DE2421319A1 - Steuervorrichtung fuer seiltrommeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Seiltrommeln für mit Seilen arbeitende Hebeeinrichtungen und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Steuern solcher Seiltrommeln.

Lasthebeeinrichtungen, z.B. Krane und dergl., arbeiten mit Seilen, die häufig in Form mehrerer Stränge angeordnet sind und dazu dienen, Ausleger in die gewünschte Stellung zu bringen und eine Last gegenüber einem Ausleger zu heben, wobei das Seil mit Hilfe von Seiltrommeln, die mit Kraftantriebseinrichtungen ausgerüstet sind, auf- bzw. abgewickelt wird. Bis jetzt ist es üblich, solche Seiltrommeln nach Bedarf mit einer Antriebskraftquelle zu kuppeln, die sich vorzugsweise so steuern läßt, daß sie ein variables Drehmoment abgibt, um die Wahl der gewünschten Geschwindigkeit und eine Anpassung an die Last zu ermöglichen. Ferner sind bei solchen Anordnungen normalerweise Trommelbremsen vorhanden, die dazu dienen, die Seiltrommeln festzulegen, um die zugehörigen Seile festzuhalten, wenn sie durch große Lasten auf Zug beansprucht werden.

Die Bedienungsperson einer solchen Lasthebeeinrichtung bedarf erheblicher Übung bezüglich des Steuerns der Kupplungen, der Bremsen und der Antriebskraftquelle, damit es ihr

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möglich ist, eine Last mit Hilfe einer Seiltrommel möglichst stoßfrei zu bewegen; dies gilt insbesondere dann, wenn sich die Lasten in sehr großer Höhe befinden, wie es bei neuzeitlichen Kranen häufig vorkommt. Strenge Sicherheitsvorschriften befinden sich in Vorbereitung oder sind bereits durch verschiedene Kranbenutzer oder Behörden eingeführt worden; gemäß diesen Vorschriften ist es der Bedienungsperson nicht mehr allein überlassen, auf welche leise sie eine Lasthebeeinrichtung betätigt, und es wird eine automatische Abbremsung verlangt, damit das Seil nicht auf unbeabsichtigte Weise von der zugehörigen Seiltrommel ablaufen kann. Zwar erscheint es als eine einfache Aufgabe, die Steuereinrichtung zusätzlich mit einer automatischen Bremse auszurüsten, doch wird die Erfüllung dieser Forderung dadurch erheblich erschwert, daß es erforderlich ist, für ein stoßfreies Abbremsen der angetriebenen Seiltrommel bis zur vollständigen Festlegung durch eine Bremse zu sorgen. Eine solche stoßfreie Abbremsung ist erforderlich, wenn stoßartige Belastungen des Seils vermieden werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für eine Seiltrommel zum Heben von Lasten zu schaffen, die es ermöglicht, die Seiltrommel automatisch abzubremsen, bei der jedoch ein stoßfreies Abbremsen bis zum Stillstand der Seiltrommel möglich ist, bei der sich diese Wirkungsweise ohne Rücksicht darauf erzielen läßt, ob das Seil von der Seiltrommel abgewickelt oder auf sie aufgewickelt wira, und bei der es möglich ist, alt Hilfe eines einzigen Hebels eine Seiltrommel unter allen vorkommenden Belastungsbedingungen zwischen dem vollständig abgebremsten Zustand und dem Betrieb mit voller Antriebskraft zu steuern;

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden in folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine scheaatische Darstellung einer 'Ausführungsform einer Steuereinrichtung?

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Pig. 2 eine schematische Darstellung der verschiedenen möglichen Stellungen eines der in Pig. 1 gezeigten Steuerüebel; und

Fig. 3 eine schematische Teildarstellung einer einen Bestandteil der Steuervorrichtung nach Pig. 1 "bildenden Bremseinrichtung.

