DE2109229A1

DE2109229A1 - Verfahren und Einrichtung zur Feststellung des Überschreitens eines der maximal zulas sigen Parameterwerte einer mit einer Arbeits vorrichtung ausgerüsteten Maschine

Info

Publication number: DE2109229A1
Application number: DE19712109229
Authority: DE
Inventors: Bernard Montceau les Mines Cheze (Frank reich)
Original assignee: PPM SA
Current assignee: PPM SA
Priority date: 1970-03-17
Filing date: 1971-02-26
Publication date: 1971-10-07
Also published as: ES389108A1; FR2082475A5; US3737888A; GB1345362A

Description

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mein Zeichen: 0542 Pt

Societe Anonyme dite:

POTAIN POCLAIN MATERIEL,

71 - Montceau-les-Mines, Frankreich

Verfahren und Einrichtung zur Feststellung des Überschreitens eines der maximal zulässigen Parameterwerte einer mit einer Arbeitsvorrichtung ausgerüsteten Maschine

Man kennt den ungeheuren Aufschwung, welcher die für öffentliche Bauarbeiten eingesetzten Straßenbau-fahrzeuge, insbesondere mit einem Drehturm ausgerüsteten Fahrzeuge dieser Art genommen haben. Diese Straßenbaufahrzeuge werden in bevorzugtem Maße für derartige Arbeiten eingesetzt. Was diese Fahrzeuge anbelangt, können sie mit Ausleger festehender Länge oder aber mit einem Ausleger veränderlicher Länge ausgerüstet sein, wobei die Veränderlichkeit der Länge durch einen Teleskoparm ausgeführt wird. Es ist bekannt, daß man beim Einsatz derartiger

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Fahrzeuge darauf achten muß, daß sie durch übermäßig schwere Lasten nicht überlastet werden. Derartige Überbelastungen und Überbeanspruchungen können zu bleibenden Verformungen bestimmter Teile führen. Es ist auch bei beweglichen Fahrzeugen dieser Art, die in dem Boden verankert sind, bekannt, darauf zu achten, daß bestimmte Grenzen der zu hebenden Lasten nicht überschritten werden und daß es erforderlich ist, den dynamischen Kräften (Windkräften und dergleichen) standzuhalten, wobei insofern auch bestimmte Grenzen einzuhalten sind, um nicht die Gefahr des Kippens der Maschine zu laufen.

Bisher hat man zahlreiche Versuche unternommen, Vorrichtungen zu schaffen, mit welchen die Annäherung an bestimmte ; Grenzwerte feststellbar sind. Die Feststell- oder Meßvorrichtun-·

gen, welche bisher vorgeschlagen wurden, sind jedoch ausschließlich auf Straßenbaufahrzeuge mit Drehturm zugeschnitten. Sie bestehen im wesentlichen aus einem Hebel, welcher mit beispielsweise konischen Lagern verbunden ist. Über diesen Hebel wird der Drehturm mit dem Fahrgestell des Fahrzeuges verbunden, wobei : dieser Hebel darüber hinaus um eine Achse drehbar gelagert ist und mit dem Drehturm über eine Rückholfeder in Verbindung steht.; Theoretisch verschiebt sich im Falle des Einsetzens einer Kipp- ί bewegung der Hebel relativ zu dem Drehturm und kann daher ^! Sicherheits- oder Warnvorrichtungen betätigen, welche zu diesem ! Zwecke vorgesehen sind und das eingeleitete Manöver unterbrechen oder aber die Gefahr verhindern.

unglücklicherweise mußte man - abgesehen davon, daß : diese Vorrichtungen einzig und allein in Verbindung mit Straßen-j baufahrzeugen mit Drehturm einsetzbar sind - feststellen, daß · sie übrigens für den für sie vorgesehenen Zweck nicht genau [ arbeiten. Das Montagespiel in den Gelenken war manchmal in der '. gleichen Größenordnung wie die Verschiebung relativ zu dem Drehturm und reichte gerade aus, um die allgemeine Verwendung der entsprechenden Vorrichtungen zu untersagen, und zwar mangels der; Genauigkeit des Meßwertes. «, 3 _ ■

