Materialflusstechnik: Auswahl und Berechnung von Elementen und Baugruppen der Fördertechnik

315 Pages·2008·7.083 MB·German

by  Heinrich Martin, Peter Römisch, Andreas Weidlich (auth.)

Heinrich Martin
Peter Römisch
Andreas Weidlich
Materialflusstechnik
Aus den Programmen
Fertigungstechnik und Konstruktion
Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 für Fortgeschrittene –
kurz und bündig
von S. Clement und K. Kittel/herausgegeben von S. Vajna
AutoCAD Zeichenkurs
von H.-G. Harnisch
Leichtbau-Konstruktion
von B. Klein
FEM
von B. Klein
UNIGRAPHICS NX5 – kurz und bündig
von G. Klette/herausgegeben von S. Vajna
CATIA V5-Praktikum
herausgegeben von P. Köhler
Pro/ENGINEER-Praktikum
herausgegeben von P. Köhler
Konstruieren, Gestalten, Entwerfen
von U. Kurz, H. Hintzen und H. Laufenberg
Technisches Zeichnen
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CATIA V5 – kurz und bündig
von R. Ledderbogen/herausgegeben von S. Vajna
Transport- und Lagerlogistik
von H. Martin
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D. Muhs, H. Wittel, M. Becker, D. Jannasch und J. Voßiek
Solid Edge – kurz und bündig
von M. Schabacker/herausgegeben von S. Vajna
vieweg
Heinrich Martin
Peter Römisch
Andreas Weidlich
Materialflusstechnik
Auswahl und Berechnung von Elementen
und Baugruppen der Fördertechnik
9., verbesserte und aktualisierte Auflage
Mit 203 Abbildungen
Viewegs Fachbücher der Technik
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Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der
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<http://dnb.d-nb.de> abrufbar.
Bis zur 5. Auflage erschien das Buch unter dem Titel Grundlagen der Fördertechnik,
bis zur 7. Auflage unter dem Titel Fördertechnikder Autoren Heinz Pfeifer, Gerald Kabisch
und Hans Lautner im selben Verlag.
1. Auflage 1977
...
6., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage 1995
7., verbesserte Auflage 1998
8., vollständig überarbeitete Auflage Januar 2004
9., verbesserte und aktualisierte Auflage 2008
Alle Rechte vorbehalten
© Friedr. Vieweg & Sohn Verlag | GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008
Lektorat: Thomas Zipsner / Imke Zander
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Umschlaggestaltung:Ulrike Weigel, www.CorporateDesignGroup.de
Druck und buchbinderische Verarbeitung: MercedesDruck,Berlin
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier.
Printed in Germany
ISBN 978-3-8348-0313-9
V
Vorwort
Das Fachbuch „Materialflusstechnik“ beschäftigt sich mit der Konstruktion und der
Berechnung von Transport-, Umschlag- und Lagermitteln in systematischer Form und gibt
einen vertiefenden Überblick über die Ausführungsformen der Materialflussfunktionen
Fördern, Heben, Umschlagen und Lagern. Dabei wird besonders auf die Bauteile der
Transportmittel eingegangen.
Das Buch wendet sich an Ingenieurstudenten der Hochschulen, insbesondere der
Fachhochschulen. Auch der in der Praxis tätige Ingenieur kann sich mit diesem Buch in das
Gebiet der rechnerischen Materialflusstechnik einarbeiten. Ebenso entnimmt der nicht
unmittelbar mit der Fördertechnik befasste Betriebs-, Fertigungs- oder Planungsingenieur dem
Buch Hinweise für seine Arbeit.
Die verständliche Darstellung der Fachinhalte und viele Hinweise zum Einsatz der
Fördermittel sollen dem bisher noch nicht mit der Fördertechnik vertrauten
Maschinenbauingenieur befähigen, zur Lösung seiner Aufgabenstellung, Fördermittel selbst zu
gestalten oder zumindest rationell zu betreiben.
Es ist nicht Absicht der Autoren, das umfangreiche Gebiet der Fördertechnik in einem einzigen
Fachbuch umfassend darzustellen, vielmehr wollen sie mit dem Buch eine repräsentative
Auswahl der allgemein für den Materialfluss gebräuchlichen Fördermittel getroffen haben.
An dieser Stelle sei den einzelnen Firmen für die Bereitstellung von Bild- und
Informationsmaterial und dem Verlag für seine Unterstützung gedankt sowie auch den Firmen,
die durch eine Anzeige die Buchkosten reduziert haben.
Hinweise zur Verbesserung des Buches werden dankend entgegen genommen.