In Pig. 1 sind schematisch zwei Seiltrommeln 10 und 11 dargestellt, die zur Verwendung bei einem Kran bestimmt sind und von einem Motor 1.2 aus, der das benötigte Drehmoment liefert, unter dem steuernden Einfluß der eriindungsgemäßen Steuervorrichtung angetrieben werden können. Die Seiltrommeln 10 und 11 werden normalerweise durch Bandbremsen 13 und 14 festgehalten, von denen gemäß Mg. 3 jede mit Bremsbacken 21 versehen ist, tie mit einem zylindrischen Abschnitt jeder Seiltrommel zusammenaroeiten und jeweils auf einem Bremsband 22 angeordnet sind, das am einen Ende mittels eines Gestängegliedes 23 verankert ist, während sein anderes Ende mittels einer Baugruppe betätigt werden kann, zu der gemäß Pig. 3 ein Winkelhebel 24 gehört. Wird der Winkelhebel 24 gemäß Pig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinne geschwenkt, wird über ein Gestängeglied 26 im Uhrzeigersinne ein Hebel 25 gedreht, um eine Zugkraft auf ein weiteres Gestängeglied 27 aufzubringen, das mit dem freien Ende des Bremsbandes 22 verbunden ist, so daß dieses Ende des Bremsbandes von der zugehörigen Umfangsfläche der Bremstrommel abgehoben wird, um die Bremse zu lösen. Die Bremse wird normalerweise durch eine kräftige Peder 28 angezogen gehalten; diese Peder, die in einer Betätigungseinrichtung 30 angeordnet ist, welche im vorliegenden Pail pneumatisch arbeitet, spannt den Winkelhebel 24 gemäß Pig. 3 im Uhrzeigersinne vor, und die Betätigungseinrichtung 30 setzt der durch die Peder 28 aufgebrachten Kraft einen Widerstand entgegen, wenn ihr Druckluft zugeführt wird. Sobald die Kraft der Peder 28 wirkungslos gemacht wird, bewirkt eine Hilfsfeder 29, daß der Winkelhebel 24 entgegen dem Uhrzeigersinne geschwenkt wird, um die Bremse zu lösen.

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Da das Bremsband 22 den zugehörigen Teil der Seiltrommel umschlingt, kommt die Bremse 13 selbsttätig zur Wirkung, um eine Drehung der Bremstrommel 10 gemäß Pig. 3 im Uhrzeigersinne zu verhindern, d.h. in der Richtung, bei welcher das zugehörige Seil abgewickelt wird. Wird die Bremstrommel 10 gemäß Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht, um das Seil aufzuwickeln, ist das Bremsband 22 bestrebt, sich von dem zugehörigen Teil der Seiltrommel abzuheben, so daß die Seiltrommel selbst dann, wenn die Bremse angezogen ist, angetrieben werden kann, um das Seil aufzuwickeln, wobei die Bandbremse durchrutscht. Diese Beschreibung der Wirkungsweise gilt gleichmäßig für beide Bremsen 13 und 14·

Die Seiltrommeln 10 und 11 werden von dem Motor 12 aus über einen Drehmomentwandler 35 angetrieben, der vorzugsweise so ausgebildet ist, wie ee in den U.S.A.-Patentschriften 3 221 896 und 3 335 568 beschrieben ist; dieser Drehmomentwandler weist als Steuerglied eine Buchse 36 auf, die zwischen einem Antriebsläufer 37 und einem das Drehmoment abgebenden Turbinenläufer 38 angeordnet ist. Der Antriebsläufer 37 ist mechanisch mit dem Motor 12 gekuppelt, während der Turbinenläufer 38 mechanisch mit den Seiltrommeln 10 und 11 gekuppelt ist. Befindet sich die Regelbuchse 36 in ihrer ersten Absperrstellung auf der äußersten rechten Seite, wie es in Fig. 1 schematisch dargestellt ist* wird kein Drehmoment von dem Antriebsläufer 37 auf den Turbinenläufer 38 übertragen. Die Regelbuchse 36 kann gegenüber ihrer Ausgangsstellung so verschoben werden, daß sie stufenlos verschiedene Stellungen innerhalb eines bestimmten Bereichs durchläuft, so daß der Motor 12 auf die Seiltrommeln 10 und 11 ein gleichmäßig zunehmendes Drehmoment übertragen kann.

