DE1506487B1 - Einrichtung zur selbsttaetigen Begrenzung der Belastung von druckmittelbetaetigten Antriebselementen eines Kranes od.dgl. - Google Patents

Einrichtung zur selbsttaetigen Begrenzung der Belastung von druckmittelbetaetigten Antriebselementen eines Kranes od.dgl.

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DE1506487B1
DE1506487B1 DE19671506487 DE1506487A DE1506487B1 DE 1506487 B1 DE1506487 B1 DE 1506487B1 DE 19671506487 DE19671506487 DE 19671506487 DE 1506487 A DE1506487 A DE 1506487A DE 1506487 B1 DE1506487 B1 DE 1506487B1
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pressure
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discharge valve
valve
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DE19671506487
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Frisk Knut Olov
Gustafsson Karl Paul
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TICO AB
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Description

ίο Hieraus folgt, daß ein Kranarm zunächst bis zu einem maximal zulässigen Grenzwert belastet wird, daß aber bei Überschreiten dieses Grenzwertes die Auslösung der Hubendschaltung erfolgt und daß der Betätigungszylinder durch Bewegung des Gestänges Last heben, wenn der Kranarm völlig eingefahren ist. 15 in Pfeilrichtung plötzlich in die äußere Atmosphäre Wenn man indessen nach dem Hub die Ausladung entlüftet wird, so daß der Kranarm nach unten
klappt. Auch bei einem weiteren für die Bremse vorgesehenen Betätigungszylinder, der zum Absenken der Last auch gesondert betätigt werden kann, kommt die Steuerung erst zum Ansprechen, wenn die Last oder der Ausleger eine gegebene Grenzstellung erreicht, deren Überschreitung somit verhindert werden kann.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es ventils begrenzt, verhindern nicht die Entstehung 25 nun Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Einderartiger Überlastungen und führen außerdem den richtung zur selbsttätigen Begrenzung der Belastung
von druckmittelbetätigten Antriebselementen in Vorschlag zu bringen, durch die die eingangs genannten Nachteile vermieden werden sollen und bei der insbesondere bei maximaler Belastung eines der Arbeitselemente eine Zufuhr von Druckmittel zu einem anderen Arbeitselement im Sinne einer Belastungserhöhung verhindert werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-
sache, daß man eine bedeutend größere Last heben 35 löst, daß ein über einen Steuerkreis druckmittelgekann, wenn der Hub mit geringer Ausladung erfolgt, steuertes Entladeventil vorgesehen ist, das zwischen
der Druckquelle und der Steuervorrichtung für die Antriebselemente liegt, und daß der Steuerkreis des Entladeventils durch die Fühlorgane in der Weise
hältnissen kann die ganze Anordnung auch um- 40 beeinflußbar ist, daß das Entladeventil die Zufuhr kippen. des Druckmittels zu den Antriebselementen unterbindet, für die die zulässige Belastbarkeit bereits erreicht ist, bzw. für solche Arbeitsvorgänge sperrt, deren Durchführung eine weitere Belastung der be-Anheben der Last oder, beispielsweise bei einem 45 reits höchstzulässig belasteten Antriebselemente zur Kranarm mit Kopflenker oder Kipparm, wenn der Folge hätte.
Erfindungsgemäß ergibt sich somit insbesondere der Vorteil, daß bei Überschreiten der maximal zulässigen Belastung eines Arbeitselementes die Druckmittelzufuhr zu diesem Arbeitselement unterbunden wird, der bis zu diesem Zeitpunkt aufgebaute Druck im Arbeitselement jedoch erhalten bleibt. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei der Einrichtung gemäß der deutschen Patentschrift 800 137 bei Überschreitung
kraft der Seilwinde laufend an die veränderliche Aus- 55 der zulässigen Werte ein völliger Druckabbau bis auf ladung oder die fragliche Länge des Kranarmes an- Atmosphärendruck.
