 24, und desto hoher ist die volumetrische Förderleistung der Puape 18. Die Richtung, in der das Flud durch die Punpe strömt, kann nahezu augenblicklich dadurch umgekehrt werden, daß man die schwenkbare Basisplatt· 26 gegenüber der Achse der -eile 16 In der entgegengesetzten Richtung neigt.

Das durch die Punpe 18 geförderte Flud wird über hydraulisch· Hauptleitungen 36 und 38 zwei gleichartigen, alt variabler Drehzahl arbeitenden LIo to rc η 40 und 41 zugeführt, die ge:nä3 Fig· 1 Jeweils mechanisch »lt einen einen größeren Durchmesser aufweisenden Ende einer windentromnel 42 gekuppelt sind, auf dl·

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das die Leat tragende ^eIl 45 aufgewickelt werden kann. Da die Drehzahl d*r Trowel 4? in Joden Zeitpunkt gewöhnlich erheblich niedriger ist als die Betriebedrehzahl der Motoren und 41, ist zwischen jedem Motor und der Troonel ein Planetenraduntereetzunsesetriebe 43 vorgesehen, das «it einen geeigneten UntereetsunceverhSltnis arbeitet. /

Zwar könnte scm nur einen hydraulischen k'otor vorsehen, / doch wird die Verwendung von zwei Motoren bevorzugt, um bei ' sehr niedrigen Lasthebegecchwindigkeiten ein größeres Drehaooent verfügbar tu haben und eino bocsere dynaaicche Auewuchtung der Trommel .zu erzielen. Die folgende ^eeri.reibunß besieht eich zwar in e*. eter Linie auf den L.otor >, doch gilt ele einngettfB auch für den «weiten L'.otor 41·

Ua dl· konetrulrtive Ihaliohlceit swiechen dez xuape und de» Motor 40 hervorsuheben, sind die inneren Teile des i'otora 4ü ait den Gleichen Bezugssahlen beeelchnet vie die entsprechenden Teile der Punpe 18, jedoch unter Beifägung eines Kennetrichs. In jedes l'.otor 1st ein Anschlagorgan 44 vorgesehen, durch das gewährleistet wird» daß der klein«·*-* N^ifTunftpwinVel der 3asioplatte 26' nind^^tens 7° beträgt. Bei den liotoren wie auch boi der luape beträgt der »exi^sle Hei-Gunfrewlnkel ?0°. Die Crehrlchtung des üotore 40 wird durch die Gtromunf.srichtun" des de-n Kotor eu«ref»ihrt^n Flud« beetiaot, d.h. durch die Stellung der üockenplatte 50 gegenüber der Achs· der ttelle 16 der Pumpe 18. Da die Hockenplatte 30* des l'.otor« 40 stets mindestens unter 7° geneigt iet, bewirkt ,lede Zufuhr des Fluds zu den i'.otor 40, daß nclr.t* Welle 16' gedreht -lrd. Die inkel^esc^wiadicveit der .'.eile 16* kann dadurch koatinuier-

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lieh Variiert werden, daß man den -Neigungswinkel zwischen 7° und 20° oder in umgekehrter dichtung variiert.

Betragt der Heicuasewinkel der Nockenplatte 30' gesib'ßi Fig. 2 und 3 7°» haben die Kolben ihre kürzeste Hubstrecke; hierbei wird ®is kleineres ?lu<3volumen benötigt, um das drehbare Aggregat des Kotors su betätigen, und die Pumpe 18 arbeitet mit der maximalen Drehzahl bei ihrea kleinsten Drehmoment, iürde can einen Neifc^insßwinkel von weniger als 7° wählen, kennte die maximale Drehzahl erhöht werden. Da die Drehzahl oberhalb eines bestirnten Höchstwertes gefährlich werden könnte, ist die Verwendung des beschriebenen Anpchls^s oder Begrenzungsorgane 44 zu empfehlen. Beträgt dagegen der Neigungswinkel 20°,

hat die Hubstrecke der Kolben ihre größte Längo, so daß eine größer« ?ludoenge benötigt wird, üb die «eil· 16? anzutreiben. Hierbei arbeitet die Anlage ait ihrea größten Drehaoaent und. / bei der kleinsten Drehzahl.

