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Grundlagen der Materialflusstechnik
Materials handling engineering
4. Chapter
Unsteady conveyor
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Grundlagen der Materialflusstechnik
System of materials handling devices
Materials handling devicesSteady conveyor Unsteady conveyor
ground-based
elevatedabove-ground
ground-basedelevated above-ground
mechanized or
automated
mechanized or
automated
mechanized or
automated
mechanizedmechanized
or automated
mechanized or
automated
manual operated
automated
mechanized orauto-mated
autom-ated
manual operated
autom-ated
stationary stationary stationary stationary stationary stationarystationary
guided mobile
clear mobile
guided mobile
clear mobile guided
mobile
guided mobile
guided mobile
pulling device
without pulling device
pulling device
pulling device
conveying medium
gravity individualdrive
individualdrive
individualdrive
individualdrive
individualdrive
individualdrive
individualdrive
individualdrive
muscularstrenght
floor-mounted
chainconveyor
roller conveyor
oscillating conveyor
hydraulic conveyor
pneumatic conveyor
roller conveyor
wheel conveyor
ballpath
chute
down pipe
Carrying chainconveyor
beltconveyor
apronconveyor
peripatetictable
tilt trayconveyor
paternoster
jigger conveyor
Chainconveyor
Overhead twin-rail chain
conveyor
stackercrane
hauler
carriage
forklifttruck
lifttruck
aircoating
transporter
stackercrane
Conveyormover
shuttle
automaticground
conveyor
automaticground
conveyorelevator
channelvehicle
distributionvehicle
trolley track
tubular track
bridgecrane
overheadcrane
stackercrane
cantilevercrane
jibcrane
gantrycrane
automaticcrane
Electricmonorail
smallbin
transportsystem
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Gliederung der Unstetigförderer1. Flurförderzeuge (Flurgebundene gleislose Unstetigförderer)
Flurförderzeuge ohne Fahrantrieb Kraftbetriebene Flurförderzeuge Fahrerlose Transportsysteme (FTS)
2. Flurgebundene Schienenfahrzeuge Regalbediengerät (regalabhängig) Verschiebewagen
3. Aufgeständerte Unstetigförderer Aufzüge Satelittenfahrzeuge
4. Flurfreie Unstetigförderer Krane Trolleybahn Elektrohängebahn, Einschienen-Hängebahn Kleinbehältertransportsystem
Characterization of unsteady conveyor1. Ground conveyor (ground-based trackless unsteady conveyors)
Ground conveyors without traction drive Power driven ground conveyors Automated guided vehicle systems
2. Ground-based vehicle Stacker crane (rack dependent) Shuttle
3. Elevated unsteady conveyors Elevators Satelitte vehicles
4. Above-ground unsteady conveyors Cranes Trolley track Electric monorail, Small-sized transport system
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Flurförderzeuge I (Flurgebundene gleislose Unstetigförderer)
Ground conveyor I (ground-based railless unsteady conveyor)
Gantry lift truck Tractor
•ground based
•manual operated
•Free mobile
•Single drives
•ground based
•manual operated
•Free mobile
•Single drive
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Flurförderzeuge II (Flurgebundene gleislose Unstetigförderer)
Ground conveyor I (ground-based railless unsteady conveyor)
Vehicle Forklift truck
•ground based
•manual operated
•Free mobile
•Single drive
•ground based
•manual operated
•Free mobile
•Single drives
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Flurförderzeuge III (Flurgebundene gleislose Unstetigförderer)
Ground conveyor I (ground-based railless unsteady conveyor)
Forklift truck Straddle truck
•ground based
•manual operated
•Free mobile
•Single drives
•ground based
•manual operated
•Free mobile
•Single drives
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Grundlagen der Materialflusstechnik
• freizügiger Einsatz in allen Betriebsbereichen• weder ortsfest, noch an Schienen gebunden, dadurch keine Störungen durch festverlegte Gleise• große Beweglichkeit und Wendigkeit• flexible und vielseitige Nutzung des gleichen Gerätes• Fahren in schmalen Gängen mit engen Kurvenradien möglich• verhältnismäßig niedrige Betriebskosten bei großen Hubhöhen, Tragfähigkeiten und Zugkräften
