DE2065907A1

DE2065907A1 - Vorrichtung zum selbsttaetigen steuern der bewegung eines rammhammers

Info

Publication number: DE2065907A1
Application number: DE19702065907
Authority: DE
Inventors: Oskar Vive Elon Blomquist
Original assignee: Stabilator AB
Current assignee: Stabilator AB
Priority date: 1970-04-13
Filing date: 1970-07-10
Publication date: 1976-11-18
Also published as: DE2034382B2; NO134958B; DE2034382A1; FI54519B; DE2034382C3; SE341669B; FI54519C; DE2065907B2; NO134958C; DE2065907C3; DK284478A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern der Bewegung eines Rammhammers, der von einer Seiltrommel hochgezogen wird, wenn diese über eine eingerückte Kupplung mit einem Antrieb verbunden ist, und bei ausgerückter Kupplung herunterfällt, wobei die Kupplung von einer Steuereinheit derart ein- und ausrückbar ist, daß die Fallhöhe des Rammhammers während der gesamten Rammung einen vorwählbaren, konstanten Wert beibehält.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Gattung (DT-PS 689 893) wird die Drehbewegung der Seiltrommel und damit auch die Bewegung des Rammhammers in die Bewegung einer Wandermutter längs einer Leitspindel abgebildet, die sich zusammen mit der Seiltrommel dreht. In der Bewegungsbahn der Wandermutter sind Steueranschläge vorgesehen, mit denen ein an der Wandermutter befestigter Anschlaghebel zusammenwirkt, der die Kupplung ein- oder ausrückt. Die Steueranschläge sind mit Hilfe von Stellspindeln über ein Handrad einzeln oder gemeinsam verstellbar, so daß sowohl die Lage des Fallweges des Rammhammers als auch die Größe des FaIl-

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weges verändert werden kann. Wenn bei der bekannten Vorrichtung während der gesamten Rammung die Fallhöhe des Rammhammers einen konstanten Wert beibehalten soll, paßt eine Bedienungsperson durch Drehung am Handrad die Fallhöhe des Rammhammers, d. h. dessen maximale Hubhöhe, jeweils an die Einschlagtiefe des einzuschlagenden Gegenstandes an.

In der DT-PS 689 893 findet sich zwar ein Hinweis darauf, daß die Fallhöhe des Rammhammers während der gesamten Rammung auch selbsttätig auf einem konstanten Wert gehalten werden kann, indem entweder vom Rammhammer oder einem damit verbundenen Hubwerksteil oder vom einzurammenden Gegenstand aus die Stellung der Anschläge oder die Stellung von Steuerkontakten fortschreitend berechtigt wird; wie dies im einzelnen geschehen soll, ist jedoch nicht ausgeführt.

Aus der DT-AS 1 155 399 ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, bei der die Drehung einer Seilrolle ebenfalls in die Bewegung einer Wandermutter übertragen wird. In der Übertragung zwischen Seilrolle und Wandermutter ist eine Rutschkupplung vorgesehen, wodurch erreicht wird, daß die Bewegungsbahn der Wandermutter unabhängig von der Rammtiefe des einzurammenden Gegenstandes wird, so daß ein mit der Wandermutter zusammenwirkender Schalter die Kupplung zwischen Seiltrommel und Antrieb jeweils ausrückt, wenn die Seilrolle beim Hochziehen des Rammhammers eine vorbestimmte Umdrehungszahl ausgeführt hat. Die Fallhöhe des Rammhammers wird somit selbsttätig konstant gehalten. Das Einrücken der Kupplung, nach dem der Rammhammer auf den einzurammenden Gegenstand aufgeschlagen hat, geschieht durch die Lockerung des Seils beim Auftreffen des Rammhammers auf den einzurammenden Gegenstand. Zum Abtasten dieser Lockerung ist die Seilrolle in einem beweglichen Steuerschieber gelagert, der je nach Seilspannung von einer Druckfeder in verschiedene Lagen gedrängt wird und bei gelockertem Seil in eine Lage kommt, in der der Schalter zum Einrücken der Kupplung geschlossen wird. Das