GemSS einem wichtigen Uerkraal der Erfindung iet der Uotor 4C eo ausgebildet, daß <"r automatisch und kontinuierlich bei ■ einer gegebenen zugefiihrten leistung eine im wesentlichen konstante Leistung abgibt, während mit Hilfe der Trommel 42 eine last bewegt wird. Die dem Lotor 40 durch üi« iunpe 18 tucefährte Lingan^sleistunfe- steht in einer direkten Beziehung zu der Fluddurchsatzmenge und dem Druck des fluds; dies kann durch die folgende.Tonael ausgedrückt werden;

HP-Kx CPii χ PSI

Hierin bezeichnet Zu? die Leistung, K ist eine Konstante, GPU bezeichnet den Pluddurchcata in Kautneinhoiten (amerikanischen Ga* Ionon) in der Minute, und P3I bezeichnet den Druck des Flud β

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in englischen Pfund Je ^uadratnoll. Bekanntlich entspricht 1 PGI etwa 0,07 kg/ca . Das Drehmoment, das benötict wird, un die Last nit Iiilfe der £ros:r.el 42 au beweßen, bectirsrct den Druck in den Itotor 40 und daher auch in den üpei sei ei tunken 36 und 38« ßer in diesen Leitungen herrschende "ruck wird kontinuierlich durch einen fcruckceber 48 überwacht, der nit dem noch xu beschreibenden Unterbau 120 des Aggregats durch Schrauben 50 verbunden ist. Der Druckgeber oder Wandler 4S urafaßt , eine geeichte !feder 52 und einen Kolben 54 mit einer aus dem ' Gehäuse herausragenden Kolbenstange. Da der Druck jeweils in einer der Leitungen 36 und 38 höher sein kann, ist zwischen diesen Leitungen ein iColbenschieberventil 58 vorgesehen, mittels dessen einer Leitung 60 Jeweils derjenige Druck aus den Leitungen 36, 38 zugeführt wird, welcher der höhere ist.

Zwar könnten die Steuerstangen 54 und 34* der Pumpe 18 bzw. dee Motor« 40 alt Hilf· einfacher Druckzylinder betätigt werden, doch lassen es die sub schwenken der i«oekenplatten und 30* benötigten Kräfte als »weckmäßig erscheinen, hydraulisch· Servoventil· 62 und 62' vorzusehen, die bezüglich der i-umpe 18 bzw· der Motoren 40 und 41 als hydraulische Verstärker wirken* solche äervoventile können gewöhnlich von Hersteller der ΐΛΐηρβη und Motoren bezogen werden. Die getrichelte Linie, die in fig. 1 die Ventile 62 und 62* mit dem Druckwandler 48 verbindet, deutet ein· mechanische Verbindung zwischen diesen Teilen an·

liauptbetütigun^svorrichtunG für die JFumpe 18 wird durch einen mittels druckluft zu betätigenden NicderdruckzylInder 64 gebildet, dessen Kolben 66 durch eine Stange 63 alt einer»

Kolbenschieber 70 im Gehäuse 63 des aervoventils 62 verbiinden

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lit. Dm» Gehäuse 63 let schwimmend gelagert, so dafl eioh der Kolbenschieber 70 uad da· Gehiiuoe 63 cegenelnosdcr verlagern können. Bird der Kolben schieber 70 durch den Kolben 66 verstellt, strömt «in über eine Leitung 72 sugeführtes, unter höh β a Druck stehende· ?lud über das ^ervoventil 62 tu einen Druckzylinder 74, Dieser Zylinder enthält einen Kolben 76, der fest sit einer Stange 73 verbunden let« welche an einen £ndc an der öteuerstange 34 und an anderen Ende an Gehäuse 63 dos Servoventil« 62 befestict ist. Bird der L'olbenochieber 70 verstellt, tritt das unter hohea Druck stehende Flud in don Zylinder 7* ein, um den Kolben 76 zu betätigen. Die Verstellung des Kolbens 76 bewirkt einerseits, daß die Basisplatte 26 geschwenkt wird, und daß sich andererseits das Gehäuse 63 gegenüber des Kolbenschieber 70 längs einer Strecke bereit, die gleich der ursprünglichen Bewegung des Kolbenschiebors 70 in der gleichen Richtung ist.

Hach der Verstellung des Kolbenschieber· 70 und des Gehäuses 65 verhindert das servoventil 62 erneut, daß das unter hohea Druck stehende tflud in den Zylinder 74 olnströat. Das hydraulische Flud bleibt auf beiden Seiten des Kolbens 76 eingeschlossen, so daß die wteuoretange 34 sicher in ihrer Lage gehalten wird, bis ein anderer alt Hilfe dor Drossel der Punpo 10 erteilter Befehl bewirkt, daß dem Zylinder 64 Druckluft su^eführt wird, um den Kolben 66 nach oben oder unten su bewegen.

ils. 2 sind die Kolben 66 und 76 in der iitte ihrer Hubotrecke dargestellt. In I'ig. 3 erkennt man die Kolben Jeweils an eines i-nde ihrer Kubstrccke (nach links gerichtete Hub-