• freizügiger Einsatz in allen Betriebsbereichen• weder ortsfest, noch an Schienen gebunden, dadurch keine Störungen durch festverlegte Gleise• große Beweglichkeit und Wendigkeit• flexible und vielseitige Nutzung des gleichen Gerätes• Fahren in schmalen Gängen mit engen Kurvenradien möglich• verhältnismäßig niedrige Betriebskosten bei großen Hubhöhen, Tragfähigkeiten und Zugkräften
Vorteile von Flurförderzeugen I
• Generous operation for all operating sectors• Neither fixed nor bound to rails, thereby no troubles
through fixed installed rails • High mobility and flexibility • Flexible and versatile use of the same device • Driving in tight aisles with narrow curves possible • Comporative low costs of operation at high lifting
heights, load capacity and tractive power
• Generous operation for all operating sectors• Neither fixed nor bound to rails, thereby no troubles
through fixed installed rails • High mobility and flexibility • Flexible and versatile use of the same device • Driving in tight aisles with narrow curves possible • Comporative low costs of operation at high lifting
heights, load capacity and tractive power
Advantages of ground conveyors I
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Vorteile von Flurförderzeugen II
• bei Verwendung von Ladeeinheiten, Ersparnis an Umladevorgängen• geringe Anlagekosten• leichtes Anpassen an Betriebsumstellungen• durch Stapler gute Ausnutzung hoher Räume• durch Anbaugeräte ergeben sich fahrbare Arbeitsmaschinen
• bei Verwendung von Ladeeinheiten, Ersparnis an Umladevorgängen• geringe Anlagekosten• leichtes Anpassen an Betriebsumstellungen• durch Stapler gute Ausnutzung hoher Räume• durch Anbaugeräte ergeben sich fahrbare Arbeitsmaschinen
Advantages of ground conveyors II
• With use of loading units, saving of transshipping operations
• Less installation costs • Easy adaption of operation adjustments • Good utilization of high rooms through fork lifts • Resulting of mobile work machines through
attachements
• With use of loading units, saving of transshipping operations
• Less installation costs • Easy adaption of operation adjustments • Good utilization of high rooms through fork lifts • Resulting of mobile work machines through
attachements
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Nachteile von Flurförderzeugen
• beschränkte Ladefähigkeit• größerer Fahrwiderstand der Räder verglichen mit Schienen-fahrzeugen• ungeeignet zur stetigen Förderung• Aufzüge mit hoher Tragkraft und großen Abmessungen bei Stockwerksbauten erforderlich (schweres Grundgerät, Batterie)• Einsatz ist abhängig von der Bodenbeschaffenheit und –belast-barkeit• Jedes Fahrzeug muss eigens ausgebildetes Personal haben oder automatisch gesteuert werden, wobei Rechnerüber-wachung
notwendig ist, um über den augenblicklichen Standort sowie den aktuellen Stand informiert zu sein.
• beschränkte Ladefähigkeit• größerer Fahrwiderstand der Räder verglichen mit Schienen-fahrzeugen• ungeeignet zur stetigen Förderung• Aufzüge mit hoher Tragkraft und großen Abmessungen bei Stockwerksbauten erforderlich (schweres Grundgerät, Batterie)• Einsatz ist abhängig von der Bodenbeschaffenheit und –belast-barkeit• Jedes Fahrzeug muss eigens ausgebildetes Personal haben oder automatisch gesteuert werden, wobei Rechnerüber-wachung
notwendig ist, um über den augenblicklichen Standort sowie den aktuellen Stand informiert zu sein.
Disadvantages of ground conveyors
• Limited load ability
• Higher driving resistance of the wheels compared to railcars
• unsuitable for constant conveyance
• Elevators with a high baering force and high dimensions for floor constructions are necessary (heavy basic device, battery)
• Operation depends on the ground condition and capacitance
• Each vehicle needs to have its own trained manpower or needs to be controled automatic, whereat a processor control is necessary, to be informed over the current position as well as the current stand.
• Limited load ability
• Higher driving resistance of the wheels compared to railcars
• unsuitable for constant conveyance
• Elevators with a high baering force and high dimensions for floor constructions are necessary (heavy basic device, battery)
• Operation depends on the ground condition and capacitance
• Each vehicle needs to have its own trained manpower or needs to be controled automatic, whereat a processor control is necessary, to be informed over the current position as well as the current stand.