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Erfordernis der Lockerung des Seils zum Einrücken der Kupplung beeinträchtigt die Funktionssicherheit der Vorrichtung, da Schwingungen des Seils von der Vorrichtung als Lockerung aufgefaßt werden können und somit Fehlsteuerung verursachen können. Zusätzlich ist die Lockerung beim Auftreffen des Rammhammers auf den einzurammenden Gegenstand trotz einer Nachlaufbremse nicht genügend definiert, so daß die Genauigkeit der eingestellten Fallhöhe des Rammhammers beeinträchtigt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß während des gesamten Rammvorgangs sicher eine gleichbleibende Fallhöhe des Rammhammers gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen an die Drehung der Seiltrommel gekoppelten Impulsgeber, der für jeden vorbestimmten Drehwinkel der Seiltrommel unabhängig von deren Drehrichtung einen Impuls an ein Zählwerk abgibt, das bei Drehung 3_er seiltrommel während des Anhebens des Rammhammers von einer Ausgangszählzahl aufwärts zählt und bei Erreichen einer vorbestimmten, der erwünschten Fallhöhe entsprechenden zweiten Zählzahl die Kupplung ausrückt, um dadurch die Fallbewegung des Rammhammers auszulösen, und bei der während des Fallens des Rammhammers erfolgenden Drehung der Seiltrommel in entgegengesetzte Richtung zurück zählt und nach Erreichen der Ausgangszählzahl die Kupplung erneut einrückt.

Durch Wahl der zweiten Zählzahl läßt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Fallhöhe einstellen, die während des gesamten Rammvorgangs konstant bleibt. Durch die Trägheit des Einrückens der Kupplung nach Erreichen der Ausgangszählzahl beim Zählen während des Fallens des Rammhammers wird erreicht, daß jeweils zu Beginn einer Aufwärtszählung, d.h. beginnend mit dem Abheben des Rammhammers vom einzurammenden Gegenstand gleiche Verhältnisse herrschen, auch wenn der Gegenstand zunehmen^

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tiefer eingerammt ist.

Mit Vorteil ist die Vorrichtung derart ausgebildet, daß das Zählwerk während der Rückzahlung bei Erreichen einer vorbestimmten dritten Zählzahl, die höher als die Ausgangszählzahl ist, eine Bremse für die Seiltrommel einschaltet, die wirksam ist, bis das Zählwerk während der weiteren Rückzahlung die Ausgangszahl erreicht. Mit dieser Ausbildung wird erreicht, daß der Rammhammer ohne starke Lockerung des Seils nach dem Aufschlag auf den einzurammenden Gegenstand zum Stillstand kommt, wodurch einerseits die Gefahr beseitigt wird, daß das Seil aus irgendwelchen Rollen herausspringt und andererseits der Vorteil erzielt wird, daß die erneute Aufwärtszählung bei straffem Seil beginnt, d.h. die vorgegebene Hubhöhe des Rammhammers genau eingehalten wird.

Die Bremse kann beispielsweise von einer Kupplung zwischen dem Antrieb und der Seiltrommel gebildet sein, die beim Bremsen mit einer geringeren Kraft beaufschlagt ist als beim Einrücken zum Anheben des Rammhammers.

Das Zählwerk ist vorteilhafterweise als elektronisches Zählwerk derart ausgebildet, daß zur Erzielung der geschilderten Funktionen an mehrere zu Betätigungsvorrichtungen für die Kupplung bzw. Bremse führende Leitungen verschiedene Signalbilder abgegeben werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist jede Betätigungsvorrichtung eine Kolben-Zylindereinheit, deren Kolben an eine Stellstange angeschlossen und über Magnetventile, die durch die Signalbilder gesteuert sind, mit Druckmittel beaufschlagbar ist.

