DE1900820A1

DE1900820A1 - Teleskopartig ausfahrbarer Ausleger mit einteilbarer Ausfahrbewegung

Info

Publication number: DE1900820A1
Application number: DE19691900820
Authority: DE
Inventors: Rogers Richard Eugene; Reed George Kenneth
Original assignee: Baldwin Lima Hamilton Corp
Current assignee: Baldwin Lima Hamilton Corp
Priority date: 1968-01-10
Filing date: 1969-01-08
Publication date: 1969-08-14
Also published as: BE726539A; NL6900328A; FR2000112A1; GB1183697A

Description

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PaOAaw. lfiiiainii Tr*«lap«M Dipl.-PhV·. Eduard Β·ΙΖΙ·Γ Fernsprecher: 3»8011

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TeleeraramenKftrItt: DATCMTAKIWXitb Telegrammanschrift:

i*hrp*l«nt. Hen» PATENTANWÄLTE Babetzpat MUnchen

Τ·Ι·χ OS 22» ISS Telex 05 245 42

19Ό0820 Bankkonten:

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^Ref-^: M o1 334 K/H,

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Baldwin-Lima-Hamilton-Corporation, 401 N. Wabash Avenue Chicago, Illinois 60611/üSA

Teleskopartig ausfahrbarer Ausleger mit einteilbarer Ausfahrbewegung

Die Erfindung betrifft im wesentlichen Kranausleger der Art, die als Baukran Verwendung findet, und ist im besonderen auf einen mehrteiligen Ausleger gerichtet, dessen Seile proportional ausfahrbar bzw. zum Ausfahren antreibbar sind.

Teleskopartig ausfahrbare Ausleger, die Auslegerverlängerungen umfassen sowie einen Auslegerfuß und den Ausleger selbst, bereiten Schwierigkeiten bei der Auslegerbetätigung. Bei der herkömmlichen Konstruktionstechnik bedeutet die Betätigung derartiger Ausleger gewöhnlich eine Wahl zwischen der Stabilität des Krane und der Stärke des Auslegers. Venn der Betätigungsmechanismus derart angelegt ist, daß der schwere Ausleger zuerst ausgefahren wird und erst dann die Auslegerverlängerungen ausgefahren werden, so daß schliesslich die leichteste Auslegerverlängerung dem Ausleger seine grösste Reichweite verleiht, erhält man die grösstmögliche Auslegerstärke für jede weitere Längeneinheit der Reichweite. Die Kranstabilität wird jedoch beeinträchtigt, wenn der Ausleger

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selbst ausgefahren wird, da der Ausleger ein sehr beträchtliches überhängendes Gewicht auf das Kransystem ausübt. Wenn dagegen die leichteste Auslegerverlängerung zuerst ausgefahren wird und erst dann die anderen Verlängerungen und söhliesslich der Ausleger selbst folgen, erhält man eine grösetmögliche Kranstabilität, Jedoch auf Kosten der Auslegerstärke, da sogar die schwereren Lasten bei kurzer Reichweite von den leichtesten Auslegerverlängerungen oder Auslegerabschnitten getragen werden müssen·

Wegen dieser unangenehmen Wahlmöglichkeit zwischen Ausleger stärke und Kranstabilität steht dem Kranführer bei verschiedenen Kranausführungen durch Steuervorrichtungen eine Entscheidungsmöglichkeit zur Verfügung, die es ermöglicht, die Reihenfolge des Ausfahrens des Auslegers und seiner Teile zu ändern. Diese Entscheidungsmöglichkeit hat sich jedoch nicht als zweckmässig erwiesen, da sich herausgestellt hat, daß die Kranführer häufig eine Fehlentscheidung bei der Überlegung treffen, welche Einstellung für die jeweilige Aufgabe die richtige ist. Sarüberhinaus machen verschiedene, einstellbare Arbeitsweisen den Betätigungsmechanismus verhältnismässig schwierig, und im falle hydraulischer Betätigungsvorrichtungen ergeben sich meistens eine Vielzahl von Rohr- und Schlauchleitungen.