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Grundlagen der Materialflusstechnik
BaugruppenDie Baugruppen können funktionell grob zusammen-
gefasst werden in:
• Antriebs-,
• Fahrwerks-,
• Handhabungs- und
• Steuerungssystem (Bedienung).
Assemblies• The assemblies can be combined functional. There can be itemised in
• Drive,
• Chassis,
• Operation and
• Control system
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Grundlagen der Materialflusstechnik
AntriebssystemZum Antriebssystem gehören:
• Fahrantriebe,
• Hubantriebe
• Kupplungen,
• Getriebe,
• Energieversorgung,
• Zusatzaggregate (z.B. Lenkantriebe).
Drive systemTo the drive system belongs • Traction drives, • Lift drives, • Couplers, • Gears, • Power supply as well as • Additional sets (z.B. Steering drive).
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Fahrwerk und SteuerungZum Fahrwerk gehören:• Bereifung,
• Lenkung,
• Federung,
• BremsenDie Steuerung kann manuell oder automatisiert erfolgen.
Chassis and controlTo the chassis belongs • Tyres, • Control, • Suspension and the • Brakes.
The control can occur manual or automated.
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Overview schema of the discussed ground conveyors
Ground conveyors without traction drive
Without lifting gear With lifting gear
•Cart•Carriage•Industry trailer
StackedNot stacked
•Industry trailer•Hand lift truck•Forklift truck
•High-lift truck•High-forklift truck
Power-driven ground conveyors
Without lifting gear With lifting gear
•Tractors•Vehicles
StackedNot stacked
•Forklift truck•Gantry lift truck
•Forklift truck•Straddle truck•Reach truck
•Reach fork truck•Reach must truck•Multi directional reach truck
•Lateral stacking truck(Narrow aisle stacker)•Order picking lift truck•Gantry lift truck
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Karren und Wagen
Carts and carriages
a) Barrow b) Hand truck c) Stair compatible hand truck
c) Carriage with traction drawbar
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Anhänger (Wagen mit Zugdeichsel)
Trailer (carriage with traction drawbar)
Front center pivot plate steering
4-wheel center pivot plate steering
Kingpin steering
Kingpin steering
Multiple axes chassis
a) Steering principles and axes assembly
b) Center pivot plate steering
c) 4-wheel center pivot plate steering
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Schwerlastanhänger
Heavy-duty trailer
a) Heavy-duty trailer with 12 lifting kingpins
Payload range 40 – 320t, lift 320 – 500 mm
b) Lifting kingpins with lift cylinders and floating axle
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Gabelwagen, ohne Fahrbetrieb
Fork truck, without driving operation
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Handverfahrbarer Gabelhochhubwagen mit elektrohydr. Hubeinrichtung, ohne Fahrantrieb
Hand mobile high lift pallet truck with electro-hydraulic lifting equipment, without drive equipment
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Kraftbetriebene Flurförderzeuge I (DIN ISO 5053)
Power-driven ground conveyors I
Carriage (carriage with fixed platform)
Tractors and push tractor
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Kraftbetriebene Flurförderzeuge II (DIN ISO 5053)
Power-driven ground conveyors II
Ground conveyor with lifting equipment
Forklift truck
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Kraftbetriebene Flurförderzeuge III (DIN ISO 5053)
Power-driven ground conveyors III
Reach truck (with reach mast or reach fork)
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Kraftbetriebene Flurförderzeuge IV (DIN ISO 5053)
Power-driven ground conveyors IV
Straddle truck High lift pallet truck High rack lift truck
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Kraftbetriebene Flurförderzeuge V (DIN ISO 5053)
Power-driven ground conveyors VGround conveyor with removable cab Lateral forklift
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Kraftbetriebene Flurförderzeuge VI (DIN ISO 5053)
Power-driven ground conveyors VIAll-terain forklift Lateral stacking truck
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Kraftbetriebene Flurförderzeuge VII (DIN ISO 5053)
Power-driven ground conveyors VII
Front reach truck Gantry lift truck
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Kraftbetriebene Flurförderzeuge VIII (DIN ISO 5053)
Power-driven ground conveyors VIII
Non-stacking conveyors
Forklift truck
Lift truck
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Kraftbetriebene Flurförderzeuge IX (DIN ISO 5053)
Power-driven ground conveyors IX
Gantry lift truck Order picking ground conveyor
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Flurförderzeuge ohne Hubeinrichtung, Schlepper Ground conveyors without lifting equipment,
tractors
Electro-tractor, 10 kN rated tractive force, P=18kW (KB2-60 min)
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Flurförderzeuge ohne Hubeinrichtung, Wagen (Plattformwagen)
Ground conveyors without lifting equipment, vehicles (flatcars)
Driver‘s seat – platform vehicle, load capacity 2t P=5kW (KB2-60 min)
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Fahrsitz-Plattformwagen mit Elektroantrieb
• Tragfähigkeit bis 3t• Fahrgeschwindigkeit ohne Nennlast bis 25 km/h• Fahrgeschwindigkeit mit Nennlast bis 18 km/h(In der Typenliste nach VDI 2198 wird anstelle der Nennzugkraft von Schleppern bei Plattformwagen die Tragfähigkeit angegeben).