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Darüber hinaus sind diese an sich bekannten Vorrichtungen lediglich im Augenblick des Entwurfes des Straßenbaufahrzeuges realisierbar, da sie - was die Verwendung des Drehturmes mit dem Fahrgestell und gegebenenfalls die Ausbildung des ersteren anbelangt - integrierender Teil des Straßenbaufahrzeuges sind. Es war daher bisher nicht möglich, die bereits im Einsatz befindlichen Straßenbaufahrzeuge, für welche diese besonderen Feststellvorrichtung von Anfang an nicht bestimmt waren, nachträglich umzugestalten, jedenfalls nicht ohne Inkaufnahme von grundlegenden Abänderungen.

Aus diesen verschiedenen Gründen verläßt man sich bezüglich der Berücksichtigung der Grenzen der Verwendung der zur Zeit im Einsatz befindlichen Maschinen auf die Geschicklichkeit und Erfahrung des Fahrers, um außerhalb der vorgenannten Grenzen zu bleiben. Auf die Genauigkeit und Geschicklichkeit des Fahrers könnte man natürlich verzichten, wenn eine selbsttätig arbeitende Überlastsicherung vorhanden wäre.

Die Erfindung beseitigt alle diese Mängel und Unzuträglichkeiten der herkömmlichen Straßenbaufahrzeuge. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung vorgeschlagen, welch letztere als Feststellvorrichtung oder Sicherheits- bzw. Alarmvorrichtung ausgebildet ist und mit welcher man selbsttätig die Annäherung an die einzuhaltenden Grenzwerte feststellen kann, und zwar mit einer gewünschten, auch noch so kleinen Toleranz.

Die Erfindung bezieht sich also zunächst auf ein Verfahren zur Feststellung des Überschreitens eines der maximal zulässigen Parameter für den Betrieb einer mit einer Arbeitsvorrichtung ausgerüsteten Straßenbaumaschine, wobei diese Arbeitsvorrichtung auf einem oberen Aufbau angeordnet ist, der auf dem Fahrgestell selbst ruht.

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Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß man zunächst die Relatiwerschiebung der "beiden Zonen eines Bauteiles , in Monoblock-Bauweise des Aufbaues aufgrund seiner Verformung mißt, und zwar entsprechend des Überschreitens des maximal zulässigen Parameterwertes, indem man zwei bewegliche Kontakte dieser beiden Zonen - und zwar einen mit Bezug auf den anderen zumindest mit einem Unterbrecher verbindet, welcher den Feststellkreis unterbricht.

Die Erfindung bezieht sich aber auch auf eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens, bei welcher der obere : Aufbau von dem Drehturm selbst gebildet wird und die Arbeits- '■ Vorrichtung um eine Achse dieses Drehturmes gelenkig gelagert ist. Dabei ist der Unterbrecher auf dem Drehturm in einer Ebene gelagert, welche senkrecht zu der Gelenkachse der auf dem Drehturm angeordneten Arbeitsvorrichtung steht.

Vorteilhaft liegt der unterbrecher gegenüber der Arbeit svorrichtung,und zwar relativ zu der Drehachse des Drehturmes, wenn das Straßenbaufahrzeug in Betrieb ist.

Ein Arm, welcher mit dem unteren Teil des Aufbaues verbunden ist, kann mit dem Unterbrecher zusammenarbeiten, welcher mit dem Oberteil des Aufbaues verbunden ist, um wahlweise den Meß- bzw. Anzeigekreis zu öffnen und zu schließen.

