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Automatisch gesteuertes Fahrwerk für Krane, insbesondere für Verladebrücken
Bei den bekannten Ausführungen von Fahrwerken für Krane aller Art, bei welchen das Verhältnis zwischen Radstand und Spannweite ungünstig ist und dadurch die Gefahr des Schräglaufens des Kranes besonders gross ist, werden auf beiden Seiten des Kranes waagrechte Führungsrollen angeordnet. Diese waagrechten Führungsrollen verhindern nach dem Anlaufen an die Schiene der Fahrbahn wohl das weitere Schräglaufen des Kranes, wobei, in Gebieten wo Bergschäden auftreten, der Abstand der waagrechten Führungsrollen zur Schiene der Fahrbahn ständig überwacht bu-". nachgestellt werden muss.
Diese Nachstellung kann nur in begrenztem Ausmass erfolgen und ausserdem wird erst nach dem bereits eingetretenen Schräglaufen des Kranes, das weitere Schräglaufen verhindert.
Bei bekannten Verladebrücken wird, um ein Schräglaufen der beiden Seiten zu verhindern, längs der beiden Schienen der Fahrbahn je eine Zahnstange verlegt. In diese Zahnstangen greifen Zahnräder, die z. B. an den Laufrollen der Verladebrücke befestigt sind, ein und durch den auf beiden Seiten der Verladebrücke gleichzeitig erfolgten Zahneingriff soll ein Schrägstellen der Verladebrücke verhindert werden. Ausserdem wird durch diese Zahnräder eine Anzeigevorrichtung angetrieben, die zwei Zeiger besitzt, welche den jeweiligen Stand der beiden Seiten der Verladebrücke anzeigen. Da sich die Lage der beiden Schienen der Fahrbahn samt den Zahnstangen nach allen vier Seiten und in der Höhe, z.
B. durch Bergschäden, ändern kann, werden die beiden Selten der Verladebrücke nicht im Gleichlauf laufen und die Anzeigevorrichtung muss auf die jeweils vorhandenen Verhältnisse neu eingestellt werden. Auch bei dieser Ausführung wird das Schräglaufen der einen Brückenseite gegenüber der andern Brückenseite wohl angezeigt aber nicht im Anfangsstadium unterbunden.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass beim Fahren der Krananlage im Gleichlauf die der Nichtführungsseite und der Führungsseite zugeordneten Steuermotoren, welche das erste und zweite Glied des Planetenradgetriebes antreiben, einen vom Netz entnommenen Strom erhalten, dessen Spannung, oder Stromstärke, oder Frequenz dauernd im gleichen Rhythmus verändert wird, wobei der Rhythmus der ständigenSpannungs-, oderStromstärken-, oder Frequenzänderung bei dem Steuermotor für die Führungseite unabhängig und bei dem Steuermotor für die Nichtführungsseite abhängig von einer eventuell auftretenden Drehzahlschwankung der Laufrolle ist, so dass beim Vor- oder Nachlauf der Nichtführungsseite gegenüber derFührungsseite eine Verschiebung des Rhythmus der beiden Spannungs-, oder Stromstärken-,
oder Frequenzänderungen eintritt und daher nur der der Nichtführungsseite zugeordnete Steuermotor bis zur Wiedererreichung des Gleichlaufes eine andere Spannung, oder Stromstärke, oder Frequenz erhält und dass jedem der beiden Steuermotoren eine Spule mit einem verschiebbaren, sowie mittels einer Feder an die Steuernocken gedrückten Eisenkern zugeordnet ist, wobei dieser Eisenkern an der Führungsseite von einer Steuernocke, die mittels einessynchronmotors verdreht wird und an der Nichtführungsseite von einer Steuernocke, die mittels einerRolle über ein Getriebe verdreht wird, in die unter Spannung stehende Spule getaucht wird, wobei der Synchronmotor durch einen, von einem mittels der Rolle über ein Getriebe angetriebenen Generator erzeugten oder durch einen aus dem Netz entnommenen Strom angetrieben wird,
und dass von den Steuermotoren die zugeordneten elektrohydraulischen oder die hydraulischen Regelbremsen des gemeinsamen Antriebsmotors bzw. der beiderseitigen Antriebsmotoren geregelt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die eine Seite des Kranes bzw. der Verladebrücke ohne Berücksichtigung der Seiten- und Höhenlage der Fahrbahnschiene als Führungsseite angesehen und die Nichtführungsseite wird ständig automatisch nach dieser Führungsseite ausgerichtet. Da'die Steuernocken mit
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einerÜbersetzung insSchnelle angetrieben werden und ausserdem die den Steuermotoren zugeführte Spannung ständig rhythmisch verändert wird, spricht diese Einrichtung bei der geringsten Neigung des Kranes zum Schräglaufen sofort an und regelt automatisch das Kranfahrwerk so lange, bis die beiden Seiten des Laufkranes bzw. der Verladebrücke wieder im Gleichlauf laufen, wobei der Gleichlauf auch beim Anfahren und Auslaufen des Laufkranes bzw. der Verladebrücke überwacht wird.