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bewegung)} hierbei let die Kockenplctte 30 ^csen'iber ihrer neutralen stellung nach /ig« 2 ia Uhrteicersinn· ia 20° geschwenkt «orden· Wenn die Kolben 66 und 76 da β andere Ende ihrer Hubetreeke erreichen (Hubbeveguns nach rechte), wird die Nockenplatt· 30 entgegen den Uhrseiceraince us 20° geschwenkt· üor.it UbertrS^t das hydraulisch angetriebene Servoyentll 62 die Veretollbewecung der Stange 68 auf dio Stange 78 und darit auch auf die Steueretange 3*· Zwar sind diese Verstellbeweguncen der Ctan:;en von gleicher GrSEc und sie erfolnen in der gleichen Richtung, doch wird die "Signal"-!Craft, die in AbhSncicfceit T^on «inen DrucXluft-aefeMssiirnal an der ^trxnc« 68 Yerf.igbar wird, durch das Servoventil «rheblich verstärkt, so deA die betr'ic -.tuch· Kraft aufgebracht wird, die erforderlieh let, tu die Kockenplatte 30 nit Hilfe der Stange 78 zu eohwenken.

Das Nockeneteuersyetes des Motors 40 unfaBt ebenfalle einen 2ruck*ylinder 74' und ein servoventil 62', die beide in der soeben beschriebenen «.eise arbeiten. Bei dem liotor wird jedoch dae Servoventil 62' durch das Kraftabgabeorgan de· Druckgebers 48 mechanisch betätigt. Sie Yeder 52 1st so benessen, daß nur ein Uruck, der höher 1st als etwa 70 atl.den Kolben 34 entgegen der Kraft der Feder nach unten bewegen kann· Die Keigung der Nockenscheibe 26* dee Uotors 4ΰ ua 7° c**ähr-> leistet, daß an der .tolle 16* ein iirehcoaont verfügbar ist, das Senugt, üb leichte Laaten ?nit Hilfe der Äindentrossel 42 EU bewegen· Wie schon erahnt, bewirkt eine VerGrb*3erun£ der Last* drehrioToents, daß der ünick in der I'auptlcituns entsprechend erhöht rird. Überschreitet der Druck in der L^itun- etnca 70 atli

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z.B. in der Lei tune 36, laßt der TColbenschieoer oaer 59 dee Unschaltventils 53 au, daß der in der Leitung 36 herrschende i>ruck über die Leitung 60 eine Kraft auf den Kolben 54 ausübt, us ihn nach unten zu bewegen. Bei dieser Abwärtsbewegung Ass Kolbens 5* wird auch der Kolbenschieber 70* nach unten bewegt.

Das unter hohem Brück stehende Flud in der leitung 72 ctroret dann in der in Fig. 4 durch Pfeile angedeuteten «eise über das oervoventil 62* zu dem Zylinder 74', ua auf den Kolben 76' eine nach unten wirkende Kraft aufzubringen, 3ewe£t sich der Kolben 76' nach unten, wird die Baeisplutte 26' gegenüber ihrer Ruhestellung nach Fig. 5 entgegen den Uhrzeigersinne geschwenkt· Andererseits bewegt jedoch der Kolben 76* auch daο öehäuoe 63* des Servoventilβ 62' nach unten, um'die Zufuhr des unter hohen Druck stehenden Fludβ zu unterbrechen und den Kolben 76' festzulegen. Auch in diesem fall führt «in· £bwartsbe*esun£ dor stange 56 zu einer gleich großen Verstellung der Steueretanse 54·. «iederun dienen das Servoventil 62' und der Druckzylinder 74' lediglich dazu, das durch den Druckwandler 48 erzeugte Befehlesignal zu verstärken·

Zwar wird bei der bevorzucten /iusbildunGsfOiTri ein Druckgeber der Federbauart verwendet, doch sei bemerkt, daß nan ebenso gut auch andere druckgeber voreeaen könnte. Für den iechaann liegt es auf der Hand, daß nan anstelle der Erzeugung einer Verstellbewegung daf-'ir eor^en könnte, daß ein Befehlssignal in Fora einer elektrischen Spannung oder eines wtrons erzeugt wird, irobei das servoventil elektricch betätigt werden könnte.

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Wrd dl· Hockenplatte 30* von den Anschlag 44 weg geschwenkt, da sieh der Druok in der Leitung erhobt hat, nimmt dl· Drehzahl der Cell· 16* eh, wShrend das Drehmoment sunimnt, so daß die durch den Kotor 40 entwickelte Leistung in wesentlichen konstant bleibt. Die GrHHe dieser Leistung richtet sieh nach den Volumen des alt Hilfe der Punpe 18 durch den Motor 14 geforderten Flud· Wenn das Laetdrehooaent sein erwartetes Maximum erreicht hat« erreicht auch der Druck in der Leitung seinen höchsten »Vert, und der Kolben 54 erreicht seine tiefst· Stellung, so daß die Nockenplatt· 30' gemäß Pig. 4- ihren maximalen Neigungswinkel von 20° einninmt; die H'inlrelßeschwindigkeit der Welle 16* ist dann ein Minimus, während dio welle «in maximales Drehmoment abgibt·

In Fig· 1 ist das erfindunss&es&ße Hebewerk schematised dargestellt· Der hydraulische Hauptkreislauf zwischen der Pump· ' und den Motoren, die an Hand von Fig. 2 bis 4 beschrieben wurden« ist in Pig. 1 mit Doppellinien wiedergegeben.