Dieser Arm ist an einem exzentrischen Nocken angelenkte der mit einer Welle in Verbindung steht, die ihrerseits mit j einem Hebel ausgerüstet ist, der senkrecht zu dieser Welle steht\ und zumindest ein Hocken vorgesehen ist, welcher das Steuerorgan! für den Unterbrecher betätigt, wobei dieses Steuerorgan auf dem Gehäuse des Unterbrechers gelagert ist. I

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Dieses Steuerorgan des Unterbrechers kann auf diese Weise relativ zu dem Gehäuse der Unterbrechervorrichtung in der Stellung veränderbar gelagert sein.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Sicherheitsvorrichtung, bei welcher die vorgenannte Feststell- bzw. Anzeigevorrichtung zur Verwendung gelangt und bei welcher die Peststellung oder Messung des Überschreitens eines maximal zulässigen Parameters die Versorgung des Antriebsorganes für die Arbeitsvorrichtung relativ zu dem überschrittenen Parameter unterbricht.

Schließlich bezieht sich die Erfindung auf eine Alarmbzw. Warnvorrichtung, welche sich der vorgenannten Feststelloder Anzeigevorrichtung bedient und bei welcher die Messung oder Feststellung des Überschreitens eignes maximal zulässigen Parameters zumindest eine Alarmvorrichtung in Tätigkeit setzt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigen in rein schematischer Weise:

Fig. 1 eine Ansicht eines Straßenbaufahrzeuges, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. nach der Vorrichtung arbeitet

Fig. 2 einen senkrechten Teilschnitt durch eine

Feststell-Sicherheits- und Warnvorrichtung gemäß der Erfindung

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt längs der Linie III - III in Figur 2

I? ig» h einen senkrechten Schnitt längs der Linie

'U- IV In i-igur 3*

Die Figur 1 der Zeichnung zeigt einen beweglichen Kran · mit einem Fahrgestell 1, einem Drehturm 2, welcher auf dem Fahrgestell 1 drehbar gelagert ist und einem Ausleger 3, der an dem Drehturm 2 angelenkt ist. An dem einen äußeren Ende des Auslegers 3 .ist ein Lasthaken 4 angeordnet, welcher mit dem vorgenannten äußeren Ende des Auslegers 3 über ein Seil 5 verbunden ist. An dem Lasthaken 4 ist eine Last 6 angehängt, die von dem Erdboden 7 abgehoben wird. Darüber hinaus stützt sich das Fahrgestell 1 auf den Erdboden 7 über seine Räder 8 ab. Im Betrieb stützt sich das Fahrgestell 1 auf dem Erdboden 7 entweder über Stabilisierungsstützen 9 oder aber über seine Räder 8 ab·

Es ist zu berücksichtigen, daß die Feststell- oder Meßvorrichtung 10, welche im folgenden noch näher beschrieben wird *· auf dem Drehturm 2 befestigt ist, und zwar in einer Ebene, welche senkrecht zu der Gelenkachse 11 des Auslegers 3 auf dem Drehturm 2 steht. Dabei fällt diese Ebene im wesentlichen mit der Bewegungsebene des Auslegers 3 zusammen. Die Feststell- oder' Meßvorrichtung 10 liegt auf der dem Lasthaken 4 abgewandten Seite bezüglich der Drehachse 12 des Drehturmes 2.

Man hat darüber hinaus festgestellt, daß die Last 6 beim Abheben von dem Erdboden 7 eine Verformung des Drehturmes 2 verursacht, und zwar genau genommen in derjenigen Ebene und an derjenigen Stelle, an welcher die Feststell- oder Meßvorrichtung 10 liegt, und man hat durch Messungen festgestellt, daß die vorgenannte Verformung im wesentlichen proportional zum Kippmoment PxL ist. Dabei ist P das Gewicht der Last 6 und L der Abstand zwischen der Schwerkraftlinie der Last 6 und der lurch die am nächsten liegende Stütze 9 hindurchgehenden Kraftvirkungslinie. Man ist also bei der Konzeption der Erfindung davsn ausgegangen, daß durch Messung der Verformung des Drehturmes can Höheres über die Größe dieses Kippmomentes erfährt, wobei von leser r.r-Us ausgehend man die für das Kippen ursächliche eve; ^visuv cvc-^-mg c malten will, bevor das Kippen überhaupt >:tnr

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Um dieses Konzept zu verwirklichen, war die Anordnung einer Feststell- oder Meßvorrichtung erforderlich, wie sie nachstehend unter Hinweis auf die Figuren 2 bis 4 der Zeichnung näher beschrieben ist.