Die Erfindung ist beispielsweise in den Fig. 1 - 4 dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Laufkran mit einem Einmotorenantrieb und einer automatischen Gleichlaufeinrichtung, Fig. 2 einen Laufkran mit einem Zweimotorenantrieb und einer automatischen Gleichlaufeinrichtung, wobei die elektrohydraulischen Regelbremsen beeinflusst werden. Fig. 3 einenLaufkranmit einemZweimotorenantrieb und einer automatischen Gleichlaufeinrichtung, wobei die Antriebsmotoren beeinflusst werden undFig. 4 eine automatische Gleichlaufeinrichtung für einen Laufkran mit Einmotorenantrieb.
Bei der in den Fig. 1 und 4 beispielsweise dargestellten automatischen Steuerung für den Fahrantrieb eines Laufkranes 1 befindet sich der Antriebsmotor 2 in der Mitte des Laufkranes 1 und dieser treibt über eine Kupplung 3 das Getriebe 4, die Transmissionswelle 5 und das Stirnradvorgelege 6 die auf beiden Seiten des Laufkranes 1 angeordneten Laufräder 7,8 an, wobei nur die auf der Fübrungsseite des Laufkranes 1 angeordneten Laufräder 7 mit Spurkränze versehen sind. Die an derNichtführungsseite angeordneten Laufräder 8 besitzen keine Spurkränze, wodurch ein Verschieben der auf der Fahrschiene lau- fendenLaufräder 8 bedingt z. B. durch die nicht parallele Verlegung der beiden Fahrbahnschienen. zuein- ander, ohne eine Behinderung erfolgen kann.
Ausserdem ist auf jeder Seite des Laufkranes 1 in der Nähe der Laufräder 7,8 eine elektrohydraulische Regelbremse angeordnet. Diese Regelbremse besteht aus einer Bremsscheibe 9, deren Bremsbacken von einem Lüftgerät 10 bekannter Bauart (z. B. Eldrogerät) gelüftet werden. Das Lüftgerät wird durch eine Änderung der Spannung so beeinflusst, dass die gelüfteten Bremsbacken mit einer Kraft, die der jeweils vorliegenden Spannung entspricht, auf die Bremsscheibe 9 einwirken. An Stelle der elektrohydraulischen Regelbremse kann eine hydraulische Regelbremse angeordnet werden. Bei der hydraulischen Regelbremse können die an der Bremsscheibe 9 angedrückten Bremsbacken mittels ein, in einen hydraulischen Druckzylinder gedrücktes Druckmittel gelüftet werden.
In der Druckmittelzuleitung des hydraulischen Druckzylinders befindet sich ein elektromagnetisches, stufenlos regelbares Ventil, bei dem durch Änderung der Spannung, der Durchflussquerschnitt beeinflusst wird und somit der Zufluss des Druckmittels zum hydraulischen Druckzylinder so geregelt wird, dass die Bremsbacken mit einer Kraft, die der jeweils vorliegenden Spannung entspricht, auf die Bremsscheibe 9 einwirken.