Bei gleichzeitiger Verwendung der Kupplung als Bremse erfolgt die Zufuhr von Druckmittel zu einem für das Einrücken der Kupplung vorgesehenen Magnetventil vorteilhafterweise über ein Druckredu-

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zierventil, das von einem Magnetventil im Nebenschluß überbrückt ist, welches durch die Signalbilder so steuerbar ist, daß es beim Bremsen geschlossen und bei vollständigem Einrücken der Kupplung offen ist.

Das Zählwerk weist mit Vorteil einen Kondensator auf, der durch die Impulse aufladbar und entladbar ist und durch die dabei an ihm entstehenden Spannungen die jeweiligen Signale für das Anheben, das Auslösen der Fallbewegung und das Bremsen abgibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der Vorrichtung und

Fig. 1a eine Teilansicht der in Fig. 1 mit A bezeichneten Stelle.

Gemäß Fig. 1 ist ein Rammhammer 1 an einem Seil 2 befestigt, das über eine Umlenkrolle 4 auf eine Seiltrommel 3 läuft. Ein Betonpfahl 5 soll mit dem Rammhammer 1 in den Boden 6 eingerammt werden.

Die Seiltrommel 3 ist über eine nicht dargestellte Kupplung an einen Antriebsmotor angeschlossen. Die Betätigung der Kupplung erfolgt mittels einer Stellstange 7, die über einen Handhebel 8 manuell oder über einen Servomotor in Form einer Kolben-Zylindereinheit 9 automatisch betätigt werden kann.

Der Hydraulikzylinder der Kolben-Zylindereinheit 9 ist mit seinen Enden wahlweise an eine zu einer ölpumpe P führende Leitung 10 oder an eine Auslaßleitung 11 anschließbar. Die Umstellung erfolgt über zwei Magnetventile 12 und 13, die über elektrische

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Leitungen 22 und 23 an ein Zählwerk 21 angeschlossen sind, dessen Funktion im folgenden erläutert werden wird.

Weiter ist für die Seiltrommel 3 eine Bremse vorgesehen, die mit Hilfe einer Stellstange 14 betätigbar ist. Die Stellstange

14 ist ähnlich wie die Stellstange 7 mit Hilfe eines Handhebels

15 manuell oder bei automatisch erfolgendem Betrieb über.eine doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheit 16 betätigbar. Der Zylinder der Kolben-Zylindereinheit ist ähnlich wie der Zylinder der Kolben-Zylindereinheit 9 über Magnetventile 17 und 18 an die zur Pumpe führende Leitung 10 oder an die Auslaßleitung 11 anschließbar. Die Umstellung der Magnetventile 17 und 18 erfolgt über elektrische Leitungen 24 und 25 vom Zählwerk 21 aus.

An das Zählwerk 21 ist über eine elektrische Leitung 20 ein Impulsgeber 19 angeschlossen, der mit der Seiltrommel 3 derart zusammenwirkt, daß bei jeder Drehung der Seiltrommel 3 um einen vorgegebenen Winkelbetrag ein Impuls an das Zählwerk 21 abgegeben wird. Der Impulsgeber 19 kann magnetisch, elektromagnetisch, fotoelektrisch, piozoelektrisch oder ähnlich arbeiten. Da die Bauweise des Impulsgebers 19 weitgehend in das Ermessen des Fachmanns gestellt ist, wird sie im folgenden nicht näher erläutert.

Bei automatischem Betrieb, der durch nicht dargestellte Schalter einschaltbar ist, hat die Vorrichtung gemäß Fig. 2 folgende Arbeitsweise:

Es sei angenommen, daß der Rammhammer 1 beim Einschalten der Vorrichtung auf der Schlagfläche des Pfahls 5 aufruht. Bei dieser Einschaltung nehmen die Magnetventile 12, 13, 17 und 18, gesteuert über die elektrischen Leitungen 22 bis 25, folgende Stellungen ein:

Das Magnetventil 12 verbindet das gemäß Fig. 2 linke Ende der Kolben-Zylindereinheit 9 mit der Auslaßleitung 11 und das Magnetventil 13 verbindet das rechte Ende der Kolben-Zylindereinheit

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9 mit der Leitung 10, so daß die durch die Stellstange 7 betätigte mechanische Kupplung zwischen dem Antrieb und der Seiltrommel 3 ausgekoppelt ist.