Die Regelbuchse 36 wird normalerweise durch eine Feder 41 in ihrer ersten Absperrstellung gehalten, und gemäß Fig. 1 ist eine pneumatische Betätigungseinrichtung 42 vorhanden, der Druckluft zugeführt werden kann, um der Kraft der Feder 41 entgegenzuwirken und so die Kegelbuchse zu verstellen. Durch entsprechendes Regeln der Zufuhr von Druckluft zu der Betätitungs-

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einrich-tung 4-2 ist es möglich, die Regelbuchse 36 nacn Bedarf zu verstellen und das durch den Wandler 35 übertragene Drehmoment genau auf den gewünschten Wert einzustellen.

Der Motor 12 wird normalerweise mit einer konstanten Drehzahl in einer solchen Drehrichtung betrieben, daß die Seiltrommeln 10 und 11 dann,, wenn der Wandler 35 das Drehmoment auf äie überträgt, in der Richtung gedreht werden, bei der das zugehörige Seil aufgewickelt wird, um eine mit dem Seil verbundene Last zu heben.

Gemäß der Erfindung ist jeder der Seiltrommeln 10 und 11 eine gesonderte Steuereinrichtung in Form eines mit der Hand zu betätigenden Hebels 43 bzw. 44 zugeordnet, von denen jeder dazu dient, ein Drosselventil 45 zu betätigen, mittels dessen proportionale Kräfte über die Betätigungseinrichtungen 30 und 42 übertragen werden, und jede Seiltrommel ist mit einem zugehörigen Drehbewegungsfühler 46 gekuppelt, der dann, wenn eine geringe Drehbewegung der betreffenden Seiltrommel in der Aufwickelrichtung nachgewiesen wird, einen elektrischen Stromkreis schließt, der zu einem zugehörigen Magnetventil 47 führt, welches normalerweise geschlossen ist, um die Zufuhr von Druckluft zu der zugehörigen Betätigungseinrichtung 30 unmöglich zu machen, so daß keine Kraft auf diese Einrichtungen aufgebracht wird. Bei dieser Anordnung nach Pig. 1 kann die Bedienungsperson jeweils einen der Hebel 43 und 44 bewegen, um das zugehörige Drosselventil 45 allmählich zu öffnen, damit durch die Betätigungseinrichtung 42 eine allmählich zunehmende Kraft erzeugt wird, durch welche die Regelbuchse 36 verstellt wird, um zu veranlassen, daß der Motor 12 ein zunehmendes Drehmoment auf die betreffende Seiltrommel aufbringt. Sobald das aufgebrachte Drehmoment das durch die Belastung des Seils hervorgerufene Drehmoment übersehreitet, beginnt die Seiltrommel, sich in der Aufwickelrichtung zu drehen, wobei die betreffende Bremse 13 oder 14 zum Durchrutschen veranlaßt wird. Wird der Schwellenwert des zugehörigen Drehbewegungsfühlers 46 überschritten«! was vorzugsweise geschieht, sobald die Seiltrommel mit "einer "Geschwindigkeit von etwa 0,1 U/iiin umläuft, schaltet

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der Drehbewegungsfühler das zugehörige Magnetventil 47 ein, damit die Betätigungseinrichtung 30 eine Kraft erzeugt, um die zugehörige Bremse 13 oder 14 zu lösen. Die Geschwindigkeit, mit der die Last gehoben wird, richtet sich hierauf nach der Stellung des Hebels 43 oder 44 und somit nach der Stellung der Regelbuchse 36.

Soll das Aufwickeln des Seils unterbrochen werden, wird der betreffende Hebel 43 oder 44 so betätigt, daß das zugehörige Drosselventil 45 allmählich geschlossen wird, um die durch die Betätigungseinrichtung 42 aufgebrachte Kraft zu verkleinern und so die Regelbuchse 36 zu verstellen, damit das auf die betreffende Seiltrommel wirkende Drehmoment allmählich verkleinert wird. Diese Senkung des Luftdrucks beeinflußt auch die zugehörige Bremsenbetätigungseinrichtung 30, so daß während der Verringerung des Drehmoments zugelassen wird, daß die betreffende Bremse 13 oder 14 durüh die zügehörige Feder 28 allmählich angezogen wird. Auf diese Weise wird die betreffende Seiltrommel 10 oder 11 zügig bis zum vollständigen Stillstand abgebremst, ohne daß eine ruckweise Bewegung erfolgt, bei der eine Stoßbeanspruchung des Lasthebeseils auftreten könnte.