Der vorteilhafteste Kompromiß zur Betätigung eines mehrteiligen Auslegers sieht vor, daß der Ausleger und seine Seile gleichzeitig und um vorbestimmte proportionale Zuwachsraten ausgefahren und eingefahren werden, so daß alle Teile ihre voll ausgestreckte und ihre voll zurückgezogene Lage gleichzeitig erreichen.

Infolgedessen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung im wesentlichen darin, txft einen neuen, hydraulisch betätigten mehrteiligen Ausleger zu schaffen, bei dem der Ausleger selbst und die Verlängerungen zur gleichen Zeit zurückgezogen und ausgefahren werden sowie mit Zuwachsraten, die aufeinander abgestimmt sind. Bestandteil der Aufgabe ist es, eine wirtschaftliche Lösung zu finden, da sich vorstellen lässt, daß man bereits das gleiche Ziel mit nachteiligen Konstruktionen zu erreichen versucht hat«,

Im Rahmen der Aufgabe der Erfindung soll ein Ausleger der vorstehenden Art geschaffen werden, dessen Aufbau so angelegt ist,

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daß wenig Beschläge und Steuerungszubehör nötig sind, so daß der Ausleger in wirtschaftlicher Weise gefertigt werden kann und sich im Betrieb als zuverlässig und robust erweist.

Andere Ziele und Torteile der Erfindung geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand von Ausführungebeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert wird. Xn den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines vierteiligen Auslegers nach der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Vorschubantriebs für den Ausleger von Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrösserte Teilansicht von einem der beiden Ven- ***· tile, die in Fig. 2 dargestellt sind, im Schnitt;

Fig. 4 eine vergrösserte Schnittansicht des anderen Ventils, das in Fig. 2 dargestellt ist, wobei sich die !Teile in einer anderen Lage befinden als in Fig. 3.

Wenn die Erfindung in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, sei jedoch darauf hingewiesen, daß nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf dieses AusfUhrungsbeispiel zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, daß die Erfindung alle Alternativlösungen, Abwandlungen und äquivalente umfasst, die innerhalb des Grundgedankens der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik liegen. Besonderen Wert wird auf die Feststellung gelegt, daß alle Einzelheiten des Aufbaue des erfindungsgemässen Auslegers, insbesondere der Ventile, erfindungswesentlich sind, so daß auf eine besondere Hervorhebung der Erfindungswesentlichkeit im Verlauf der weiteren* Beschreibung verzichtet wird.

Aus Fig. 1 ist eine mehrteilige Auslegeanordnung 10 ersichtlich, die einen Auslegerfuß 11 umfasst, der einen Ausleger 12 für eine längsgerichtete Bewegung in gleitbarer Verbindung trägt. Eine erste Auslegerverlängerung 13 ist gleitbar für eine Längsbewegung in dem Ausleger 12 angeordnet, und eine zweite Auslegerverlängerung 14 ist in ähnlicher Weise in der ersten Auslegerver-,längerung 13 angebracht. Die Auslegeranordnung 10 umfasst daher vier Teile einsohliesslich des Auslegerfußes 11, der wie üblich zur Ausführung einer Schwenk- und Hebebewegung auf einem Kran-