Das Magnetventil 17 verbindet das linke Ende der Kolben-Zylindereinheit 16 mit der Leitung 10 und das Magnetventil 18 verbindet das rechte Ende der Kolben-Zylindereinheit 16 mit der

Auslaßleitung ^¹' ^{so daß die nicht} gezeigte Bremse über die Stellstange 14 die Seiltrommel 3 bei nicht erschlafftem Seil

2 anhält.

Sobald ein für den Start vorgesehener Schalter st am Zählwerk in die Einschaltstellung T gebracht wird (F bedeutet Ausschaltstellung) , verbindet das Magnetventil 12, von dem Zählwerk 21 gesteuert, das linke Ende der Kolben-Zylindereinheit 9 mit der Leitung 10 und verbindet das Magnetventil 13 das rechte Ende der Kolben-Zylindereinheit 9 mit der Auslaßleitung 11, so daß die Stellstange 7 betätigt wird und die Kupplung zwischen Antrieb und Seiltrommel 3 einkuppelt. Der Rammhammer 1 wird von der nun umlaufenden Seiltrommel 3 angehoben. Gleichzeitig verbindet das Magnetventil 17 das linke Ende der Kolben-Zylindereinheit 16 mit der Auslaßleitung 11 und verbindet das Magnetventil 18 das rechte Ende der Kolben-Zylindereinheit 16 mit der Leitung 10, so daß die Einwirkung der Bremse auf die Seiltrommel

3 endet.

Bei der nun erfolgenden Drehung der Seiltrommel 3 gibt der Impulsgeber 19 beispielsweise nach jeder Drehung der Seiltrommel 3 um 2° (bei einer Umfangslänge der Seiltrommel von 1,8m entspricht dies einer Anhebung des Rammhammers 1 um 1 cm) einen Impuls an das Zählwerk 21 ab. Nach einer bestimmten Anzahl von Impulsen, die mit einem Handrad R- einstellbar ist und beispielsweise 60 beträgt, ist der Rammhammer 1 um die gewünschte Höhe, gerechnet von der Schlagfläche des Pfahls 5 aus, angehoben. Bei Erreichen dieser mit dem Handrad R^ eingestellten Impulszahl ändern sich die in den vom Zählwerk 21 wegführenden elektrischen

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Leitungen 22 bis 25 vorhandenen Ausgangssignale, wodurch das linke Ende der Kolben-Zylindereinheit 9 über das Magnetventil 12 mit der Auslaßleitung und das rechte Ende der Kolben-Zylindereinheit 9 über das Magnetventil 13 mit der zur Pumpe führenden Leitung 10 verbunden wird. Die Seiltrommel 3 wird dadurch vom Antrieb entkuppelt. In den elektrischen Leitungen 24 und 25 erfolgt keine Signaländerung, so daß die Seiltrommel 3 nach wie vor ungebremst ist.

Im beschriebenen Zustand fällt der nun nicht mehr gehaltene Re:air: HHimer 1 abwärts und nimmt dabei die Seiltrommel 3 über das Seil mit, wobei sich die Seiltrommel in entgegengesetzter Richtung dreht. Bei dieser Drehung gibt der Impulsgeber 19 über die Leitung 20 ebenfalls Impulse an das Zählwerk 21 ab, und zwar ebenso wie beim Anheben des Rammhammers 1 jeweils einen Impuls für jede Drehung der Seiltrommel 3 um den vorbestimmten Winkelbetrag.