Diese Feststell- oder Meßvorrichtung besitzt zwei Teile; einen ersten Teil in Form einer Gabel 13, welche über Schrauben 14 mit der unteren Zone 15 des Drehturmes 2 verbunden ist. Die Zone 15 liegt dabei in der Nähe des Drehkranzes des Drehturmes 2 relativ zu dem Fahrgestell 1. Der zweite Teil hingegen, der die Form eines Gehäuses 16 besitzt, ist mit der Zone 17 des Drehturmes 2 über einen massiven Stützwinkel 18 und über Schrauben 19 verbunden.

Die Verformung des Drehturmes 2 als Folge der Last 6 ist in Figur 2 der Zeichnung dargestellt, aus welcher ersichtlich ist, daß die Platte 20 oder Wand, welche die untere Zone 15 mit der oberen Zone verbindet, die mit der Bezugsziffer 20a angedeutete Stellung einnimmt, wenn der Kran die Last 6 anhebt.

Mit 21 ist ein erster exzentrischer Nocken bezeichnet, welcher in den Lagern 22 der Achse 23 drehbar gelagert ist. Die Lager 22 sind dabei mit dem Gehäuse 16 fest verbunden. Die beiden äußeren Enden der Gabel 13 sind darüber hinaus dem Nocken 21 gegenüberliegend angeordnet und in der Lage, diesen um die Achse 23 zu verschwenken, indem sich die beiden äußeren Enden gegen die Schneide oder den Kamm des Kontaktes 24 abstützen. Es ist leicht einzusehen, daß sich die Schwenk- oder Kippbewegung, welche auf diese Weise von dem Nocken 21 hervorgerufen wird, entgegen der Einwirkung der Gegenkraft der Feder 25 vollzieht, welche - um diese Wirkung zu erzielen - sich gegen das Gehäuse 16 abstützt.

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Der Nocken 21 bildet tatsächlich eine Welle, mit wel- j eher ein Hebel 26 fest verbunden ist. Die Achse 23 und der j Hebel 26 sind darüber hinaus rechtwinklig zueinander gelagert. : Dabei|ist ein zweites Nockenpaar 27 mit dem äußeren Ende des ; Hebels 26 verbunden. Die vier Nocken 27 liegen den Steuerorganen' 28 der Kontaktgeber 29 gegenüber, welche auf dem Gehäuse 16 un- ; ter Zwischenschaltung eines Trägers 30 gelagert sind. Die Trägeri 30 sind relativ zu dem Gehäuse 16 verstellbar, und zwar über j Exzenter 31. Im Falle einer eventuellen Verschiebung als Folge
einer Drehbewegung der Nocken 21, gelangen die Nocken 27 mit ! den Organen 28 in Berührung und sind daher auf diese Weise in j der Lage, die Kontaktgeber 29 zu betätigen. j

Über die Kontaktgeber 29 werden keine näheren Ausfüh- i rungen gemacht, da die verschiedensten, an sich bekannten Aus- ! führungsf ormen verwendbar sind, namentlich bei hydraulischen,
pneumatischen oder elektrischen Einrichtungen. Zwei der Kontaktgeber, welche auf der gleichen Seite des Hebels 26 liegen, kön- \ nen dem Betrieb des Kranes bezüglich der pneumatischen Einrichtungen entsprechen, während die beiden anderen Kontaktgeber dem \ Betrieb der Stabilisierungsstützen des Kranes entsprechen können!. In einem jeden dieser Fälle kann einer dieser beiden Kontaktgeber der ins Auge gefaßten Gruppe eine Signalvorrichtung betätigen, die sofort anspricht und anzeigt, daß der Betrieb sich , der auf keinen Fall zu überschreitenden Grenze annähert, während der zweite Kontaktgeber der gleichen Gruppe die Versorgung des : Antriebes der Arbeitsvorrichtung, z.B. der Hubvorrichtung oder ; der Winde bzw. der Teleskopvorrichtung des Auslegers 3 unter- ! bricht und gleichzeitig über ein akustisches oder optisches _; Signal anzeigt, daß der zu beachtende Grenzwert erreicht ist. !

