universitÄt stuttgart institut fÜr fÖrdertechnik und logistik institutsleiter prof. dr.-ing....

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UNIVERSITÄT STUTTGART INSTITUT FÜR FÖRDERTECHNIK UND LOGISTIK Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. K.-H. Wehking

Grundlagen der Materialflusstechnik

Materials handling engineering

4. Chapter

Unsteady conveyor

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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

288

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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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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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Flurförderzeuge II (Flurgebundene gleislose Unstetigförderer)


Vehicle Forklift truck

•ground based

•manual operated

•Free mobile

•Single drive

•ground based

•manual operated

•Free mobile

•Single drives

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Flurförderzeuge III (Flurgebundene gleislose Unstetigförderer)


Forklift truck Straddle truck

•ground based

•manual operated

•Free mobile

•Single drives

•ground based

•manual operated

•Free mobile

•Single drives

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• 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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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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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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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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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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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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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


•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

299

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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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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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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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Gabelwagen, ohne Fahrbetrieb

Fork truck, without driving operation

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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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Kraftbetriebene Flurförderzeuge I (DIN ISO 5053)

Power-driven ground conveyors I

Carriage (carriage with fixed platform)

Tractors and push tractor

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Kraftbetriebene Flurförderzeuge II (DIN ISO 5053)

Power-driven ground conveyors II

Ground conveyor with lifting equipment

Forklift truck

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Kraftbetriebene Flurförderzeuge III (DIN ISO 5053)

Power-driven ground conveyors III

Reach truck (with reach mast or reach fork)

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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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Kraftbetriebene Flurförderzeuge V (DIN ISO 5053)

Power-driven ground conveyors VGround conveyor with removable cab Lateral forklift

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Kraftbetriebene Flurförderzeuge VI (DIN ISO 5053)

Power-driven ground conveyors VIAll-terain forklift Lateral stacking truck

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Kraftbetriebene Flurförderzeuge VII (DIN ISO 5053)

Power-driven ground conveyors VII

Front reach truck Gantry lift truck

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Kraftbetriebene Flurförderzeuge VIII (DIN ISO 5053)

Power-driven ground conveyors VIII

Non-stacking conveyors

Forklift truck

Lift truck

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Kraftbetriebene Flurförderzeuge IX (DIN ISO 5053)

Power-driven ground conveyors IX

Gantry lift truck Order picking ground conveyor

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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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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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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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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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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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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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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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Portalhubwagen

Gantry lift trucks

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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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Overview schema of the discussed ground conveyors

Ground conveyors without traction drive


•Cart•Carriage•Industry trailer

StackedNot stacked

•Industry trailer•Hand lift truck•Forklift truck

•High-lift truck•High-forklift truck

Power-driven ground conveyors


•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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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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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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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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Antriebs-Lenkeinheit eines Dreirad-Staplers

Drive steering device of a three-wheeled fork lift

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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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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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Hubeinrichtung

Lifting device

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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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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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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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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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Zweifachhubgerüst mit Sonderfreihub (Ausführung HILO)

Double masts with special free lift (design HILO)

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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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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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Gabelstapler mit teleskopierbarem Gelenkarm

Forklift trucks with telescopic hinged bracket

53



Teleskopstapler zum Containertransport

Telescopic lift truck for container transport

54



Anbaugeräte für Gabelstapler I

Attachements of forklift trucks IFork arm Fork arm carriage

55



Anbaugeräte für Gabelstapler II

Attachements of forklift trucks II

Block clamp

Scroll clamp

56



Anbaugeräte für Gabelstapler III

Attachements of forklift trucks III

Heading fork arm carriage

Clamping bar

57



Anbaugeräte für Gabelstapler IV

Attachements of forklift trucks IV

(Cascade)

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