Beim Erreichen der mit dem Handrad R. eingestellten Impulszahl beim Anheben des Rammhammers 1 ist gleichzeitig mit dem Umschalten der Ausgangssignale in den elektrischen Leitungen 22 und 23 ί ch eine Umschaltung des Zählwerks 21 von Vorwärtszählung auf Rückwärtszählung erfolgt. Das Zählwerk 21 zählt daher beim Fall des Rammhammers 1 im angegebenen Beispiel von 60 aus zurück. Mit Hilfe eines weiteren Handrades R2 kann das Zählwerk 21 so eingestellt werden, daß es bei Erreichen eines vorausbestimmten Zählstandes, beispielsweise 15, eine Umschaltung des Signalbildes in den elektrischen Leitungen 22 bis 25 derart bewirkt, daß nur die Signale in den elektrischen Leitungen 24 und 25 verändert werden. Hierdurch verbindet das Magnetventil 17 das linke Ende der Kolben-Zylindereinheit 16 mit der Leitung 10 und das Magnetventil 18 das rechte Ende der Kolben-Zylindereinheit 16 mit der Auslaßleitung 11. Während des abschließenden Teils der Fallbewegung des Rammhammers 1 wird über die Stellstange 14 somit

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die Bremse betätigt und bremst die Seiltrommel 3 ab. Der Rammhammer 1 fällt nun bei abgebremster Seiltrommel 3 bis das Zählwerk 21 auf seine Ausgangszählzahl, im beschriebenen Beispiel O, zurückgezählt hat. Sobald das Zählwerk 21 bei 0 angekommen ist, erfolgt eine neuerliche Umschaltung des Signalbildes in den elektrischen Leitungen 22 bis 25, so daß die Stellstange 7 die Kupplung zwischen Antrieb und Seiltrommel 3 zum Anheben des Rammhammers 1 erneut einrückt und die Stellstange 14 die Bremse von der Seiltrommel 3 löst.

Die Anhebung des Rammhammers 1 aus der neuen Lage der Schlagfläche des Pfahles 5 beginnt, wobei bezüglich des Zählwerks 21 die gleichen Ausgangsverhältnisse wie beim geschilderten ersten Arbeitszyklus vorliegen.

Dem Umstand, daß der Pfahl 5 beim Aufschlag des Rammhammers 1 in den Boden 6 abgesenkt wird und daher eine solche zusätzliche Drehung der Seiltrommel 3 auftreten kann, daß der Impulsgeber nach der Rückzahlung des Zählwerks 21 auf O aufgrund der Absenkung des Rammhammers unter die ursprüngliche Lage "falsche" Impulse abgeben kann, kann auf folgende Weise Rechnung getragen werden: Die Umschaltung des Signalbildes ir den elektrischen Leitungen 22 bis 25 erfolgt unmittelbar,nachdem das Zählwerk 21 bis auf 0 zurückgezählt hat; die Umschaltung des Zählwerks 21 auf Beginn der erneuten Aufwärtszählung erfolgt jedoch über einen nicht dargestellten Umschalter erst, sobald die Einstellstange 7 die mechanische Kupplung derart eingekuppelt hat, daß Antriebsverbindung zwischen Antrieb und Seiltrommel 3 besteht.

Bei entsprechender Ausbildung der mechanischen Kupplung zwischen Antrieb und Seiltrommel 3 ist es möglich, diese Kupplung gleichzeitig als Bremse arbeiten zu lassen, indem die Kupplung lediglich soweit eingerückt wird, daß während des Bremsens - im geschilderten Beispiel während der Rückzahlung von 15 bis auf 0 ein Schlupf in der Kupplung auftritt.

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Pig 1a zeigt eine Ausführungsform, mit der dies möglich ist. Bei dieser Ausführungsform ist in der vom Magnetventil 12 zu der Pumpe führenden Leitung 10 ein Reduzierventil R_e vorgesehen, das den in der Leitung 10 herrschenden Druck auf einen niedrigeren Wert herabsetzt, der, auf die Kolben-Zylindereinheit 9 einwirkend, einen entsprechend abgestimmten, geringeren Druck auf die Stellstange 7 ausübt, so daß die Kupplung schleift und dadurch eine Bremswirkung erzielt wird. Die Magnetventile 17 und 18 sowie die Kolben-Zylindereinheit 16 und die Stellstange 14 können bei dieser Ausführungsform entfallen. Anstelle der genannten Bauteile wird das Druckreduzierventil Re durch ein Magnetventil 26 überbrückt, das in einer Stellung geschlossen ist, so daß das Druckreduzierventil R_e den der Kolben-Zylindereinheit 9 zugeführten Druck bestimmt. Wenn das Magnetventil 26 vollständig geöffnet ist und den gesamten,in der Leitung 10 herrschenden Druck der Kolben-Zylindereinheit 9 zuführt, wird die Kupplung zwischen Antrieb und Seiltrommel 3 vollständig eingekuppelt und schleift nicht mehr, so daß der Rammhammer 1 angehoben wird. Die Betätigung des Magnetventils 26 erfolgt über die elektrischen Leitungen 24 und 25, wobei ein Ausgangssignal in der Leitung 24 das Magnetventil 26 schließt und ein Ausgangssignal in der Leitung 25 das Magnetventil 26 öffnet.