Die auf beiden Seiten des Laufkranes'1 angeordneten Rollen 11 werden durch eine Feder 12 an die Fahrschiene 13 der Fahrbahn gedrückt. Die Rollen 11 können auch waagrecht angeordnet und durch die
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rator 15 und auf der Nichtführungsseite eine Steuemocke 16 an. Der Generator 15 und die Steuernocke 16 kann auch über ein Getriebe von einer nichtangetriebenen Laufrolle angetrieben werden. Durch den vom Generator 15 erzeugten Strom wird ein Motor 17 angetrieben, der eine Steuernocke 18 antreibt, wobei die Drehzahl und die Lage dieser Steuemocke 18 beim Gleichlauf mit der Steuemocke 16, die von der Rolle 11 angetrieben wird, übereinstimmt.
Je nach den gegebenen Verhältnissen wird für den Generator 15 oder für den Motor, oder für den Generator 15 und für den Motor 17 eine Bauart gewählt, bei der die, vom Generator 15 erzeugte Spannung bei einer in bestimmten Grenzen zugelassenen Änderung der Drehzahl, mit der der Generator 15 angetrieben wird, gleich gross bleibt und die Drehzahl des Motors 17 bei einer in bestimmten Grenzen zugelassenenÄnderung derSpannung des ihm zugeführten Stromes konstant bleibt.
Dadurch wird die vom Motor 17 angetriebene Steuernocke 18 mit einer konstanten Drehzahl angetrieben, wobei diese Drehzahl von der Lage der Fahrschiene nicht beeinflusst werden kann. Die von der Rolle 11 über das Getriebe 14 angetriebene Steuemocke 16 erhält eine Drehzahl, die von der durch die nicht genau gleiche Höhenlage und Seitenlage der Fahrschiene 13 der beiden Kranbahnen bedingte Verlängerung oder Verkürzung'des Fahrweges abhängig ist. Beim Verdrehen der beiden Steuernocken 16,18 werden Eisenkerne 19, die mittels Federn 20 an die Steuernocken 16, 18 gedrückt und verschiebbar in Gehäusen 21 geführt werden, verschieden tief in die, in den Gehäusen 21 angeordneten Spulen 22 getaucht.
Durch diese Spulen 22 fliesst ein vom Netz entnommener und über einen Gleichrichter 23 geleiteter Ström, wobei der durch die beiden Spulen 22 geleitete Strom zu den beiden Steuermotoren 24,25 weitergefülut wird und von dort über die Gleichrichter 23 wieder in das Netz zurückfliesst. Durch das verschieden starke Eintauchen der Eisenkerne 19 in die Spulen 22 mittels der Steuernocken 16,18 wird die Spannung, welche über diese Spulen 22 geleitet wird, je nach der Ausbildung der Steuernocken 16, 18 rhythmisch ver- ändert. Die beiden Steuermotoren 24,25 ändern bei einer Änderung der Spannung ihre Drehzahlen und
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treiben mit entgegengesetzter Drebrichtung da : erste und zweite Glied eines Planetenradgetriebes 26 an.
Durch das dritte, treibende Glied des Planetenradgetriebes 26 wird Über ein Zahnradvorgelege 27,28 und eine Rutschkupplung 29 eine drebbar gelagerte Spindel 30 verdreht. Durch diese Verdrehung werden die auf den beiden Enden der Spindel 30 angeordneten Spiadelmuttern 31 sowie die auf diesen Spindel-
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oderflussung der Regelbrèmsen oder der Antriebsmotoren 2 verstellt. Je nach dem Verwendungszweck kann durch die geeignete Auswahl der Gewinderichtung der Spindel 30 und durch die Anordnung der Regelwi- derstände 33, 33' nar eine Seite oder gleichzeitig beide Seiten des Laufkranes 1 mittels der Regelbremsen beeinflusst werden.
Durch die Beeinflussung der Regelbremse wird die gegenüber der Fübrungsseite des
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rungs. este so lange gehemmt, bis wieder die beidenSeiten des Laufkranes 1 gleich laufen. Ausserdem befindet sich auf den beiden Spindelmuttern 31 je ein Anschlag 34. Durch diese Anschläge 34 werden in den beiden Endstellungen die auf dem Laufkran 1 fest oder verstellbar angeordneten Endtaster 35 betätigt und somit derStromkre1s des Antriebsmotors 2 unterbrochen d. h. die Fahrbewegung wird gestoppt. Durch die verstellbare Anordnung der beiden Endtaster 35 kann die zulässige Verstellung der beiden Laufkranseiten zueinander an die imBetrieb entstehenden Verhältnisse derFahrbahn nachträglich angepasstwerden.