Driver‘s seat flatcar with electro-drive• Payload up to 3t
• Driving speed without rated load up to 25 km/h
• Driving speed with rated load up to 18 km/h
(In the types list according VDI 2198 for flatcars instead of the bearing strenght the rated tractive power of tractors is named).
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Nichtstapelnde Flurförderzeuge mit HubeinrichtungHierbei handelt es sich um Flurförderer, die für einen Horizontaltransport von Lasten mit einem heb- und senkbaren Element zum selbstständigen Aufnehmen und Absetzen von auf dem Boden stehenden Stückgütern, meist Ladeeinheiten mit Ladehilfsmitteln (z.B.Europapaletten), geeignet sind.
Man unterscheidet:
• Gabelhubwagen• Hubwagen (Plattformwagen)• Portalhubwagen
Non-stacking ground conveyors with lifting equipment
Here it’s about ground conveyors, which are suited for a horizontal transport of loads with a removable and lowerable element for an independent picking and setting down from on the ground stationary unit loads, mostly loading units with loading devices (for example europallets). You can differ •forklift trucks, •lift trucks (flatcars) •straddle carriers.
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Gabelhubwagen (mit Fahrantrieb) (Steinbock-Boss)
Forklift truck (with traction drive)
4. Tandem carriage optional
5. Large driving wheel for good traction
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Gabelhubwagen I, Tragfähigkeit 2 t (mit Fahrantrieb)
Forklift truck I, load capacity 2 t (with traction drive)
Driving speed
Lifting speed
Max. gradeability
Dead weight
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Antriebs – Lenk – Einheit (Hurth, München)
Driving – steering - unit
Spring power brake
Direct current motor
Carrying wheel
DC - Tachometer
Integrated rotating assembly bearing
Gear
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Portalhubwagen
Gantry lift trucks
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Stapelnde Flurförderzeuge mit Hubeinrichtung – Stapler
Stacking ground conveyors with lifting equipment - lift trucks
Diesel-Gabelstapler (mit Gegengewicht) 1,2 bis 1,5 t Elektro-Gabelstapler, 1,2 bis 1,5 t Tragfähigkeit
Diesel-lift truck (with balance weight) 1,2 up to 1,5 t Electro-lift truck, 1,2 up to 1,5 t load capacity
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Overview schema of the discussed ground conveyors
Ground conveyors without traction drive
Without lifting gear With lifting gear
•Cart•Carriage•Industry trailer
StackedNot stacked
•Industry trailer•Hand lift truck•Forklift truck
•High-lift truck•High-forklift truck
Power-driven ground conveyors
Without lifting gear With lifting gear
•Tractors•Vehicles
StackedNot stacked
•Forklift truck•Gantry lift truck
•Forklift truck•Straddle truck•Reach truck
•Reach fork truck•Reach must truck•Multi directional reach truck
•Lateral stacking truck(Narrow aisle stacker)•Order picking lift truck•Gantry lift truck
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Ausführungen von Staplern• Gabelstapler• Spreizenstapler• Schubstabler• Mehrwegstapler (Vierwegstapler)• Seitenstapler (Schmalgangstapler, Hochregalstapler)• Kommissionierstapler und• Portalstapler
Designs of lift trucks• Forklift trucks,
• Straddle truck,
• Reach truck,
• Multi directional reach truck (Four way lift trucks),
• Lateral stacking trucks (narrow aisle stacker, high rack lift trucks),
• Order picking lift trucks and
• Gantry lift trucks
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Gabelstapler (Gegengewichtsstapler)
Lift trucks (balance weight lift trucks)
Diesel-Gabelstapler (mit Gegengewicht) 1,2 bis 1,5 t Elektro-Gabelstapler, 1,2 bis 1,5 t Tragfähigkeit
Diesel-lift truck (with balance weight) 1,2 up to 1,5 t Electro-lift truck, 1,2 up to 1,5 t load capacity
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Baugruppen der Stapler (aus DIN ISO 5053)