zupassen, liegt somit nicht vor. Um die Hubkraft Eine Ausführungsform der Erfindung geht aus der
bei somit gegebener Zugkraft zu erhöhen, verwendet Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung herman deshalb Flaschenzüge, wodurch jedoch wie- vor, in der die Fig. 1 bis 3 in drei verschiedenen derum Überlastungen hervorgerufen werden können. 60 Arbeitsstellungen eine Einrichtung zur selbsttätigen
Durch die deutsche Patentschrift 800 137 ist eine Begrenzung der Belastung zeigen. Endschaltung für Dieselkrane mit pneumatischer Wie aus den F i g. 1 bis 3 hervorgeht, besteht die
Steuerung bekannt. Bei dieser bekannten Endschal- Einrichtung aus folgenden Hauptteilen: eine einstelltung sind die »Grenzwerte«, bei deren Erreichen die bare Abfüllvorrichtung D mit drei Druckfühlern, ein Arbeitselemente abgeschaltet werden, mechanische 65 sogenanntes ferngesteuertes Entlade- oder Druckein-Grenzstellungen. Wenn diese Endstellungen erreicht Stellventil E sowie eine Steuervorrichtung F. Die gewerden, bewegt sich ein Gestänge und sperrt die nannte Anordnung sei dazu vorgesehen, beispiels-Zufuhr des Druckmittels zum Betätigungszylinder. weise einen Ladekran mit einem durch einen hydrau-
bei hängender Last vergrößert, beispielsweise indem man den Arm hydraulisch ausfährt oder nach außen schwenkt, entsteht die Gefahr einer Überlastung des Kranes bzw. seiner Betätigungsorgane.
Bisher gebräuchliche Systeme, bei denen man eine auf hydraulischem Weg erzielte Hubkraft durch ein in das Hydrauliksystem eingebautes Druckminderventil nach Art eines Entlade- oder Druckeinstell-
Nachteil mit sich, daß die Last bei den genannten Überlastungen anfangen kann, auf nicht kontrollierbare Weise abzusinken mit entsprechendem Risiko, daß Güterschäden und Unglücksfälle eintreffen.
Auch wenn der Kranarm ausreichend stark bemessen wird, um die eben genannte Überlastung auszuhalten, auch wenn der Arm in die größte Ausladung ausgefahren ist, ändert dies nicht die Tat-
und daß bei einer anschließenden Vergrößerung der Ausladung des Armes die Gefahr solcher Überlastungen zwangläufig auftritt. Unter ungünstigen Ver-
Eine derartige Vergrößerung der Ausladung kann auf verschiedene Weise erreicht werden, z. B. durch Ausfahren des ausfahrbaren Teils des Kranarms nach
Kipparm nach Anheben der Last hochgefahren wird, oder wenn der Kranarm nach oben oder unten geneigt ist und mit hängender Last in eine mehr horizontale Lage geführt wird.
Bei Ladekranen mit Seilwinde andererseits kann die Zugkraft der Seilwinde nicht für eine größere Belastung als der bei größter Ausladung zulässigen eingestellt werden. Irgendeine Möglichkeit, die Zug-
3 4
lischen Zylinder A heb- und senkbaren Kranarm und über ein Rückflußrohr 15 zurück zum Öltank strö-
einer hydraulisch angetriebenen Seilwinde B sowie men kann. In diesem Fall wird die Steuerleitung 13
einer hydraulischen Pumpe C zu bedienen. praktisch drucklos, wodurch der Ventilkolben 16
Die Abfühlvorrichtung D dient der Überwachung des ferngesteuerten Ventils E nach oben verschoben der Istwerte des Arbeitsmediums in den Antriebs- 5 wird und dessen Rückflußöffnung 25 zur Rückflußelementen, im vorliegenden Fall des Druckes des leitung 17 und zum Öltank öffnet. Diese Stellung ist Druckmittels im hydraulischen Hubzylinder A und in Fig. 2 wiedergegeben. Dabei wird das Druckim Antrieb der Seilwinde B. Die Abfühlvorrichtung mittel von der Pumpe C zum Ventil E und zurück besteht im vorliegenden Fall aus drei Druckfühlern durch die Rückflußleitung 17 zum Öltank geleitet, in Form von Kolben 1,2 und 3, die durch Schrau- io Die Hubbewegung des Kolbens A kommt zum Stillbenfedern 4, 5 und 6 belastet sind. Die Federn sind stand und die obengenannte entstehende Überlastung vorgespannt und die Vorspannung ist mit Hilfe von kann nicht weiter zunehmen.