Die Kraftmaschine 10 und die Axialkolbenpumpe 18 sind auf einem Unterbau 100 angeordnet, der in Fig. 1 nit gestrichelten Linien angedeutet ist. Der Unterbau ICO des ^ntriebsaggr·- gats trägt ferner eine mit konstanter Förderleistung arbeitend· Hochdruckpumpe 102 und eine ebenfalls mit konstanter Förderleistung arbeitende, «inen vergleichsweise geringeren Druck erzeugende Pumpe 104. Die beiden Pumpen werden von dem Dieselmotor lü aus über eine Zapfwelle mechanisch angetrieben, wie es in IMjT. 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist; in diese Verbindung ist eine mit P₁ T und 0 bezeichnete Kraftabgabeelnrlchtunj eingeschaltet. Die Förderleitun^en der Pumpen

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102 und 104 «lad alt Überdruckventilen 106 und 108 ausgerüstet· Zwischen den beiden Leitungen 56 und 38 dee Hauptkreislaufa liegen in der Nahe der tuape 18 aehrere Rückschlagventile, und «war xwel Rückschlagventile 110 und zwei Rückschlagventile 112; diese- Rückschlagventile sind psarweiee Iq zwei die Leitungen 56 und 58 verbindende Leitungen eingeschaltet. £in Über» druckventil 114- 1st zwischen den Anschlüssen der Hückachlagventile vorgesehen, dacit sich ein Druck, der einen eingestellten Hindestdruck überschreitet, von dor Ansaugleitung aus üb die Pumpe 18 heran auf die Förderleitung auswirken kann. Sollte sich zufällig ein zu hoher Druck in einer der Hauptleitungen 56 und 58 aufbauen, wirkt dieser Druck über eines der Rückschlagventile 110 auf der .aneaugselte, das überdruckventil 114 und das gegenüber liegende Büclcschlagventil auf der Förderseite, so daß der überschüssige Druck beseitigt wird.

Ein druckluftbetätigtes Überströmventil 116 ist zwischen den Leitungen vorgesehen, in die die Bückschlagventile auf der Ansaugseite bzw. der Forderseite eingeschaltet sind. Das Ventil 116 wird automatisch betätigt, wenn sich die Puzape 18 in ihrer neutralen Stellung befindet und daher kein Flud fordert, damit eine Verbindung zwischen den Hauptleitungen 36 und 38 . hergestellt wird. Der Grund hierfür besteht darin, daß dann, wenn die Pumpe 18 in ihrer neutralen Stellung eine Kriechbewegung ausfuhrt, auch die Windentrommel 42 eine Kriechbewegung/ ausführen würde· Dadurch, daß das Überströmventil 116 eine Kurzschlußverbindung für das Flud herstellt, verhindert es, daß die Windentrommel der Bewegung der Pumpe 18 folgt. Die Pump· 104 fordert das auf einen hohen Druck gebrechte Flud zu der die

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Rückschlagventile ·ηtheItenden Leitung auf der Forderseite· Ton dort aus gelangt das unter hohem Druck stehend« Flud zn desjenigen Tent11 112, welches alt der unter des niedrigeren Druck stehenden Leitung 36 oder 38 verbunden let.

Außer dem Antriebsaggregat 100 eind ein Windenaggregat 1ΓΌ und ein fiehälteraggregat 122 vorgesehen, die in fig. I durch gestrichelte Linien abgegrenzt sind. Sie Pumpe 102 treibt einen sit konstanter Förderleistung und konstanter Drehzahl arbeitenden hydraulischen Kotor 124 an, dessen './elIe mit einen Gebläse 126 gekuppelt ist. Das Gebläse dient zum Kühlen eines tKrneauetauecher« 128, der in die Rückleitung zu *>ir?ea Hauntbthnlter IJO für das hydraulische Flud ein^escha. c ist; das yaoBungeverrsögen dee Behälters 130 betrat e.B. etwa 9£0 ltr.