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fahrzeug angeordnet ist. ι

Drei doppelt wirkende lineare hydraulische Betätigungsvorrichtungen 21, 22 und 23 sind zur Steuerung der Ausfahr- und Einziehbewegungen der Auslegeanordnung 10 vorgesehen. Die Betätigungsvorrichtung 21 besteht aus einem Vorschubstempel, und seine Stange 24 ist an der Stelle 25 an dem inneren Ende des Auslegerfußes verankert« Sein Zylinder 26 ist an der Stelle 27 an dem Ausleger 12 befestigt. Die Betätigungsvorrichtung 22 bildet den Vorschubstempel für die mittlere Auslegerverlängerung. Seine Stange 28 ist an der Stelle 29 an dem Ausleger 12 befestigt, während sein Zylinder 30 an der Stelle 31 an der Auslegerverlängerung 13 angebracht ist. Die Betätigungsvorrichtung 23 bildet den Vorschubstempel für die äusserste Auslegerverlängerung, und dessen Zylinder 32 ist an der Stelle 31 an der Auslegerverlängerung 13 befestigt, während das Ende der Stange 33 an der Stelle 34 mit dem äussersten Ende der Verlängerung 14 verbunden ist.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind strömungsteilende Ventile 41 und 42 zwischen die Betätigungsvorrichtungen 21-23 geschaltet,um solche fest aufeinander abgestimmte sowie gleichzeitige Strömungsmengen an hydraulischem Druckmedium zu bilden, die zu den Betätigungsvorrichtungen hin und von diesen weg gefördert werden. Wenn die Auslegeranordnung ausgefahren wird, teilt das Ventil 42 den Strömungsfluß, der von einer Leitung 43 zu einem Leitungspaar 44 und 45 führt, die ihrerseits das rechte Ende der Betätigungsvorrichtung 22 und das linke Ende der Betätigungsvorrichtung 23 speisen, wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist. Auf diese Weise werden die erste und die zweite Verlängerung 13» 14 gleichzeitig nach aussen bewegt, oder, mit Bezug auf Pig. 1 nach rechts. Zur gleichen Zeit teilt das Ventil 41 die Strömung der hydraulischen Flüssigkeit, die von einer Leitung 46 zu einer Leitung 47 geführt wird, die zu dem rechten Ende der Betätigungsvorrichtung 21 führt und ausserdem führt über die Leitung 43 als entsprechende Verzweigung eine Verbindung zu dem Ventil 42. Diese Maßnahme führt zum Ausfahren des Auslegers 12 zur gleichen Zeit, wenn die Auslegerverlängerungen ausge-• fahren werden.

Wenn die Auslegeranordnung 10 zurückgezogen werden soll, wird

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durch die leitungen 51» 52 und 53 hydraulische flüssigkeit zu .den links gelegenen Enden der Betätigungsvorrichtungen 21 und 22 und zu den rechts gelegenen Ende der Betätigungsvorrichtung 23 geführt, Aie wiederum den Zeichnungen zu entnehmen ist. Während der ßückbewegung wird die hydraulische Flüssigkeit von den Betätigungssylindern über die Strömungsteilenden Ventile 41» 42 abgezogen, und diese Yentile bewirken die vorbestimmten einander gegenseitig beeinflussenden Zuwachsraten, die die gleichzeitige Bewegung des Auslegers 12 und der AuslegerverlÄngerungen 13» 14 auf ihrem Wege in ihre zurückgezogene lage veranlassen.

Die Strömungsmengen, die durch die Ventile 41» 42 gelangen, veranlassen die Betätigungsvorrichtungen 21-23» ihre voll ausgestreckte und voll zurückgezogene Lage jeweils etwa zur gleichen Zeit zu erreichen. Wenn T»qn annimmt, daß drei Betätigungsvorrichtungen etwa die gleiche Flüssigkeitsmenge für einen bestimmten Bewegungszuwachs verdrängen und der gesamte Ausfahrweg des Auslegers und der Auslegerverlängerungen der gleiche ist, so leitet das Ventil 41 ein Drittel der flüssigkeit von der Leitung 46 zu der Betätigungsvorrichtung 21, und zwei Drittel der Flüssigkeit werden von dem Ventil 42 aufgenommen, der zwei Drittel betragende Anteil der ursprünglichen Flüssigkeitsmenge wird sodann von dem Ventil 42 aufgeteilt, wobei die Hälfte der Flüssigkeit an die Betätigungsvorrichtung 22 und die andere Hälfte an der Betätigungsvorrichtung 23 abgegeben wird. Auf diese Weise nimmt jede Betätigungsvorrichtung zur gleichen Zeit die gleiche unter Druck stehende Flüssigkeitsmenge auf und die Bewegung des Auslegers und seiner Verlängerungen erfolgt daher gleichzeitig und proportional. Merkliche Änderungen bzw· Einstellung in der Strömungsteilungscharakteristik der Ventile 41» 42 ergeben sich, wenn die Grosse der Betätigungsvorrichtungen verschieden ist oder wenn Abweichungen in der Gesamtausdehnung des Auslegers und der Auslegerverlängerungen vorhanden sind.