Damit der einzige vorhandene Drehmomentwandler 35 die beiden Seiltrommeln 10 und 11 nach Bedarf antreiben kann, sind zwischen dem Drehmomentwandler einerseits und den beiden Seiltrommeln andererseits zwei Kupplungen 51 angeordnet, die durch Betätigungseinrichtungen 52 gesteuert werden können. Gemäß Pig. 1 sind zwei schnell ansprechende Ventile 53 vorhanden, die es ermöglichen, den zugehörigen Betätigungseinrichtungen 52 Druckluft zuzuführen, und die mit den zugehörigen Betätigungshebeln 43 und 44 so gekuppalt 3ind» daß am Beginn jeder Bewegung des einen oder anderen Betätigungshebels das zugehörige Ventil 53 geöffnet wird, uns dls augehörigs Kupplung 31 einzurücken, bevor die Ventile 45 geöffnet werdea, um die Druckluft den Betätigungseinrichturjgsii 30 und 42 .susüflmran* Bei der bevorzugten Ausführungfiform bewirkt die anfängliche Bewegung des betreffenden Betätigungen odsr Steueri:.e&3ls_?

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z.B. des Hebels 43, über einen Winkelbereich von etwa 10°, .bei welcher der Steuerhebel aus seiner in Fig* 2 gegenüber seiner senkrechten Ruhestellung in die mit 43a bezeichnete Stellung gebracht wird, daß der Hebel in einer Stellung einrastet, bei der die -betreffende Kupplung 51 eingerückt und das zugehörige Ventil 53 geöffnet ist, während das zugehörige •Ventil 45 zunächst noch nicht geöffnet ist. Befindet sich gemäß Fig. 2 der Hebel 43 in der Stellung 43a» ist somit der Drehmomentwandler 35 mit der dem Hebel 43 zugeordneten Seiltrommel gekuppelt, und danach bewirkt eine weitere Bewegung des Hebels innerhalb des Bereichs bis zu der Stellung 43b, daß die Steuervorrichtung weiter in der beschriebenen Weise arbeitet.

Soll das Seil abgewickelt werden, um die Last zu senken, wird ein hydraulischer Motor 55 mit den Kupplungen 51 auf der Abtriebsseite des Drehmomentwandlers 35 gekuppelt und dann betätigt, um die Seiltrommeln 10 und 11 so anzutreiben, daß die Seile abgewickelt werden. Dem hydraulischen Motor 55 wird das Druckmittel über ein normalerweise geschlossenes Ventil 56 zugeführt, das mittels einer pneumatischen Betätigungseinrichtung 57 geöffnet wird, welche ihrerseits durch ein Magnetventil 68 gesteuert wird, zu dessen Betätigung die Bedienungsperson einen Druckknopf 59 niederdrückt, der auf dem betreffenden Steuerhebel 43 oder 44 angeordnet ist. Das Niederdrücken eines der Druckknöpfe 59 bewirkt außerdem, daß die zugehörigen Bremsen 13 und 14 dadurch gelöst werden, daß ein zugehöriges Magnetventil 61 betätigt wird, um ein zugehöriges, normalerweise geschlossenes Ventil 62 zu öffnen, damit der zugehörigen Betätigungseinrichtung 30 Druckluft zugeführt wird.

Wird einer der Steuerhebel 43 und 44 in die ßaststellung 43a nach Pig. 2 gebracht, wird die zugehörige Kupplung 51 betätigt, und dann bewirkt das Betätigen des betreffenden Drucjcicnopfes 59, daß die betreffende Seiltrommelbremse 13 oder 14 gelöst wird, und daß der hydraulische Motor 55 die mit ihm gekuppelte Seiltrommel so dreht, daß das Seil abgewickelt wird. Sollte das Seil unter der Wirkung einer schweren Last zu