Santliche Leitungen, die an eines Bit 2 bezeichneten Kreis enden, sind an die mit R bezeichnete Bückleitung zu dem Behälter 130 angeschlossen· Die leitung, die in einem mit S bezeichneten Kreis auf der Forderseite der Puspe 102 endet, führt su den alt 8 bezeichneten Singangsleitungen der Servoventil* · Vie schon ervännt, wird das unter hohem Druck stehend· ?lud für die Servoventile durch die Pumpe 1C2 gefördert«

Die Funp'e 104 erhöht den Druck in der Hauptleitung auf einen über dem Atoosphärendruck liegenden Sert. Hierdurch wird bewirkt, daß das ?lud schnell.zu allen Hohlräumen auf der Saugsei te der Pumpe 18 strötat. Wird eine ?ludaenge gefordert, die das Fassungsvermögen des 3ysterjß überscv.reitet, erhöht sich der Druck in der Leitung, so daß eich die Überdruckventile 106 und 108 öffnen, um das Flud über den v.nrrreaustauecher 128 und einen

Filter 132 zu dem Behälter 130 zurückzuleiten. Mit der HCick-

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E-: slat f die lüekleitimgea Üotorea 40

iissagea fies· Sesvoveatil· und

bsw,

schaltet, die da· Ventil

Biaecbixte 10 des Käek»ebl&g¥©atii die Uotoren 40 wid 41

Venn Sas Hefcewssfc ein® Last habt₉ ©tfföat €ae Flud entgegen dea Ulivselgerslaaa duseln di® Bauptleitmigen 3&"and 38.

Is dl® Spels®i@itimg 38 elag®- 40 ^md 41- ftitot» Ώ&β 21ud kaan

Jedoeh nicht im 18 ode? die Kraftsiaea? Last v*»r«agt_t verhindert Zurückstron^aa d©s Flude_t so daß a dea Gedieht dar last verriegelt werden} Merbei wirkea 'dl· !a©t®r®a als hydraulische Sicher» heltsbremeezi·

Ein durch einen hydraulischen Mechacismus bekannter Art su betätigendes Vestil liM ist gemäß FIq₉ 1 so oageordnetg daß das Ventil 134 überbrückt werden ka&m® wesn es enrlnssht ist, daß das ilud in Ohrzsig®rsiim® durch ä@& liauptkreißlauf str@mt« x.B« bei» Hor&M&seeja #iaer Last· In diesem Fall führt ein® Verringerung d®@ Ihire&eats^e des Hauptkreislaufs dasu, SaE die Motoren als dn*natnie@h® SrsFse©a wirken. Ein drucklufthetatigtes Ventil l^e'kaiin da am diaaea- di@ Zufuhr des Sluds zu den Motoren sm amterbra©fe®m_g €aal^ ®aa 'die Kraftmaschine 10 die Pustp® 18
eine hydraulia
das Ventil

Motoren au g

140 gleichseitig geSffnet« s© 4iS ias

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Stfela®s3fiii2p©_e

äi@ Pump® 104

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- ΊΤ-.

hohe» Druck geförderte Flud zu dem Jetzt isolierten Kreislauf der Winde strömen kann. Pie· 1 zeigt in strichpunktierten Linien Druckluftleitungen 'bekannter Art für die Ventile 138 und 14O₉ wie el« Ähnlich schon bezüglich der Pumpe 18 und des Überströmventils 116 beschrieben wurden· Bei dieser Anordnung wird jede fludaeng« ersetzt» dl· infolge von Undichtigkeiten aus den Uotoren erweicht, so daß der hydraulische Kreislauf der Winde unter Druck gehalten wird» damit die Uotoren 40 und 41 betriebsbereit sind, sobald das Ventil 138 erneut geöffnet wird.

Ein überdruckventil 142 und ein ßackscblagventil 144 sind in eine Leitung eingeschaltet, die die beiden Hauptleitungen 36 und 38 vor den beiden !uotoren miteinander verbindet· Das Ventil 144 verhindert jede Strßnun.. durch diese Leitung, wenn das Flud in Uhrzeigersinne strönt. Das überdruckventil 142 beseitigt jeden zu hohen Druck, der sich sehr schnell in den Spelseleitungen aufbauen könnte, z.B. wenn die Windentrommel 42 plötzlich angehalten wird, wie es geschehen kann, wenn die Uotoren einen Rohrstrang heben sollen, der plötzlich in des Bohrloch stecken bleibt.

Gemäfi Fig. 2 hie 4 wird der Druckluftzylinder 64 alt Hilf· •Ines Drosselventils 65 mit einem Drehschieber 67 betätigt· In Flg. 2 befindet sich der Drehschieber 67 in seiner neutralen Stellung, bei der dl· Pumpe kein Plud zu den Motoren 40 und 41 fördert« In Fig· 3 und 4 ist der drehschieber aus seiner neutralen Stellung bis zum Anschlag in einer Kichtung gedreht worden. Würde »an den Drehschieber über die neutrale Stellung hinweg in die entgegengesetzte Stellung drehen, würde eich dl·