Die Strömungsteilenden Ventile 41» 42 sind in ihrer Konstruktion im wesentlichen identisch mit Ausnahme der Grosse der die Durchflußmengen bestimmenden Öffnungen. Wenn man das Ventil 42 als typisch ansieht (vergl. Fig. 4), so weist ein solches Ventil einen Körper 60 mit Kanälen 61, 62 und 63 auf, die zu den entsprechenden hydraulischen Leitungen 43, 44 und 45 geöffnet sind.

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Ein Paar Hülsen 64 und 65 sind an entgegengesetzten Enden einer zentralen Bohrung 66 mittels eines Paars Endkappen 67 festgehalten. Die Hülsen 64t 65 weisen am Umfang öffnungen 68 und 69 auf, die zu den entsprechenden Durchgängen .62, 63 führen·

In den Hülsen 64, 65 sind hohle zylindrische Buchsen 71 und 72 gleitbar untergebracht, die jeweils geschlossene innere Enden und offene äussere Enden 74 aufweisen. Die nebeneinander liegenden geschlossenen Enden 73 der Buchsen 71, 72 sind mit hakenähnlichen Stützen 75 ausgerüstet, so daß sich die Buchsen voneinander entfernen können, bis die Stützen miteinander zum Eingriff kommen (Fig. 4). Die Buchsen können auch aufeinander zubewegt werden, bis die Stützen gegen die geschlossenen Enden der Buchsen stossen (Pig. 3).

Ein Paar Zentrierfedern 76, die jeweils zwischen einer der Kappen 67 und dem offenen Ende einer der Buchsen 71, 72 angeordnet sind, drücken die Buchsen gegeneinander, und eine Abstandsfeder 77 zwischen den beiden geschlossenen Enden der Buchsen drückt sie auseinander. Wenn kein Flüssigkeitsdruck vorhanden ist, sind die Buchsen 71, 72 unter dem Einfluß der Federbelastung ungefähr in die Lage geschoben, die in Fig. 4 dargestellt ist.

Die Buchsen 71, 72 sind mit einer Vielzahl von den Durchfluß bestimmenden öffnungen 73 und 79 versehen, und zwar an den geschlossenen Enden der Buchsen, sowie mit Drosselöffnungen 81 und 82, die mit den entsprechenden Hülsenöffnungen 68 und 69 ausgerichtet sind. Die Grosse der öffnungen 78 relativ zur Grosse der öffnungen 79 bestimmen das Verhältnis der Durchflußmengen zwischen den Öffnungen 62, 63 in dem Ventil.

Das Ventil ist in Fig. 4 in der Lage dargestellt, in der es die Strömung von der Leitung 43 zwischen den Betätigungsvorrichtungen 22, 23 für einen der Ausfahrbewegung der Auslegerverlängerungen entsprechenden Vorschub aufteilt. Unter Druck stehende Flüssigkeit in der Leitung 43 erreicht den Durchgang 61, gelangt von dort durch die die Durchflußmenge bestimmenden öffnungen 78, 79 in das Innere der Buchsen 71, 72 und durch die Ventilöffnungen 81,68 und 82, 69 heraus zu den Durchgängen 62, 63 und den Leitungen 44, 45· Solange hydraulische Flüssigkeit durch die Buchsen 71, 72 mit

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den durch die Grosse der öffnungen 78, 79 bestimmten Durchsatzmengen strömt, hält der Druck: die Buchsen in einer bestimmten Lage gegenüber den zugehörigen Hülsenöffnungen 68, 69 um auf diese Weise den Durchfluß bzw. die Strömung proportional zwischen den Kanälen 62, 63 aufzuteilen, Wenn jedoch beispielsweise die Strömung durch den Kanal 63 geringer wird als die vorbestimmte Durchflußmenge, nimmt der Druckabfall durch die öffnungen 79 hindurch ab, wodurch der Druck innerhalb der Buchse 72 ansteigt und die Buchse nach links bewegt wird, die daraufhin die Spule 71 durch Zusammendrücken der Feder 77 ebenfalls nach links drückt. Hierdurch werden die Drosselöffnungen 81, 68 teilweise geschlossen, die Durchflußmenge durch die Buchse 71 verringert sich infolgedessen. Die ursprüngliche Aufteilung der hydraulischen Flüssigkeitsmenge in den Durchgängen 62, 63 wird wieder hergestellt.