An Stelle der beiden Endtaster 35 kann auch ein vom dritten Glied'des Planetenradgetriebes 26 mittels eines Zahmadvorgeleges angetriebener Spindelendschalter angeordnet werden. Durch den Einbau der Rutschkupplung 29 werden die Spindelmuttern 31 und die mit ihr verbundenen Bauteile nach Erreichung einer der beiden Endstellungen gegen eine eventuelle weitere Verdrehung der Spindel 30, vor Schaden geschützt.
Kann die Spannung des vom Generator 15 erzeugten Stromes durch den Einbau eines Regelwiderstandes verändert werden, dann kann die Drehzahl der vom Motor 17 angetriebenen Steuernocke 18 leichter und genauer an die Drehzahl der von der Rolle 11 angetriebenen Steuernocke 16 angepasst werden. Die Spannung, die den Steuermotoren 24,25 zugeleitet wird, kann durch geeignete Ausbildung der Spulen 22 oder durch die Anordnung eines Verstärkers normal oder verzerrt (elektronisch) verstärkt werden. Ein eventuell zwischen den beiden Leitungen der Steuermotoren 24,25 verschieden grosser Spannungsabfall kann ebenfalls durch die Anordnung eines regelbaren Widerstandes ausgeglichen wexden.
Bei dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Antrieb für einen Laufkran 1 ist auf jeder Seite des Laufkranes 1 ein Antriebsmotor 2 angeordnet und dieser Antriebsmotor 2 treibt über die Kupplung 3, welche gleichzeitig als Bremsscheibe dient, das Getriebe 4 und das Zahnradvorgelege 6 die Laufräder 7,8 an, wobei ein Gleichlauf der beidenSeiten des Laufkranes 1 durch die Beeinflussung der beiden Regelbremsen erreicht wird.
Der in Fig. 3 schematisch dargestellte Antrieb für einen Laufkran 1 besitzt die gleiche Anordnung wie der in Fig. 2 beschriebene Antrieb, wobei ein Gleichlauf der beiden Seiten des Laufkranes 1 durch die Beeinflussung der beiden Antriebsmotoren 2 erreicht wird. Durch die geeignete Auswahl der Gewinderichtung der Spindel 30 und durch die Anordnung der Regelwiderstände 33, 33' kann nur eine Seite oder gleichzeitig beide Seiten des Laufkranes 1 mittels der Antriebsmotoren 2 beeinflusst werden.
Bei dieser Ausführungsform wird, vorzugsweise beim Vorlaufen der Nichtführungsseite des Laufkranes 1 gegenüber der Fühlungsseite, die vorlaufende Nichtführungsseite durch die Beeinflussung des Antriebsmotors 2, der die Nichtführungsseite antreibt, durch den Regelwiderstand 33 so lange gehemmt und die Führungsseite durch die Beeinflussung des Antriebsmotors 2, der die Führungsseite antreibt, durch den Regelwiderstand 33'so lange beschleunigt, bis wieder die beiden Seiten des Laufkranes 1 in Gleichlauf laufen.
Bei den mit einem automatisch gesteuenenKranfabrweIk versehenen Laufkran 1 nach den Fig. Iund4 werden nach der Schliessung des geöffneten Hauptschalters 36 die auf beiden Seiten des Laufkranes 1 in der Nähe der Laufräder 7,8 angeordneten sowie geschlossenen elektrohydraulischen Regelbremsen gelUf- tet. Wird ausserdem noch durch den Kranführer der offene Schalter 37 geschlossen, dann werden durch den Motor 2 über die Kupplung 3, das Getriebe 4, die TráJ1$missionswelle 5 und das Zahnradvorgelege 6 die auf beiden Seiten des Laufkranes 1 angeordneten Laufräder 7,8 angetrieben. Gleichzeitig werden durch die Schliessung des offenen Schalters 37 die unterbrochenen Leitungen 47,48 durch das Relais 40 geschlossen und die geschlossenen Leitungen 41,42 durch das Relais 43 unterbrochen.