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@&@3 imd ess Irsnaba&d 166 um 13sea«. Inmor " Aatslebskreft sngeführfe i?irS ©der sich' die d@r Piasp© in Ihrsr ncmtr-alta Stellmis befindet« wird der 3>ruskluftzylinder nicht ^s.te^ Pruck gesetzt, so daß die Federn IGQ die BröEisea betätigen.· Wird die fimpendroosel gegenüber ihrer neutralen Stellung Tersteilt, strömt Gleichseitig druckluft su des Zylinder 168« &s die Bremsbänder zu lösen· . ·

;. 8 und 9 zeigen dae auf Gleitkufen gelagerte hälteraggregmt 122 Bit den beiden hydraulischen Behältern 130« xu denen daa Flud über den Wärmeaustauscher 128 und den Filter 152 surQckgeleitat wird« Bas relativ große Gebläse 126 kühlt den Uämeaustauscher 1^8« Eae ?lud strSnt über den Filter su den Behältern 130

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Nachstehend wird eine kurze Beschreibung der Tlrkungsweise des Hebewerks gegeben. Der transportable, wenig Sau« einnehmende Siadenecblitten 120 wird in fluehtung rit dea Bohrloch gebracht. Der Schlitten ICO alt dem Antriebsaggregat und der Beniltersehlitten 122 können in einiger Entfernung γόη dea Bohrloch aufgestellt werden. Dann sieht nan geaäS Fig. 1 hydraulische Leitungen 150 Tor, ua Verbindungen «wischen den drei ßohllttenaggregaten herzustellen. Die Kraftmaschine bzw. der Dieselaotor 10 kann so eingestellt werden, daß er ■· alt einer den aaxlaalen Drehaonent entsprechenden konstanten

Drehzahl läuft, üb Kraftstoff zu sparen. Dann wird der Druck- \ luftzyilnder 64 betitigt, dealt die Puape 18 dea hydraulischen¹ Hauptkreislauf 36, 38 die gewünschte Tludaenge zuführt·

Beia Beben einer Last etrönt das Flud entgegen dea Uhrzeigersinne durch das BückschlagTentll 134. %enn der Druck in der Leitung us er etwa 70 atü liegt, sind die Nockenplatten 30* der Motoren 40 und 41 auf ihren kleinsten "oisunscrinkel eingestellt, d.h. sie liegen an den BesrenzuncsenschlSgen 44 an. Hierbei kSnnen die Motoren ein Drehcor.ent erzeugen, das genügt. Lasten bis zu einen bestinnten Gewicht zu bewegen. Vena das Gewicht der Last diesen *ert überschreitet, steigt der Druck in der Leitung 38 über etwa 70 atü hinaus an, so dafi die Feder 52 susanaengedrüokt wird.

Die Abwärtsbewegung dea alt den -erronotoren 74* der Motoren 40 und 41 mechanisch ^kuppelten Xolbons 54 bewirkt, daB die Hockenplatten 30' um einen der Verstellung des Kolbens 54 entsprechenden winkel ccsctwsnkt werden. Dies führt zu einer Herabsetzung der Drehzahl der v/isdentrocmel 42 und einer ent-

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sprechendes, ?©rgrößerusg d@s Drehm&m&ntBo Somit bewirkt eine JL&drruBg dear £ag* ilfees? i<@a «asöXf&r ©d^r Sebtr 48 augenblicte-

« lieh ®ia@ Hei?ab8stKt2ii2 €©r Brehsahl unü <eis© Steigerung ctes Drehnonents od©r ^isgelreh^t* Si« Kane träfet ioasgrö Gen werde» βο gewählt, daß dl© to& den totoren 40 %m.ä 41 abgegebene Leistung innarhslb des gu erwartenden ia wesentlichen k©aatanf

sti bemerkt« daB die Bedienungsperson nur die Stellung des Dreheehii»be?»s ^5 des Druckluftreatils 67 su verändern brascht, ua die S'ockeaplattt 30 der Pumpe 13 in di© neutrale stellung für <äie löMerleißtuEg KuIl au Erlogen, oder um die Eockeaplatt© geaäß ?ig_e 2 gegenüber dor .i-chee der Vielle 16 in dar einen ©des? aaäeram Bishtung sm' e©hwenken₉ so daB das Flud entweder im llhrseif #»r»iime oder entgegen den Uhr» aeigersinn® dureh den aauptkxeislauf gefördert v.ird· Das Ventil 67 sim steuern dee Bruekluftzylindera 64 bildet die durch dl« Bedienungsperson zu betätigende Hauptdrossel. Bio Brea&en werden automatisch betätigt und wieder gelöst« Die übersetzung zwischen der Puaptndrehzahl und der drehzahl der Motoren wird dursä. die auf das äeil 4-5 wirkende Last auto« matisch gewählt.