In dieser Auflage wurden Anregungen der Leser für Beispiele, Formeln und Text
berücksichtigt, sowie das Literaturverzeichnis und DIN Normen aktualisiert.
Hamburg, Dresden, Edemissen im September 2007 Heinrich Martin
Peter Römisch
Andreas Weidlich
VII
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung ................................................................................................................... 1
1.1 Darstellung der Materialflusstechnik...................................................................... 1
1.2 Strukturen der Fördertechnik.................................................................................. 1
1.2.1 Förder- und Lagermittel.............................................................................. 2
1.2.2 Fördergüter.................................................................................................. 4
1.2.3 Förderaufgaben........................................................................................... 5
1.3 Fördergutstrom........................................................................................................ 5
2 Bauteile der Fördermittel............................................................................................. 7
2.1 Seiltriebe................................................................................................................. 7
2.1.1 Mechanismenketten.................................................................................... 7
2.1.2 Seilflaschenzüge.......................................................................................... 8
2.1.3 Drahtseile.................................................................................................... 10
2.1.3.1 Begriffe, Aufbau, Einteilung, Einsatz........................................... 10
2.1.3.2 Berechnung und Auswahl von Drahtseilen................................... 11
2.1.3.3 Seilverbindungen.......................................................................... 14
2.1.4 Faserseile..................................................................................................... 14
2.1.5 Seilrollen..................................................................................................... 15
2.1.6 Seiltrommeln............................................................................................... 16
2.1.7 Treibscheiben und Reibungstrommeln........................................................ 19
2.1.8 Beispiele...................................................................................................... 20
2.2 Kettentriebe............................................................................................................. 24
2.2.1 Ketten.......................................................................................................... 24
2.2.1.1 Rundstahlketten............................................................................. 24
2.2.1.2 Gelenkketten................................................................................. 24
2.2.2 Kettenräder.................................................................................................. 26
2.2.2.1 Unverzahnte Kettenräder.............................................................. 26
2.2.2.2 Verzahnte Kettenräder.................................................................. 26
2.2.3 Kettentrommeln.......................................................................................... 27
2.3 Fahrwerkselemente................................................................................................. 27
2.3.1 Laufräder..................................................................................................... 27
2.3.1.1 Radkräfte....................................................................................... 28
2.3.1.2 Berechnung................................................................................... 30
2.3.2 Schienen...................................................................................................... 33
2.3.3 Beispiel....................................................................................................... 33
2.4 Bremsen.................................................................................................................. 37
2.4.1 Berechnung des Bremsmoments................................................................. 37
2.4.2 Wärmebelastung der Bremsen.................................................................... 39
2.4.3 Backenbremsen........................................................................................... 40
2.4.4 Bandbremsen............................................................................................... 42
2.4.5 Scheibenbremsen........................................................................................ 45
2.4.6 Kegelbremsen.............................................................................................. 46
2.4.7 Bremslüfter................................................................................................. 46
2.4.8 Beispiele...................................................................................................... 48
VIII Inhaltsverzeichnis
2.5 Lastaufnahmemittel................................................................................................. 52
2.5.1 Lasthaken.................................................................................................... 53
2.5.1.1 Einfacher Lasthaken...................................................................... 53
2.5.1.2 Doppelhaken................................................................................. 53
2.5.1.3 Ösenhaken..................................................................................... 54
2.5.1.4 Lamellenhaken.............................................................................. 54
2.5.2 Schäkel........................................................................................................ 54
2.5.3 Hakengeschirre............................................................................................ 55
2.5.4 Unterflaschen.............................................................................................. 55
2.5.5 Anschlagmittel............................................................................................ 56
2.5.6 Zangen und Klemmen................................................................................. 57
2.5.6.1 Zangen........................................................................................... 57
2.5.6.2 Klemmen....................................................................................... 59
2.5.7 Kübel........................................................................................................... 59
2.5.8 Greifer......................................................................................................... 60
2.5.8.1 Mehrseilgreifer.............................................................................. 60
2.5.8.2 Einseilgreifer................................................................................. 63
2.5.8.3 Motorgreifer.................................................................................. 64
2.5.8.4 Ausführung der Greifer................................................................. 64
2.5.9 Lasthaftgeräte.............................................................................................. 64
2.5.10 Beispiele...................................................................................................... 66
2.6 Bauteile für Stetigförderer....................................................................................... 69
2.6.1 Tragrollen und andere Tragmittel................................................................ 69
2.6.2 Förderbänder............................................................................................... 72
2.6.3 Antriebs- und Umlenktrommeln................................................................. 73
2.6.4 Transportketten........................................................................................... 75
2.6.5 Bauteile zum Schutz vor Überlast............................................................... 76
2.7 Triebwerke.............................................................................................................. 77