Das in Fig. 3 dargestellte Ventil 41 ist in ähnlicher Weise aufgebaut wie das Yentil 42, so daß einander entsprechende !Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, wobei zur Unterscheidung lediglich der Index a angehängt ist. Das Ventil 41 umfasst daher einen Ventilkörper 60a mit einem Durchgang 61a, der mit der Leitung 46 verbunden ist, und Durchgänge 62a und 63a, die in entsprechender Weise zu den Leitungen 47 und 43 führen. Hülsen 64a und 65a in dem Ventilkörper* 60a tragen in gleitbarer Verbindung Buchsen 71a und 72a.

Ein Unterschied zwischen den beiden Systemen, in denen die Ventile 41 und 42 benutzt werden, besteht darin, daß die die Durchflußmenge bestimmenden öffnungen 79a in der Buchse 72a, die Flüssigkeit zu und von der Leitung 43 führt, grosser sind als die die Durchflußmenge bestimmenden öffnungen 78a, die hydraulische Flüssigkeit zu und von der Durchgangsöffnung 62a und der Betätigungsvorrichtung 21 führen. Auf diese Weise muß eine grössere Menge hydraulische Flüssigkeit durch die Buchse 72a strömen, als durch die Buchse 71a, um die auf die Buchsen ausgeübten Kräfte im Gleichgewicht zu halten. Der Grund für die grössere Durchflußmenge zu der Leitung 43 besteht, wie oben bereits erwähnt wurde, 'darin, daß die Betätigungsvorrichtung 22, 23 etwa mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten wie die Betätigungsvorrichtung 21.

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Fig. 5 zeigt die Lage der Teile der Ventile, wenn der Ausleger und seine Auelegerverlängerungen zurückgezogen sind. Die Flüssigkeit, die unter Druck von der Betätigungsvorrichtung 21 und dem . ' Ventil 42 zurückkehrt, gelangt durch die Drosselöffnungen 68a» 81a bzw. 69a, 82a, um die hohlen Buchsen 71a und 72a zu füllen und diese gegeneinander zu drücken. Dieser Druck wird bei den Durchflußmengen aufgehoben, die durch die .Grosse der öffnungen 78a, 79a vorgeschrieben sind« Venn die nachströmende Flüssigkeit, die in den Durchgang 63a gelangt, beispielsnd.se· eine Durchflußmenge aufweist, die unterhalb der vorbestimmten liegt, so daß der Rückdruck innerhalb der Buchse 72a verringert wird, bewegt die andere Buchse 71a die Buchsen nach rechts (vergl. Fig. 3) wobei die Drosselöffnungen 68a, 81a teilweise geschlossen und die öffnungen 69a, 82a geöffnet werden, bis die Durchflußmengen, die in den , Durchgang 61a geIngen, durch eine entsprechende Grosse der öffnungen 78a, 79a auf das richtige Verhältnis zurückgebracht und wieder aufeinander abgestimmt sind.

Es ist klar, daß, wenn die Flüssigkeitsströmung durch das Ventil 41 uiigekehrt wird, seine Arbeitsweise derjenigen entspricht, die in Verbindung mit dem Ventil 42 beschrieben wurde. In ähnlicher Veiee wird eine Umkehr der Durchflußmengen durch das Ventil 42 das Ventil veranlassen in der gleichen Weise zu arbeiten, die in Verbindung mit dem Ventil 41 beschrieben wurde.