Es sei Maerkt„ daß di® ©ißgangs erwähnten Siele der Erfindung uad weiter© für des Ifachnann auf der Hand liegend® Siele gesäß des? Erfiaduag datiureh ^rreleht werden, daß dae erfindungsgemMBe Hebewerk swei hydraullsehe Icotoren 4G und sub Antreiben der WiaäentroEael 42 umfaßt, daß der Brück der Hauptleitung eo geregelt wird, daß %wä B©weg©n unterschiedlicher Lastea eine in wesentliches k©nstant€ Antriebs»

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leistung sur Verfügung ctcht, daß ständig die Tolle Leistung der Kraftmaschine ausgenutzt wird, daß es nB-lich. ist« die Kraftmaschine zusa-nen alt der Funpe leicht ▼on der Binde cn trennen, dafi sekundere hydraulische Kreisläufe zu Sicherungsund Steuerswecken vorgesehen sind, daS die verschiedenen Teilaggregate auf getrennten Schlitten angeordnet sind, dafi kein· Brensen unterschiedlicher Konstruktion "benötigt werden« daß !■ Vergleich au Hebewerken "bekannter Art das Gewicht und der Hausbedarf erheblich verringert werden, und daß sich eine erhebliche Verbesserung des Verhältnisses zwischen der Leistung und des Gewicht ergibt, wobei der Faktor 7 oder eosar der

Paktor 10 erreicht werden kann.

Es sei bemerkt, daß nan bei dem vorstehend beschriebenen Ausfiihrungsbeispiel die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung su verlassen.

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Claims

1. Hebewerk bs\-^r. Bohswin&e sum "Sev.'egen

in einem Bohrloch oder dgl»- alt einer V'in&crLtrosiaal sun r-r..-:.— gen einer Last ₉ einer Kraftniasaiiina _g eiiiar ai-; vari'blor ^r-.> 3aiii arbeitenden liyärau-liseilen Pumpe., eineL· oaar z-.-.-^i lit variabler Drehs oJh.1 arbeit Süden hydraulisuLar- .-;-:.;;.■·;.:. :ol *.;■=.-Izeifeen der Vinci.entronasei nnü einem liyüro-iiliaclien ~ύ.ζ··~τicIτ -äi' mit wenigstens einor Eingangs- tine, eiixer It-ll-j'.rleituj..'; 2U^ Kuppeln ues kotorc b3i-/_o der kotore:i Bit -:"ir tu^ir.c, -'-£.duroigekennseioimet, üsics i;i dem 1>ζν/. ^sdea iv^or C-o, ., .; -sir. Lvv;sglicl:os Organ (2^% ^o'} vorr^seLs:: ist, ia^; ir.;.ο_■■-.?.!;- -.1^.O vorbsstimai'uen Terctellbsreicas bectiiasi^G G"j^llunf-v.: ^I :-- _jn-;:-l l-iamij dass ein I>rMj'.:vsnäler (-.;;-) an. äsn h":".raull--■-;. - -n Er-^i--; lauf (3of *j£>) angeschlossen'ist ziuri uoer^-aci-er. -ti'-': -iX'Uo.:", -.:enn dieser in dem Kreislauf "einen vcrbesti;rü"ior- ..i-iaos^-. .::·, übersohr:xtss, vui .oine Ausgarigc^^-^"-: zv. liefsr:^, u.i--..: o.t^:':, iCupplungsici-ctei ('/V* 76¹» 7&¹) '/orgesehen sii.n., ^z-; au_ äi^ lusrangsEienge des Druckwandlers anspr^Gi-en -^n.. i.l.v.i Vu;:- . ..".-lu"ir,' aas bev^eglij:!:--;- Organs (2G¹, io'J uni -ίί-ν"^-- ^- '*'-''"-i ""' "-' "- >uii, der sonügt, nn Ixe τοη αβία :;e:: ^eden ^c;:i ι.,- ,"-ς:ο : :_; Leistung innerhalb sines "/orbesuicaaten Iäaständ"-ru.;/;/cer?;'. ν λ: in wesoribliohen Ι:οηεχεαιρ zu halten.

2. riebev/erk nach Anspruch 1, dadurch gekennz&i^hnet, cai der I»iotor bwz. die Kotoren-(4o, 41) oder die Puapo (18) oder beide von der Axialbauart sind.

3. Hebewerk nach den Ansprächen 1 und 2» dadurch ge^eaüseichnet, dass die Pumpe (18) von der Kraftmaschine (1o) angetrieben ist, und der Motor bzw. die Motoren (40, --1) eins mit der Windentrommel (42) gekuppelte Welle (16«) aufweisen,