Assemblies of lift trucks (from DIN ISO 5053)
1. Frame
2. Balance weight
3. Drive axle
4. Steering axle
5. Mast
6. Fork arm carriage
7. Fork arm
8. Steering wheel
9. Driver‘s overhead guard
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Antriebs-Lenkeinheit eines Dreirad-Staplers
Drive steering device of a three-wheeled fork lift
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Elektro-Stapler mit Achsvorschub (STILL) 1,2 t Tragfähigkeit
Electric-powered lift trucks with axle heading (STILL) 1,2 t load capacity
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Diesel-Gabelstapler mit hydraulischem Fahrantrieb
Diesel-lift truck with hydraulic traction drive
Steering axle with a syncronism cylinder. For a extremly small turn radius and balanced steer angle
Hydrostatic drive for best acceleration value.
New constructed free view mast with 20% larger field of view
Hydraulic servo steering for least effort
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Hubeinrichtung
Lifting device
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Hubgerüstbauarten von Gabelstaplern I
Mast designs of forklift trucks I
Base frame
Lifting chain
Fork arm carriage
Single mastDual mast with
standard free lift
h3
h3= Free lift
Lifting cylinder
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Hubgerüstbauarten von Gabelstaplern I • Einfachgerüste• Mehrfachhubgerüste als
Zweifachhubgerüste mit normalem Freihub (Duplexmast) Zweifachhubgerüste mit Sonderfreihub Dreifachhubgerüste (Triplexmast) Vierfachhubgerüste
Mast designs of forklift trucks I
• Single masts• Multi masts as• Double masts with standard free
lift (duplex mast)• Double masts with special free
lift • Triple masts (triplex mast)• Quadruple masts
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Hubgerüstbauarten von Gabelstaplern II
Mast designs of forklift trucks II
Dual mast with standard free lift
Lifting cylinder
Outer frame
Internal frame
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Hubgerüstbauarten von Gabelstaplern III
Mast designs of forklift trucks III
Fork arm carriage
Inside frame
Outer frame h1= height of construction
h2 = Free lift
h3 = Lifting height
h2 = 2 * x
Fork arm carriage
Inside frame
Outer frame
Free view mast (double mast) with sidewise
arranged lifting cylinders
Free view mast (double mast) with central
arranged lifting cylinders
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Zweifachhubgerüst mit Sonderfreihub (Ausführung HILO)
Double masts with special free lift (design HILO)
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Dreifachhubgerüst mit normalem Freihub
Triple mast with regular free lift
End stop
Outer frame
Inside frame
Intermediate frame
Outer piston
Inner pistonCylinder
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Konstruktive Ausbildungen der Hubgerüste Constructive design of masts
Profil shape
Cross assemblyOuter lifting frame
Weight supporting rolls
Inside lifting frame
Frame shaft
Fork arm carriage
Weight supporting rolls
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Gabelstapler mit teleskopierbarem Gelenkarm
Forklift trucks with telescopic hinged bracket
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Teleskopstapler zum Containertransport
Telescopic lift truck for container transport
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Anbaugeräte für Gabelstapler I
Attachements of forklift trucks IFork arm Fork arm carriage
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Anbaugeräte für Gabelstapler II
Attachements of forklift trucks II
Block clamp
Scroll clamp
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Anbaugeräte für Gabelstapler III
Attachements of forklift trucks III
Heading fork arm carriage
Clamping bar
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Grundlagen der Materialflusstechnik
Anbaugeräte für Gabelstapler IV
Attachements of forklift trucks IV
(Cascade)