Aus der vorhergehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß der hydraulische Kreislauf für die Auslegeranordnung 10 sicherstellt, daß der Ausleger und seine Verlängerungen gleichzeitig mit aufeinander abgestimmten Zuwachsraten ausfahren und zurückgezogen werden, so daß sie ihre vollständig ausgestreckte und vollständig zurückgezogene Lage etwa zur gleichen Zeit erreicht. Für den Fachmann ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei der Anwendung der Erfindung ein außerordentlich geringer Bedarf an Beschlägen und Steuerungsteilen, einschliesslich der hydraulischen Leitungen und Vorrichtungen, vorhanden ist. Eine derartige Auelegeranordnung kann daher sehr wirtschaftlich gefertigt werden. Ihre Arbeitsweise ist darüberhinaus sehr zuverlässig.

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Claims

Patentansprüche :

1. Seleskopartig ausfahrbarer Ausleger mit einteilbarer Ausfahrbewegung dadurch gekennzeichnet , dafi ein innerhalb eines Auslegerfusses(11) länge rerschiebbarer Ausleger (12), eine innerhalb des Auslegers (12) längsverschiebbare erste Auslegerverlängerung (13) und eine innerhalb der ersten Auelegerverlängerung (13) längs verschiebbare aweite Auslegerverlängerung (14) vorgesehen sind, wobei eine erste doppeltwirkende hydraulische Betätigungsvorrichtung (21) zur Verbindung des Auslegerfußes (11) und des Auslegers (12) sowie zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen beiden angeordnet ist und eine zweite doppelt wirkende hydraulische Betätigungsvorrichtung (22) zur Verbindung des Auslegers (12) und der ersten Auslegerverlängerung (13) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen beiden vorgesehen ist sowie eine dritte hydraulische Betätigungsvorrichtung (23) zur Verbindung der ersten und der zweiten Auslegerverlängerung (13 bzw. 14) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen beiden angebracht ist und eine Vorrichtung mit einem ersten die Strömung der hydraulischen Flüssigkeit teilenden Ventil(42) zur Herbeiführung eines bestimmten gleichzeitigen Verhältnisses der Strömung des hydraulischen Mediums zu und von der zweiten und der dritten hydraulischen Betätigungsvorrichtung (22 bzw . 23) angeordnet ist, während eine andere Vorrichtung mit einem zweiten die Strömung des hydraulische Mediums teilenden Ventil (41) für die Einrichtung und Aufrechterhaltung eines bestimmten sowie gleichzeitigen Verhältnisses der Strömung des hydraulischen Mediums zu und von der ersten hydraulischen Betätigungsvor-" richtung (21) und zu und von dem ersten Ventil (42) sorgt, wobei die durch die Ventile (41» 42) veranlassten Durchflußmengen der Strömung derart sind, daß der Ausleger (12) und die Auslegerverlängerungen (13t 14) ihre vollständig ausgefahrene und vollständig zurückgezogene Lage im wesentlichen gleichzeitig erreichen.

2. Ausleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Auslegerfuß (11), ein innerhalb

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dee Auslegerfußes (11) längs bewegbarer Ausleger (12)» eine erste innerhalb des Auslegere (12) länge verschiebbare Au»" legerverlängerung (13), eine erste doppelt wirkende hydraulische Betätigungsvorrichtung (21) zur Verbindung des Auslegerfußes (11) und des Auelegers (12) but Erzeugung einer Relativbewegung zwischen beiden, eine «weite doppelt wirkende hydraulische Betätigungsvorrichtung (22) sur Verbindung des Auslegers (12) und der ersten Auslegerverlängerung (13) sowie ■ur Erzeugung einer Relativbewegung svlsehsa beiden und eine Torrichtung mit einem die Strömung des hydraulischen Mediums teilenden Ventil (42) zur Einrichtung und Aufrechterhaltung eines bestimmten gleichzeitigen Verhältnisses der Strömung des hydraulischen Mediums zu und von der ersten Betätigungsvorrichtung (21) und zu und von der zweiten hydraulischen Betätigungsvorrichtung (22) vorgesehen sind, wobei die Ströttsiungsverhältnisse, die von dem Ventil (42) veranlasst sind, derart sind, daß der Ausleger (12) und die Auslegerverlängerung (15) ihre voll ausgefahrene und voll zurückgezogene Lage im wesentlichen gleichzeitig erreichen.

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