Stellschrauben 7, 8 und 9 so einstellbar, daß die Solange der Kolben A voll belastet ist, herrscht
Druckfühler 1, 2 und 3 jeweils mit einem angepaßten unverändert der gleiche Druck in den Leitungen 11
Druck vorbelastet werden können, um die Kraft zu 15 und 12, auch nachdem die Kolbenbewegung aufge-
begrenzen, die das Antriebselement ausüben kann, hört hat. Solange dieser Druck ansteht, ist der KoI-
dem sie zugeordnet sind. ben 3 im zugehörigen Druckfühler nach links ver-
Das ferngesteuerte Ventil E ist an sich bekannt schoben und die Steuerleitung 13 steht die ganze
und einerseits an die hydraulische Pumpe C, sowie Zeit über den Kanal 14 und das Rückflußrohr 15
andererseits über eine Leitung 10 an die Steuervor- 20 in Verbindung mit dem Öltank und ist also prak-
richtungf angeschlossen, die auf der Zuflußleitung tisch drucklos. Gleichzeitig wird neues, von der
ein nicht dargestelltes Rückschlagventil aufweist. Die Pumpe C gefördertes Druckmittel fortlaufend in den
sogenannte Steuerleitung 13 des Ventils E ist an die Öltank zurückgeleitet. Der Druck in der Leitung 10
Druckabfühlvorrichtung D angeschlossen. Die Rück- ist somit sehr niedrig und in erster Linie abhängig
flußleitung 17 mündet in den Öltank. 25 vom Druckabfall zwischen der Förderseite der
Die Steuervorrichtung F ist, wie bereits genannt, Pumpe C und der Öffnung der Rückflußleitung 17. mit einem nicht dargestellten Rückschlagventil ver- Zwar herrscht in der Leitung 10 ein gewisser Übersehen, das einen Rückfluß von Druckmittel in die druck, dieser ist jedoch klar niedriger als der in den Zuflußleitung 10 verhindert. Zur Betätigung der Seil- Leitungen 11 und 12. Von den letztgenannten Leiwinde B sowie des Hubzylinders A des Kranarmes 30 tungen kann sich der Druck nämlich dank des Rückist jeweils ein Handsteuerschieber mit folgenden drei schlagventils in der Steuervorrichtung F nicht zurück Arbeitsstellungen vorgesehen: Heben, Halten und in die Leitung 10 fortpflanzen. Irgendwelche Mög-Senken. lichkeiten, in dieser Lage irgendein anderes Antriebs-
Die Vorrichtung nach dem dargestellten Ausfüh- element mit Druckmittel zu beaufschlagen, z. B. die
rungsbeispiel arbeitet auf folgende Weise: 35 Seilwinde B, einen hydraulisch ausfahrbaren Arm
Von der Pumpe C wird das Druckmittel durch das oder einen hydraulisch betätigten Wipparm, wie er Druckeinstellventil E und über die Leitung 10 der in diesem Fall ebenfalls durch B repräsentiert sein Steuervorrichtung F zugeführt. Befinden sich beide könnte, besteht nicht mehr. Erst wenn die Ausladung Handhebel 26, 27 in Neutralstellung (Halten), so verringert ist, beispielsweise durch Einfahren des ausfließt das Druckmittel durch das Steuerventil F hin- 40 fahrbaren Teils des Kranarmes oder durch eine durch und zurück zum Öltank, d. h. das Druckmittel solche Änderung der Stellung des Kranarmes, durch zirkuliert praktisch drucklos zwischen der Pumpe C, die der Druck auf den Hubkolben A abnimmt, kann dem Ventile, der SteuervorrichtungF und dem mit einem anderen Antriebselement gearbeitet werÖltank. den.