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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtung zu deren Ausführung sowie deren Vorteile sind die folgenden: ;

Wenn der Kran die Last 6 anhebt, so verformt sich ; die Platte 20 oder Wand und nimmt die Stellung 20a ein. Die \ mit der unteren Zone in Verbindung stehende Gabel 18 verschwenki im Winkel relativ zu der oberen Zone 17 und stützt sich mit i ihren äußeren Enden an der Schneide oder an dem Kamm 24 des ' Nockens 21 ab, welcher auf diese Weise um die Achse 23 in i Drehung versetzt wird. Der Hebel 26 wird auf diese Weise rela- ! tiv zu dem Gehäuse 16 in Drehung versetzt, derart, daß sich ' die Nocken 27 relativ zu den Steuerorganen 28 der Kontaktgeber 29 verschieben, die mit dem Gehäuse 16 verbunden sind. Wenn das: Gewicht 6 in der Nähe des Grenzwertes liegt, unter diesem Grenz-jwert aber verbleibt, so wird das Steuerorgan 28 eines der Kon- ! taktgeber 29 von dem entsprechenden Nocken 27 betätigt und löst das Warnsignal aus, welches es steuert. Wenn aber durch ein Versehen das Gewicht 6 größer als der zulässige Grenzwert ist, ; so würde dies der zweite Kontaktgeber der Gruppe der beiden ; Kontaktgeber sein, der die Versorgung der Hubvorrichtung für i das Gewicht 6 unterbindet und gleichzeitig durch das Signal - welches er steuert - die unsachgemäße Handhabung anzeigt. i

Es ist klar, daß die Kippschwellen nicht stets die gleichen sind, wenn das Fahrzeug luftbereift oder aber auf j Stabilisierungsstützen gelagert ist, so daß man insgesamt zwei Gruppen von Kontaktgebern vorsehen muß, wobei eine Gruppe der ^! Bewegung des Fahrzeuges auf Luftreifen entspricht, während die [ andere Gruppe für den Fall vorgesehen ist, daß das Fahrzeug sich über Räder oder aber über Stabilisierungsstützen gegen Boden absfcütst,

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Man braucht nicht unbedingt darauf zu bestehen, daß mit Rücksicht auf die off ensichtlichai Vorteile eine Regelung vorgesehen wird, mit deren Hilfe die Stellung der Kontaktgeber 29 relativ zu den Nocken 27 regelbar ist. Dies geschieht bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform mittels Exzentern 31, welche die Stellung der Träger 30 der Kontaktgebergruppen relativ zu dem Gehäuse 16 regeln, wobei die beiden Kontaktgeber einer Gruppe auf dem gleichen Träger 30 gelagert sind.

Die Auswahl der Art der Kontaktgeber für den Feststell- oder Meßvorgang kann von Hand oder selbsttätig geschehen. Auch ist zu berücksichtigen, daß die Feststellung oder Messung, die Alarmierung und die Unterbrechung des Versorgungskreises relativ zu den Steuerkreisen für das Anheben, Aufrichten, Teleskopieren und dergleichen geschieht, wobei die Feststellung oder Messung mit Leichtigkeit an die Überwachungsbedingungen und an etwaige Veränderungen hinsichtlich der Kennwerte der Maschine anpaßbar sind, und zwar durch Verstellung der Lage der Kontaktgeber 29 in dem Gehäuse 16. Es ist klar, daß die Exzenter 31 beispielsweise von der Neigung des Auslegers relativ zu dem Erdboden oder von einem anderen veränderlichen Kennwert der Maschine beeinflußt werden.

Wie vorstehend ausgeführt, wird die Verformung des Drehturmes direkt festgestellt, ohne daß dabei das Spiel in dem Gelenk des Hebels verkleinert, welcher an den Drehkranz des Drehturmes angelenkt ist, wie dies früher der Fall war. Die Verformung eines Bauteiles über die Elastizitätsgrenze hinaus ist genau, ganz im Gegensatz zu einer Spielverkleinerung.