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-ersehnen von der Seiltrommel ablaufen, ist es möglich, den betreffenden Steuerhebel 43 oder 44 weiter zu bewegen, um den Drehmomentwandler 35 zur Wirkung zu bringen, damit ein Drehmoment aufgebracht wird, das der Drehung der Seiltrommel entgegenwirkt, so daß es nach Bedarf möglich ist, das Abwickeln des Seils zu verlangsamen, zu unterbrechen oder sogar die Bewegungsrichtung des Seils umzukehren. Jfür jeden Fachmann liegt es auf der Hand, daß die dem Drehmomentwandler 35 entnenmbare Leistung erheblich höher ist als diejenige des kleinen hydraulischen Motors 55, dessen Aufgabe praktisch nur darin besteht, das Seil von der betreffenden Trommel herunterzuschieben. Wird der hydraulische Motor 55 abgebremst oder zum Stillstand gebracht, wird das Hydraulische Druckmittel durch ein Überdruckventil 63 abgeführt.

Soll das Abwickeln des Seils beendet werden, bewegt die Bedienungsperson den Steuerhebel 43 öder 44 praktisch mit einer einzigen Bewegung über die Raststellung zum Betätigen der Kupplungen 51 hinaus in die senkrechte Ruhestellung nach Fig. 2, wobei gleichzeitig der Druckknopf t>9 freigegeben wird* Dies bewirbt, daß der hydraulische Motor b>5 stillgesetzt wird, daß die Bremse 13 oder 14 betätigt wird, daß die betreffende Kupplung 51 ausgerückt wird, und daß der Drehmomentwandler 35 für den Fäll, daß er benutzt wurde, außer Betrieb gesetzt wird.

Bei der steuervorrichtung nach Fig. 1 ist jeder Betätigungseinrichtung 30 ein Bre«senuagehungsventil 65 zugeordnet, das es ermöglicht, die gewünschte Betätigungseinrichtung zur Wirkung zu bringen, damit die Kraft der Feder 28 der betreffenden Bremse überwunden wird, um die Bremse zu lösen. Nunmehr kann die betreffende Bremse gemäß Fig, 3 mit Hilfe eines Pedals bekannter Art betätigt werden, das mit dem Winkelhebel 24 durch ein Gestängeglied 66 gekuppelt ist.

Bestimmte Teile des pneumatischen Kreises sind auf bekannte Weise durch mit Rückschlagventilen angeordnete Verzweigungsstücke 67 gegeneinander aDgesperrt. Außerdem sind fühler 68 vorhanden, die es ermöglichen, die Kreise zum Abwickeln der

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Seile betriebsunfähig zu machen, wenn in den pneumatischen Leitungen nicht der erforderliche Mindestdruck vorhanden ist. Gegebenenfalls kann man eine zusätzliche Verriegelungseinrichtung vorsehen, die es ermöglicht, die Steuerkreise so lange zu sperren, wie sieh der Motor 12 nicht in Betrieb befindet.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ermöglicht es die Seiltrommel-Steuervorrichtung, jede Seiltrommel automatisch abzubremsen und trotzdem einen stoßfreien Übergang zwischen der Bewegung der Seiltrommeln und der Abbremsung bis zum Stillstand zu gewährleisten. Jede Seiltrommel wird durch einen einzigen Hebel gesteuert, so daß sich die Bedienung erheblich vereinfacht _f und die automatisch arbeitenden Kupplungen ermöglichen es, mehrere Seiltrommeln von einer einzigen Kraftmaschine aus anzutreiben.

Ansprüche: 5O9ÖO8/Ü6 5J8

Claims (2)