X27 Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

(i ·) Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern der Bewegung eines Rammhammers, der von einer Seiltrommel hochgezogen wird, wenn diese über eine eingerückte Kupplung mit einem Antrieb verbunden ist, und bei ausgerückter Kupplung herunterfällt, wobei die Kupplung von einer Steuereinheit derart ein- und ausrückbar ist, daß die Fallhöhe des Rammhammers während der gesamten Rammung einen vorwählbaren, konstanten Wert beibehält, gekennzeichnet durch einen an die Drehung der Seiltrommel (3) gekoppelten Impulsgeber (19), der für jeden vorbestimmten Drehwinkel der Seiltrommel (3) unabhängig von deren Drehrichtung einen Impuls an ein Zählwerk (21) abgibt, das bei Drehung der Seiltrommel (3) während des Anhebens des Rammhammers (1) von einer Ausgangszählzahl aufwärts zählt und bei Erreichen einer vorbestimmten, der erwünschten Fallhöhe entsprechenden zweiten Zählzahl die Kupplung ausrückt, um dadurch die Fallbewegung des Rammhammers auszulösen, und bei der während des Fallens des Rammhammers (1) erfolgenden Drehung der Seiltrommel (3) in entgegengesetzte Richtung zurückzählt und nach Erreichen der Ausgangszählzahl die Kupplung erneut einrückt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählwerk (21) während der Rückzählung bei Erreichen einer vorbestimmten dritten Zählzahl, die höher als die Ausgangszählzahl ist, eine Bremse für die Seiltrommel (3) einschaltet, die wirksam ist, bis das Zählwerk während der weiteren Rückzählung die Ausgangszählzahl erreicht.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremse von einer Kupplung zwischen dem Antrieb und der Seiltrommel (3) gebildet ist, die beim Bremsen mit einer geringeren Kraft beaufschlagt ist als beim Einrücken zum Anheben des Rammhammers (1).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Zählwerk (21) als ein elektronisches Zählwerk derart ausgebildet ist, daß zur Erzielung der geschilderten Funktionen an mehrere zu Betätigungsvorrichtungen (9, 10, 12, 13, 17, 18) für die Kupplung bzw. Bremse führende Leitungen (22, 23, 24, 25) verschiedene Signalbilder abgegeben werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Betätigungsvorrichtung eine Kolben-Zylindereinheit (9; 16) ist, deren Kolben an eine Stellstange (7; 14) angeschlossen und über Magnetventile (12, 13, 17, 18), die durch die Signalbilder gesteuert sind, mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Verwendung der Kupplung als Bremse die Zufuhr von Druckmittel zu einem für das Einrücken der Kupplung vorgesehenen Magnetventil (12) über ein Druckreduzierventil (R_e) erfolgt, das von einem Magnetventil (26) im Nebenschluß überbrückt ist, welches durch die Signalbilder so steuerbar ist, daß es beim Bremsen geschlossen und bei vollständigem Einrücken der Kupplung offen ist,
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Zählwerk (21) einen Kondensator aufweist, der durch die Impulse aufladbar und entladbar ist und durch die dabei an ihm entstehenden Spannungen die jeweiligen Signale für das Anheben, das Auslösen der Fallbewegung und das Bremsen abgibt,

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