Durch Betätigung des Handhebels 27 der Steuer- 45 Bei einem Kranarm, der mit einem hydraulisch Vorrichtung F wird dieser Kreislauf unterbrochen, ausfahrbaren Arm oder einer Seilwinde versehen ist, ein hydraulischer Druck baut sich auf und das ist es somit in dieser Lage wünschenswert, beispiels-Druckmittel wird durch die Leitung 11 dem Zylin- weise die Last mit der Seilwinde senken zu können der A zugeführt, der hier als Hubzylinder des Kran- oder den ausfahrbaren Arm einzuziehen, ohne daß arms od. dgl. gedacht ist. Die Leitung 11 steht durch 5° dies durch das Ventil E beeinflußt wird. Dieses Ventil eine Leitung 12 in Verbindung mit einem der Druck- kann mit dem Druckeinstellrad 18 auf einen passenfühler und beaufschlagt dort den Kolben 3. Das den Maximaldruck eingestellt werden. Wird dieser Druckmittel strebt danach, den Kolben 3 gegen die eingestellte Druck beispielsweise in der Ventilkam-Wirkung der Feder 6 zu verschieben, und zwar nach mer des ferngesteuerten Entladeventils E erreicht links in der Zeichnung. Solange die Kraft der Feder 6 55 oder überschritten, so hebt sich der Ventilkolben 16 größer ist als die durch den hydraulischen Druck auf gegen die Kraft der Feder 24 und die Rückflußden Kolben 3 ausgeübte Kraft, d. h. solange keine Öffnung 25 öffnet sich, bis der Druck wieder auf den Beaufschlagung über die mittels der Stellschraube 9 eingestellten Wert gesunken ist. Bei einer Absenkeingestellte Federkraft hinaus vorliegt, nehmen die bewegung oder beim Einfahren des Armes mit Hilfe einzelnen Teile die in Fig. 1 dargestellte Stellung 60 des Ein- und Ausfahrzylinders, in der Zeichnung ein. beispielsweise repräsentiert durch das Organ B, wird
Wenn ein durch die Stellschraube 9 eingestellter die Leitung 19 unter Druck gesetzt, indem der Handmaximaler Öldruck in den Leitungen 11 und 12 hebel 26 der Steuervorrichtung F entsprechend beerreicht und überschritten wird, d. h. wenn der KoI- tätigt wird. Der Druck pflanzt sich auch durch die ben A anfängt, überlastet zu werden, wird der KoI- 65 Leitung 20 fort und beaufschlagt den Kolben 1 im ben 3 in der Zeichnung nach links verschoben und Druckfühler D. Dieser Kolben ist dazu vorgesehen, öffnet eine Verbindung, so daß Druckmittel aus der bei Verschiebung nach links, gegen die Kraft der Steuerleitung 13 über einen Kanal 14 passieren und Feder 4, die Verbindung zwischen dem Kanal 14 und
dem Rückflußrohr 15 ganz zu blockieren. Dabei wird jedoch der Druckmittelfluß durch die Steuerleitung 13 ebenfalls gesperrt und der gleiche Hochdruck baut sich wieder auf beiden Seiten des Ventilkolbens 16 im Ventil £ auf. Somit schließt der Ventilkolben 16 unter Einfluß der Feder 24 die Rückflußöffnung 25 zur Rückflußleitung 17 und dem öltank. Dabei baut sich ein Druck, der bis auf den mit Hilfe des Rades 18 eingestellten Höchstdruck ansteigen kann, in der Leitung 10 auf, steht im Steuerventil F an und pflanzt sich zum Hydraulikmotor B oder dem ebenfalls durch die Bezeichnung B repräsentierbaren Ein- und Ausfahrzylinder fort. Somit kann das Antriebselement B in Richtung einer Absenkung der Last oder Verkürzung der Auslage betätigt werden. Solange diese Bewegung erfolgt, ist der Kolben 1 in der Zeichnung nach links verschoben und das Entladeventil E gewissermaßen außer Funktion gesetzt. Diese Stellung ist in F i g. 3 dargestellt.