Auch ist die Einfachheit der Anordnung der Vorrichtung auf einen bereits im Betrieb befindlichen Straßenbaufahrzeug offensichtlich, da Schrauben 14, 19 genügen, um die Vorrichtung an der Maschine anzubringen, möge sie einen Drehturm besitzen oder nicht.

Wesentlich ist, daß die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sich auf die Kontrolle der Verformung eines jeden beliebigen Bauteiles unter der Einwirkung der gegebenen Kräfte, Kraftpaare oder Drehmomente bezieht. Dieses Bauelement kann auch Bestandteil eines Auslegers ein, welcher mit der Maschine über einen Träger mit fester Auflage verbunden ist.

Die Erfindung ist keineswegs auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt; es sind vielmehr noch weitere praktische Verwirklichungsformen möglich, ohne daß dabei der Rahmen der Grundkonzeption gesprengt wird.

- Patentansprüche -

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

j 1. verfahren zur Feststellung des Überschreitens eines der
maximal zulässigen Parameter einer mit einer Arbeitsvorrichtung ausgerüsteten Maschine, wobei die Arbeitsvorrichtung
auf einem oberen Aufbau angeordnet ist, der seinerseits auf
dem Fahrgestell ruht, dadurch gekennzeichnet , daß man die relative Verschiebung der
beiden Zonen eines Monoblock-Elementes dieses Aufbaues
als Folge der Verformung desselben im Vergleich zu dem
Wert der Überschreitung des maximal zulässigen Parameters j mißt, indem man eine Jede der beiden Zonen des relativ j bewegbaren Elementes mit zwei relativ zueinander bewegbaren
Kontakten mit zumindest einem Unterbrecher für den . Feststell- oder Meßkreis verbindet. !

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,: dadurch gekennzeichnet, daß der
obere Aufbau der Maschine von einem Drehturm gebildet wird,
daß die Arbeitsvorrichtung um eine Achse dieses Drehturmes
gelenkig bewegbar ist, und daß der Unterbrecher auf dem : Drehturm in einer Ebene gelagert ist, welche senkrecht zu
der Schwenkachse der Arbeitsvorrichtung auf dem Drehturm
steht, wobei diese Ebene im wesentlichen mit der Betätigungs4-ebene der Arbeitsvorrichtung zusammenfällt. ;

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenm· zeichnet , daß der Unterbrecher der Arbeitsvorrich- ; tung gegenüberliegt, und zwar relativ zu der Drehachse des
Drehturmes, wenn die Maschine in Betrieb ist. j

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Arm, welcher mit dem '■ unteren Teil des Aufbaues verbunden ist, mit dem Gehäuse des ^; Unterbrechers zusammenarbeitet, wobei dieser Unterbrecher mit dem oberen Teil des Aufbaues in Verbindung steht, um wahlwei-

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se den Feststell- oder Meßkreis zu öffnen und zu schließen.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn<zeichnet , daß der Arm an einem exzentrischen Nocken angelenkt ist, welcher mit einer Welle verbunden ist, die mit einem Hebel ausgerüstet ist, der auf diese Welle senkrecht steht und zumindest einen Nocken trägt, der das Steuerorgan für den Unterbrecher betätigt, und daß dieses Steuerorgan auf dem Gehäuse des Unterbrechers angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a du r ch gekennzeichnet , daß das Steuerorgan für den Unterbrecher auf dem Gehäuse des Unterbrechers in seiner Lage verstellbar angeordnet ist.

7. Sicherheitsvorrichtung mit einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Feststellung oder Messung des ; Überschreitens eines maximal zulässigen Parameters den Antriebsmotor für die Arbeitsvorrichtung entsprechend dem überschrittenen Parameter stillsetzt.

8. Warnvorrichtung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Feststellung oder Messung des Überschreitens eines maximal zulässigen Parameters zumindest eine Warnvorrichtung in Tätigkeit setzt.

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