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deren Drehzahl durch die Stellung des beweglichen Organs (26·, 3o') innerhalb des gegebenen Verstellbereichs bestimmt ist, und dass der Druckwandler (48), der zum Peststellen des höheren Drucks in jeder der beiden Leitungen (36, 38) uient, ein Gehäuse, einen Kolben (54) und eine an seiner einer. Pläche starr befestigte, sich durch das Gehäuse erstrek- ::cnan, kolbenstange (56) aufweist, während sich seine andere j'läche auf einer den Kolben etwa in der Mitte des Gehäuses haltenden Druckfeder (52) abstützt, dass dae Gehäuse nahe der AustrittRstelle der Stange eine Öffnung 2um Zuführen des Drucjonittels und zum. Hinwirken desselben auf den Kolben (54) aufweist, derart, dass die Druckfeder (52) den Druckänderun- r.er. cn? Druclonittels entsprechend zusammengedruckt wird, und c.-.Εί' ;· rr.cr Mittel (34*, 63', 78·) zum Kuppeln der Stange ibt) nit ecm beweglichen Organ (26¹, 3ο¹) im Motor bzw« in den Kctorcn (4o, 41) vergesehen sind, uo die Verstellbewegun-.--.;:: Λοε Kolbens auf das bewegliche Organ zu übertragen und so .:ir ,:.:- erdre::zahl in Abhängigkeit; von den liruc.iünäerungen zu r.nc crr..

• . Hebewerk nach der. Ansprüchen 1 bis 3» cncurcii gekennzeichnet, cass die Pumpe (18) und der bzw. die i-lotor?:: (4o, *;1 jev.'eils ein den Kolbenimb beatinunencec drehbaren Glied {?o, io^%) und eine Vorrichttuag ζυΐα wählbaren Hegelr. tier Stellung des genannten Gliedes Oo) in der Pumpe (1S) sowie einen Druckwandler (48) aufweisen, der die Stellung des drehbaren Gliedes in dem Motor bzw. federn Motor (^c, 41) regelt, un das Auoga::gsdrehmcment der Motoren in Übereinstianung mit den Druckänderungen cu ändern, wenn sie der Druckwandler In dem hydraulischen Kreislauf als über dem vorbestimn- en Mindest v.ert liegend festgestellt hat.

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5. Hebewerk nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen, dem Motor bzw. den Motoren (4o, 4"I) vhl& dem Druckwandler (48) ein Servoventil (62^!) vorgesehen ist, dessen schwimmend gelagertes Gehäuse mit dem hub-bestimmenden drehbaren Glied (26', 3o') in den Motoren verbunden ist und dessen Kolben (To¹) mit der Kolbenstange (56}* des Druckwandlers in starrer Verbindung steht, wobei die jeweilige Stellung des drehbaren Gliedes die Motordrehzahl bestimmt*

6. Hebewerk nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen des hub-bestimmenden drehbaren Gliedes (26¹, 3o') in der Stellung der höchstzulässigen Motordrehzahl durch einen Anschlag (44) begrent sind.

7. Hebewerk nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des drehbaren Gliedes (26', 3o') in der Pumpe (18) v/ahlweise regelbar ist, unü dass zwischen der Zuführungsleitung (38) und der Rückleitung (36) ein durch das Druckmittel betätigtes Ventil (58, 59) zwr v/ahlweisen Trennen dee Motors bzw. der Kotoren von der Pumpe vorgesäßn ist, und in der Zuführungsleitung (38) ein Hüekschlagventil (134) liegt, das auf einen im Hebewerk auftretenden Pehler anspricht und selbsttätig das Druckmittel wenigstens in einem der Motoren sperrt, der dadurch wie eine Bremse für die an der Windentrommel (42) hängende last wirkt.

8. Hebewerk nach den Ansprächen b bis 7_f dadurch gekennzeichnet, dass an jjedes ^zeilenende der "»'iindentrommel (42) ein Motor-gekuppelt und für jedes. Motor ein Servoventil (62·) Yorgesehen ist, und dass &I© Kuppliaagsaittel (74S 76*, 78«) jeweils-dem Sin- und Ausgang jedes Servoventils· Zugeordnet sind, und die Stellungen der drehbaren Glieder (26% 3ο¹) die Drehzahl der Motoren testimmea.,,

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9. Hebewerk nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmaschine (1o) entfernt von der Windentrommel (42) aufgestellt und die Pumpe (18) mit der Druck- -mittelquelle verbunden ist, und dass das Druckmittel in dem Kreislauf (36, 38) zwischen der Pumpe und den Motoren (4o, 41) zirkuliert.

10. Hebewerk nach den Ansprüchen 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (134) in Abhängigkeit vom umgekehrten Fluss des Druckmittels von wenigstens einem Motor betriebsbereit ist.

11. Hebewerk nach den Ansprüchen 1 bis 1o, gekennzeichnet durch wenigstens einen das Antriebsaggregat tragenden Schlitten (1oo) und einen die Windentrommel tragenden Schlitten (12o), wobei die Kraftmaschine (1o) und die Pumpe (18) auf dem einen Schlitten und die Windentrommel auf dem anderen Schlitten angeordnet sind.

Der Patentanwalt

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ORIGINAL INSPECTED