A IS PE il C HE

1. Steuervorrichtung für eine Seiltrommel zum Aufnehmen und. Festhalten eines auf Zug beanspruchbaren Seils, gekennzeichnet durch eine Quelle (12) für ein Antriebsdrehmoment, einen zwischen dieser Quelle und der bzw. jeder Trommel (10, 11) angeordneten Drehmomentwandler (35), der zwischen seinen Kraftüberfcragungsgliedern (37, 36) eine Regelbuchse (36) aufweist, welche aus einer ersten Stellung bzw. einer Sperrstellung, bei der icein Drehmoment auf die bzw. jede Seiltrommel übertragen wird, heraus innerhalb eines bestimmten Bereichs in verschiedene Stellungen bringbar ist, bei denen auf die bzw. jede Seiltrommel ein gleichmäßig zunehmendes Drehmoment übertragen wird, eine Bremse (13, 14) für die betreffende Seiltrommel, die so ausgebildet ist, daß sie selbsttätig zur Wirkung kommt, wenn sicn die zugehörige Seiltrommel in der Richtung dreht, bei der das zugehörige Seil abgewickelt wird, und die geeignet ist, bei einer Drehung der zugehörigen Seiltrommel in der entgegengesetzten Richtung durchzurutschen, eine Einrichtung (28), durch welche die betreffende Bremse normalerweise im angezogenen Zustand gehalten wird, eine erste Betätigungseinrichtung (30), die geeignet iat, der zuletzt genannten Einrichtung entgegenzuwirken, um die betreffende Bremse zu lösen, eine Einrichtung (41), durch welche die Regelbuchse des Drehmomentwandlers normalerweise in der genannten ersten Stellung gehalten wird, eine zweite Betätigungseinrichtung (42), die geeignet ist, der zuletzt genannten Einrichtung entgegenzuwirken und die Regelbuchse aus ihrer ersten Stellung innerhalb eines bestimmten Bereichs nacheinander in verschiedene Stellungen zu bringen, eine Steuereinrichtung (43» 44)» die mit der Hand bewegbar ist, um zu ihrer Bewegung proportionale Kräfte auf die erste und die zweite Betätigungseinrichtung wirken zu lassen, einen Drehbewegung^fühler (46), der mit der betreffenden Seiltrommel gekuppelt ist und anspricht, wenn die Drehbewegung der betreffenden Sei!trommel in der Richtung zum Aufwickeln de^ JeiLs einen kleinen Betrag übersahreitet, sowie lurch eine zwischen

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der Steuereinrichtung und aer ersteh Betätigungseihrichtung (30) angeordnete Einrichtung (4-7), die geeignet ist, das Aufbringen einer Kraft durch die erste Betätigungseinrichtung sau verhindern, wobei die zuletzt genannte Einrichtung durch den Drehbewegungsfühler so gesteuert wird, daß die Sperrwirkung beseitigt wird, sobald eine geringe Drehbewegung nachgewiesen wird, so daß es init Hilfe der handbetätigten Steuereinrichtung möglich ist, auf die bzw* jede Seiltrommel ein Drehmoment stoßfrei aufzubringen* und wobei dann, wenn die betreffende Seiltrommel beginnt, das zugehörige Seil aufzuwickeln, die zugehörige Bremse gelöst wird, wobei sowohl das Aufbringen des Drehmoments als auch die Betätigung der betreffenden Bremse durch proportionale Kräfte bewirkt wird»

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Drehmomentwandler (35) und der bzw» jeder Seiltrommel (10, 11) eine Kupplung (51) angeordnet ist, und daß-Einrichtungen (52, 53) vorhanden sind, die das Einrücken der betreffenden Kupplung nur bei einer anfänglichen Bewegung der Steuereinrichtung (43, 44) ermöglichen, so daß es möglieh ist, die Quelle (12) für das Antriebsdrehmoment und den Drehmomentwandler (3!?) zu benutzen, um zusätzliche Seiltrommeln unter dem steuernden Einfluß weiterer Einrichtungen zu benutzen, wenn die betreifende Kupplung nicht eingerückt ist. '

3» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein hydraulischer Motor (55) vorhanden ist, der dazu dient> die betreifende Seiltrommel (10, 11) in der Richtung· anzutreiben, bei der das Seil von der Seiltrommel abgewickelt wird, daß der bzw. jeder Steuereinrichtung (43,44) Einrichtungen (59, 68) zugeordnet sind, die es ermöglichen, den hydraulischen Motor und die erste Betätigungseinrichtung (30) gleichzeitig zu betätigen, und daß dem hydraulischen Motor ein Überdruckventil (63) zugeordnet ist, so daß das hydraulische Druckmittel an dem hydraulischen Motor vorbeigeleitet wird, wenn der Bewegung des hydraulischen Motors durch ein von dein Drehmomentwandler (3^) abgegebenes Drehmoment ein Widerstand entgegengesetzt wira.

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