Die auf der Führungsseite des Laufkranes 1 angeordnete Rolle wird durch die Reibung beim Verfahren des Laufkranes 1 mitgenommen und treibt aber ein Getriebe 14 mit einer Übersetzung ins Schnelle einen Generator 15 an.
Der-von diesem Generator 15 erzeugte Strom wird über die Leitungen 45, 46 zum Motor 17 geführt, wodurch die am Motor 17 befestigte Steuernocke 18 in Drehung versetzt wird. Die auf der Nichführungsseite des Laufkranes 1 angeordnete federbelastete Rolle 11, welche ebenfalls durch die Reibung beim Ver-
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fahren des Laufkranes 1 mitgenommen wird, treibt über ein Getriebe 14 eine auf der ins Schnelle abtpsl- bendenGetriebewelle befestigte Steuemocke 16 an. Durch diese Verdrehung der beiden Steuernocken 16,
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an die Steuemockenbar geführten Eisenkerne 19 in die unter Spannung stehenden Spulen 22 getaucht.
Dadurch wird die Spannung des vom Netz entnommenen und über den Gleichrichter 23 geleiteten, über die Leitungen 47, das geschlossene Relais 40, die Leitung 48 den Spulen 22 zugeführten Stromes entsprechend der Formgestal- tung der Steuernocken 16, 18 ständig rhythmisch verändert. Daher erhält jeder der beiden Steuermoto- ren 24, 25, die das erste und zweite Glied des Planetenradgetriebes 26 mit entgegengesetztem Drehsinn antreiben, über die Leitungen 49 Strom, dessen Spannung ständig rhythmisch verändert wird. Der den beiden Steuermotoren 24,25 zugeleitete Strom wird über die Leitung 50 und aber die Gleichrichter 23 wieder ins Netz zurückgeführt.
Laufen die beiden Seiten des Laufkranes 1 im Gleichlauf, dann werden die beiden Steuernocken 16, 18 mit der gleicliendiehzahl so angetrieben, dass die beiden Eisenkerne 19 in die Spulen 22 gleichmässig tief eintauchen und somit jeder der beiden Steuermotoren 24,25 Strom mit einer gleichen Spannung erhält. Daher wird das erste und zweite Glied des Planetenradgetriebes 26 durch die Steuermotoren 24,25 entsprechend der ständigen Änderung der Spannung, mit einer auf und nieder schwankenden, jedoch glei" chen Drehzahl aber in entgegengesetztem Drehsinn angetrieben, wodurch das dritte Glied des Planetenradgetriebes 26 still steht und somit die auf beiden Laufkranseiten angeordneten, gelüfteten elektrohydraulischen Regelbremsen unbeeinflusst bleiben.
Bleibt z. B. die Führungsseite des Laufkranes 1 gegenüber der NichtfühmngEeite zurück, dann werden die beidenSteuernocken 16, 18 zueinander verschoben, wodurch die beiden Eisenkerne 19 in die Spulen 22 verschieden tief eintauchen und somit jeder der beiden Steuermotoren 24,25 durch die Verschiebung des Rhythmus der Spannungsänderung einen Strom mit einer ändern Spannung erhält.
Daher wird das erste und zweite Glied des Planetenradgetriebes 26 durch die Steuermotoren 24, 25 mit einer verschiedenen Drehzahl angetrieben, wodurch das dritte Glied des Planetenradgetriebes 26 über das Zahnradvorgelege 27, 28, die Rutschkupplung 29, die Spindel 30 und die Spindelmuttern 31 nur die auf der Nichtführungsseite angeordnete elektrohydraulische Regelbremse mittels des Regelwiderstandes 33 so beeinflusst, dass die vorlaufende Nichtfilhrungsseite so lange gehemmt wird, bis die beiden Seiten des Laufkranes l' wieder zueinander gleichlaufen.
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dritte Glied ces Planetenradgetriebes 26 auf die bereits beschriebene Weise verstellt, wobei durch das dritte Glied des Planetenradgetriebes 26 über das Zahnradvorgelege 27,28, die Rutschkupplung 29, die Spindel 30 und dieSpindelmutter31 nur die auf derFührungsseite angeordnete elektrohydraulische Regelbremse mittels des Regelwiderstandes 33 so beeinflusst wird, dass die vorlaufende Fübmngsseite so lange gehemmt wird, bis die beiden Seiten des Laufkranes 1 wieder zueinander gleichlaufen.