Wenn beispielsweise bei kurzer Ausladung eine bestimmte Last mit Hilfe der Seilwinde B oder auch durch den Hubkolben A gehoben und danach die Ausladung vergrößert wird, beispielsweise durch Ausfahren des ausfahrbaren Teils des Kranarmes, kann die genannte Ausfahrbewegung nur soweit verlaufen, bis die Ausladung soweit zugenommen hat, daß der Druck auf den Kolben A und damit der Druck in den Leitungen 11 und 12 und somit auf den Kolben 3 so groß geworden ist, daß der Kolben 3 nach links in F i g. 1 bis 3 verschoben und die Druck-Steuerleitung 13 drucklos wird, so daß der Ventilkolben 16 die Rückflußöffnung 25 freigibt, wodurch die Leitung 10 entlastet wird. Umgekehrt kann man somit beispielsweise den Kranarm nicht dadurch überlasten, daß man an Stelle eines einfachen Seiles eine Flasche am äußeren Kranarmende befestigt. Sobald die durch die Flasche auf die Last ausgeübte Hubkraft den Wert überschreitet, bei dem der Druck auf den Kolben A größer als zulässig wird, wird die Abfüllvorrichtung für den Kolben A ausgelöst und blockiert eine weitere Zuführung von Druckmittel zum Antrieb der Seilwinde. Ist beispielsweise die zu hebende Last größer als die Belastung, der der Kranarm bei der fraglichen Ausladung ausgesetzt werden darf, wird die Last nicht gehoben und die den Kran bedienende Person sieht somit, daß sie die Ausladung vermindern muß. Sobald die Ausladung in erforderlichem Ausmaß verkleinert ist, kann die Last gehoben werden. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erhält man somit eine Möglichkeit, der Seilwinde eine Hubkapazität zu geben, die der jeweiligen Länge bzw. Ausladung des Kranarmes entspricht.
Aus den Figuren geht hervor, daß ein einfachwirkender Kolben, z. B. der Hubkolben des Kranarmes, so geschaltet wird, wie dies für den Zylinder A dargestellt ist. Ein doppeltwirkender Kolben, beispielsweise zum Ein- und Ausfahren des ausfahrbaren Teils des Kranarmes, wird analog zur Seilwinde B geschaltet, d. h. mit einem Druckfühler, der dem Druckfühler für den erstgenannten Hubkolben A parallel geschaltet ist, wobei der andere Druckfühler für die Einfahrkraft wie der Kolben 1 angeschlossen wird. Sämtliche entlastenden Funktionen, d. h. Absenken der Last, Einfahren des Lastarmes und eventuell geringfügiges Senken des Kipparmes zum Absetzen der Last, werden analog zum Kolben 1 geschaltet, während belastungserzeugende Funktionen wie die Kolben 2 und 3 geschaltet werden.
nen wie die Kolben 2 und 3 geschaltet werden.
Um Überlastungen zu vermeiden, ist es weiter zweckmäßig, sich einer solchen Steuervorrichtung F zu bedienen, die nur die Betätigung jeweils eines einzelnen Handhebels gestattet, nicht dagegen die Betätigung zweier oder mehrerer Steuerhebel auf einmal.
Ferner können weitere Druckfühler für zusätzliche hydraulische Zylinder am Lastkran für beispielsweise hydraulisches Ein- und Ausfahren eines ausfahrbaren Armes, zum Anheben und Absenken eines Kipparmes, Kopflenkers usw. auf analoge Weise angeordnet sein. Dabei ist es in der Regel ausreichend, das Ausschieben eines ausfahrbaren Armes und das Anheben eines Kipparmes zu überwachen und eventuell zu blockieren, während das Einfahren bzw. Absenken in der Regel keine Überlastungen verursacht und somit auch nicht blockiert werden muß. Es dürfte vielmehr wünschenswert sein, bei einer vorliegenden Auslastung oder beginnenden Über- a lastung den Kipparm bzw. Kranarm zum Absetzen " der Last geringfügig senken oder den ausfahrbaren Arm einziehen bzw. die Seilwinde nachlassen zu können. In den beiden erstgenannten Fällen ist es meist lediglich erforderlich, eine Rückflußleitung zu öffnen, während das Einfahren eines ausfahrbaren Armes eine gewisse Kraft erfordert und für das Ablassen einer Seilwinde ein Druckmittelstoß erforderlich ist, um die in der Regel mit der Seilwinde kombinierte Lastdruckbremse zum Loslassen zu bringen.