2.7.1 Berechnungsgrundlagen.............................................................................. 78
2.7.2 Hubwerke.................................................................................................... 78
2.7.3 Wippwerke.................................................................................................. 81
2.7.4 Fahrwerke.................................................................................................... 82
2.7.5 Drehwerke................................................................................................... 84
2.7.6 Reib- und formschlüssige Triebwerke......................................................... 87
2.7.7 Beispiele...................................................................................................... 87
2.8 Normen, Literatur.................................................................................................... 92
3 Serienhebezeuge............................................................................................................ 97
3.1 Flaschenzüge........................................................................................................... 97
3.1.1 Handflaschenzüge....................................................................................... 97
3.1.1.1 Schraubenflaschenzug................................................................... 97
3.1.1.2 Stirnradflaschenzug....................................................................... 98
3.1.1.3 Zug-Hubgeräte (Mehrzweckzüge)................................................ 100
3.1.2 Elektroflaschenzüge (E-Züge).................................................................... 100
3.1.3 Druckluftflaschenzüge................................................................................ 103
3.2 Winden.................................................................................................................... 104
3.2.1 Zahnstangenwinde....................................................................................... 104
3.2.2 Schraubenwinde.......................................................................................... 104
3.2.3 Seilwinden................................................................................................... 105
3.3 Hydraulische Hebezeuge......................................................................................... 106
Inhaltsverzeichnis IX
3.4 Beispiele................................................................................................................. 108
3.5 DIN-Normen........................................................................................................... 110
4 Krane............................................................................................................................. 111
4.1 Brückenkrane.......................................................................................................... 111
4.1.1 Ein- und Zweiträgerbrückenkrane............................................................... 112
4.1.1.1 Kranbrücken.................................................................................. 112
4.1.1.2 Laufkatzen..................................................................................... 115
4.1.1.3 Greiferwindwerke......................................................................... 117
4.1.1.4 Kranfahrwerke.............................................................................. 119
4.1.2 Hängekrane................................................................................................. 119
4.1.3 Hängebahnen............................................................................................... 120
4.1.4 Stapelkrane.................................................................................................. 121
4.1.5 Regalbediengeräte....................................................................................... 122
4.1.6 Sonderausführungen.................................................................................... 123
4.1.7 Beispiele...................................................................................................... 124
4.2 Portalkrane.............................................................................................................. 125
4.2.1 Bockkrane................................................................................................... 126
4.2.2 Verladebrücken........................................................................................... 128
4.2.3 Beispiel....................................................................................................... 132
4.3 Kabelkrane.............................................................................................................. 135
4.4 Drehkrane................................................................................................................ 137
4.4.1 Allgemeine Hinweise.................................................................................. 137
4.4.2 Lagerung des Drehteiles.............................................................................. 138
4.4.3 Wippsysteme............................................................................................... 141
4.4.4 Unterbau...................................................................................................... 143
4.4.5 Wichtige Bauarten von Drehkranen............................................................ 144
4.4.6 Beispiele...................................................................................................... 150
4.5 Fahrzeugkrane......................................................................................................... 155
4.5.1 Ladekrane für Straßenfahrzeuge................................................................. 156
4.5.2 Mobilkrane.................................................................................................. 157
4.5.3 Autokrane.................................................................................................... 158
4.6 DIN-Normen........................................................................................................... 159
5 Gleislose Flurfördermittel ........................................................................................... 161
5.1 Fahrwerk und Lenkung........................................................................................... 161
5.1.1 Fahrwerk..................................................................................................... 161
5.1.2 Lenkung...................................................................................................... 162
5.2 Fahrgeräte............................................................................................................... 162
5.2.1 Fahrgeräte ohne Hubeinrichtung................................................................. 163
5.2.2 Fahrgeräte mit Hubeinrichtung................................................................... 165
5.3 Stapelgeräte............................................................................................................. 166
5.3.1 Gabelstapler G............................................................................................. 167
5.3.1.1 Bauformen..................................................................................... 167
5.3.1.2 Hubwerke...................................................................................... 168
5.3.1.3 Anbaugeräte.................................................................................. 171
5.3.2 Stapler mit Radunterstützung...................................................................... 173
5.3.3 Schmalgangstapler...................................................................................... 173
5.3.4 Quergabelstapler Q..................................................................................... 175
5.3.5 Portalstapler E............................................................................................. 175
X Inhaltsverzeichnis
5.4 Berechnung der Flurförderung................................................................................ 177
5.4.1 Fördermenge der gleislosen Flurfördermittel.............................................. 177