Unterbricht der Kranführer mittels des Schalters 37 den Stromkreis des Motors 2, dann wird der eingeschaltet Motor 2 abgeschaltet. Gleichzeitig werden die Leitungen 47, 48 durch die Relais40 unterbrochen und die Leitungen 41,42 durch das Relais 43 geschlossen. Da der Laufkran 1 nach dem Ausschalten des Motors 2 nicht sofort stehen bleibt, sondern durch das Trägheitsmoment seiner Massen noch weiter läuft, erzeugt der von der Rolle 11 über das Getriebe 14 angetriebene Generator 15 einen Strom.
Dieser Strom fliesst über die Leitungen 45, 46 zum Motor 17 und Über die Leitungen 41. 42. das geschlossene Relais 43, wobei dieses Relais 43 durch das Vorschalten eines Transformators 44 durch den vom Generator 15 erzeugten Gleichstrom nicht beeinflusst werden kann, die Leitungen 38, 39 zu den beiden geöffneten Relais 40, die so beeinflusst werden, dass die unterbrochenen Leitungen 47, 48 wieder geschlossen werden und somit der vom Netz entnommene, über den Gleichrichter 23 und die Spulen 22 geleitete Strom, dann wieder zu den beiden Steuermotoren 24,25 fliessen kann. Die nun einsetzende Regelung des Gleichlaufes erfolgt auf die bereits beschriebene Weise.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der Gleichlauf der beiden Laufkranseiten auch nach dem Abschalten des Motors 2 bis knapp vor dem Stehenbleiben des Laufkranes 1 automatisch gesteuert wird.
Der Motor 17 und der Generator 15 werden so ausgewählt, dass der Drehzahlanstieg des Motors 17 beim Anfahren deslaufkranes 1 beim Gleichlauf der beiden Laufkranseiten genau dem Drehzahlanstieg der Steuemocke 16, welche über das Getriebe 14 von der Rolle 11 angetrieben wird, entspricht. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass sogar beim Anfahren der Gleichlauf der beiden Seiten des Laufkranes 1 automatisch gesteuert wird.
Natürlich kann an Stelle der Spannung, die den beiden Steuermotoren 24, 25 zugeleitet wird, die Stromstärke, oder wird Wechselstrom für den Antrieb der beiden Steuermotoren 24, 25 verwendet, auch
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die Frequenz dieses Wechselstromes im Rhythmus verändert werden. Ferner kann der Motor 17 von einem Strom angetrieben werden, der aus dem Netz entnommen oder durch einen vom Antriebsmotor 2 ange- triebenen Generator erzeugt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Automatisch gesteuertes Fahrwerk für Krane, insbesondere für Verladebrücken, bei welchen mit- telsPlanetemadgetriebe das Drehzahlverhältnis der auf beiden Seiten des Kranes angeordneten Laufrollen beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Fahren der Krananlage im Gleichlauf die der Nicht- führungsteile und der FUhrungsseite zugeordneten Steuermotoren (24, 25), welche das erste und zweite Glied des Planetenradgetriebes (26) antreiben, einen vom Netz entnommenenStrom erhalten, dessen Spannung, oder Stromstärke, oder Frequenz dauernd im gleichen Rhythmus verändert wird, wobei der Rhythmus derständigenSpannungs-, oder Stromstärken-, oderFrequenzänderung bei dem Steuermotor (25)
für die Führungsseite unabhängig und bei dem Steuermotor (24) für die Nichtführungsseite abhängig von einer eventuell auftretenden Drehzahlschwankung der Laufrolle (8) ist, so dass beim Vor- oder Nachlauf der Nichtführungsseite gegenüber der Führungsseite eine Verschiebung des Rhythmus der beiden Spannungs-, oder Stromstärken-, oder Frequenzänderungen eintritt und daher nur der der Nichtführungsseite zugeordnete Steuermotor (24) bis zur Wiedererreichung des Gleichlaufes eine andere Spannung, oder Stromstärke, oder Frequenz erhält.