Die Abfühlvorrichtung D kann auch auf andere Art und Weise als im Ausführungsbeispiel dargestellt ausgeführt werden. Beispielsweise können die Kolben 1, 2 und 3 — anstatt für ein direktes öffnen bzw. Schließen des Kanales zum Rückflußrohr 15 vorgesehen zu sein — aus Kolben bestehen, die Rückschlagventile betätigen, welche der Steuerleitung 13 Öldruck zuführen und über diese ein druckgesteuertes Rückschlagventil betätigen, das geöffnet wird und den ölfluß der Pumpe C über die Rückflußleitung 17 in Verbindung mit dem öltank ( setzt und auf diese Weise einen solchen Zufluß von Druckmittel zum Antriebselement begrenzt, der ansonsten eine Belastungserhöhung eines bereits ausgelasteten Arbeitselementes mit sich führen könnte.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zur selbsttätigen Begrenzung der Belastung von druckmittel betätigten Antriebselementen eines Krans od. dgl., wobei diese Antriebselemente über eine Steuervorrichtung von einer Druckquelle gespeist werden, und wohei die Druckkammer mindestens eines der Antriebselemente mit einem Fühlcrgan in Verbindung steht, das auf einen vorgebbaren, der maximalen Belastbarkeit des jeweiligen Antriebselementes entsprechenden Druck anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß ein über einen Steuerkreis druckmittelgesteuertes Entladeventil (E) vorgesehen ist, das zwischen der Druckquelle (C) und der Steuervorrichtung (F) für die Antriebselemente (A, B) liegt, und daß der Steuerkreis (13, 14, 15) des Entladeventils (E) durch die Fühlorgane (1, 2, 3) in der Weise beeinflußbar ist, daß
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das Entladevcnlil (E) die Zufuhr des Druckmittels zu den Antriebselcmcnten (A. B) unterbindet, für die die zulässige Belastbarkeit bereits erreicht ist, bzw. für solche Arbeitsvorgänge sperrt, deren Durchführung eine weitere Belastung der bereits höchstzulässig belasteten Antriebselemente zur Folge hätte.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Entladcventil (E) ein druckgesteuertes Rückschlagventil vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlorgane (D) federbelastete Kolben (2, 3) aufweisen, die bei Überschreitung der höchstzulässigen Belastung des zugehörigen Antriebselements (B, A) eine Verbindung zwischen der Steuerleitung (13) des Entladeventils (E) und einer Rückflußleitung od. dsl. (15) öffnen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlorgane (D) federbelastete Kolben aufweisen, die beim Überschreiten der höchstzulässigen Belastung des zugehörigen Antriebselementes (A, B) Rückschlagventile betätigen, die zur direkten oder indirekten Steuerung des Entladeventils (E) vorgesehen sind.
5. Einrichtung nach Anspruch ? oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Fcderbelasiung (4, 5, 6) der Kolben (1, 2. 3) einstellbar ist.
6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche und mit doppeltwirkenden Antriebselementen, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Leitungen, die bei einer die Belastung eines anderen Antriebselements (A, B) erhöhenden Arbeitsfunktion beaufschlagt werden, zwecks Begrenzung der Druckmittelzufuhr jeweils an einen Druckfühler (2, 5, 8; 3. 6. 9) angeschlossen sind, während andere Leitungen, die bei entgegengesetzt gerichteten Arbeitsfunktionen beaufschlagt werden, jeweils an einen zweiten Druckfühler (1. 4, 7) angeschlossen sind, der auch bei höchstzulässiger Auslastung die Zufuhr von Druckmittel zwecks Herabsetzung der Belastung ermöglicht.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Druckfühler (1, 4, 7) in betätigter Stellung die durch einen oder mehrere andere Druckfühler (2, 5, 8; 3, 6. 9) geöffnete Verbindung zwischen der Steuerleitung (13) der Ventilanordnung (E) und der Rückflußleitung (15) blockiert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009 548/150
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