5.4.2 Fahrwiderstand der gleislosen Flurfördermittel.......................................... 179
5.4.3 Beispiele...................................................................................................... 179
5.5 Normen, Richtlinien, Literatur................................................................................ 184
5.5.1 DIN- und ISO-Normen................................................................................ 184
5.5.2 VDI-Richtlinien........................................................................................... 184
5.5.3 Literatur....................................................................................................... 185
6 Stetigförderer................................................................................................................ 187
6.1 Berechnungsgrundlagen.......................................................................................... 187
6.1.1 Fördermenge............................................................................................... 187
6.1.2 Antriebsleistung.......................................................................................... 188
6.2 Mechanische Stetigförderer mit Zugmittel (Bandförderer)..................................... 190
6.2.1 Gurtbandförderer......................................................................................... 190
6.2.2 Stahlbandförderer........................................................................................ 200
6.2.3 Drahtbandförderer....................................................................................... 202
6.2.4 Kurvengurtförderer...................................................................................... 205
6.2.5 Weitere Ausführungen von Bandförderern................................................. 206
6.2.6 Beispiele...................................................................................................... 207
6.3 Mechanische Stetigförderer mit Zugmittel (Gliederförderer)................................. 211
6.3.1 Gliederbandförderer.................................................................................... 211
6.3.2 Trogkettenförderer...................................................................................... 213
6.3.3 Kratzerförderer............................................................................................ 216
6.3.4 Kreisförderer (Einbahn- und Zweibahnsystem).......................................... 217
6.3.5 Becherwerke................................................................................................ 224
6.3.5.1 Senkrechtbecherwerke.................................................................. 225
6.3.5.2 Pendelbecherwerke....................................................................... 229
6.3.5.3 Wichtige Sonderausführungen...................................................... 231
6.3.6 Beispiele...................................................................................................... 231
6.4 Mechanische Stetigförderer ohne Zugmittel........................................................... 237
6.4.1 Rollenförderer (Angetriebene Rollenbahnen)............................................. 237
6.4.1.1 Leichte Rollenförderer.................................................................. 237
6.4.1.2 Schwere Rollenförderer................................................................ 240
6.4.2 Schneckenförderer....................................................................................... 240
6.4.3 Schwingförderer.......................................................................................... 245
6.4.3.1 Schüttelrutschen............................................................................ 245
6.4.3.2 Schwingrinnen.............................................................................. 246
6.4.4 Beispiele...................................................................................................... 253
6.5 Schwerkraftförderer................................................................................................ 257
6.5.1 Rutschen und Fallrohre............................................................................... 257
6.5.2 Rollenbahnen (Schwerkraftrollenbahnen)................................................... 260
6.5.3 Beispiel........................................................................................................ 265
6.6 Strömungsförderer.................................................................................................. 266
6.6.1 Pneumatische Förderer................................................................................ 266
6.6.2 Rohrpostanlagen.......................................................................................... 272
6.6.3 Hydraulische Förderer................................................................................. 274
6.6.4 Beispiel........................................................................................................ 275
6.7 DIN-Normen, VDI-Richtlinien, Literatur............................................................... 277
Inhaltsverzeichnis XI
7 Lagertechnik................................................................................................................. 281
7.1 Lagergestaltung....................................................................................................... 281
7.1.1 Aufgaben und Einteilung der Lager............................................................ 281
7.1.2 Lagerorganisation........................................................................................ 281
7.1.3 Technische Ausführung.............................................................................. 282
7.2 Ladehilfsmittel........................................................................................................ 283
7.2.1 Paletten........................................................................................................ 283
7.2.2 Boxpaletten................................................................................................. 285
7.2.3 Ladepritschen.............................................................................................. 286
7.2.4 Kästen......................................................................................................... 286
7.2.5 Klein-Behälter............................................................................................. 286
7.2.6 Groß-Behälter.............................................................................................. 287
7.3 Freilager.................................................................................................................. 288
7.4 Bunker..................................................................................................................... 289
7.4.1 Bauarten der Bunker................................................................................... 289
7.4.2 Gutaufgabe und Gutabgabe......................................................................... 290
7.4.3 Bunkerhilfseinrichtungen............................................................................ 292
7.5 Gebäudelagerung.................................................................................................... 292
7.5.1 Bodenlagerung............................................................................................ 293
7.5.2 Regallagerung............................................................................................. 294
7.5.3 Verschieberegal........................................................................................... 297
7.5.4 Durchlaufregal............................................................................................ 298
7.5.5 Umlaufregal................................................................................................ 299
7.5.6 Beispiele...................................................................................................... 300
7.6 DIN-Normen........................................................................................................... 304
Sachwortverzeichnis .......................................................................................................... 305