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Grossraumregal
Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf ein grossräumiges Umlaufregal. Eine Umlaufregalanlage besteht aus mehreren Umlaufregalen, die sich in einer vertikalen oder horizontalen rechteckigen
Umlaufbahn bewegen. Grossräumige Umlaufregale, die bis zu 200 t Regalgewicht als Gesamtgewicht mit
Nutzlast haben, werden zweckmässigerweise in einer horizontalen Umlaufbahn bewegt. Die Regale stehen in zwei nebeneinanderliegenden Blöcken, wobei sich die Regale bei der Blockfahrt senkrecht zu ihrer Längsrichtung bewegen. An je einem Ende der beiden Regalblöcke wird je ein Regal vom Block getrennt und in seiner Längsrichtung, also quer zum Block, so verfahren, dass es vor den daneben befindlichen Block zu stehen kommt.
Es sind also zwei Rollensätze erforderlich, deren Achsen senkrecht zueinander stehen, der eine Rollensatz für die Längsfahrt des Einzelregals, der andere Rollensatz für die Querfahrt der Regale im Block. Bei Regalen mit sehr hohen Regalgewichten besteht die Schwierigkeit, die Last gleichmässig auf die tragenden Rollen zu verteilen.
Im allgemeinen sind die Rollen auf dem Erdboden befestigt, und das Umlaufregal hat unter dem Grundrahmen eine Rollbahn. Hiebei ergeben sich, insbesondere dann, wenn man in Schweisskonstruktion arbeitet, und Dimensionen bis zu 30 m Länge und 10 m Höhe erhält, Schwierigkeiten in bezug auf Längsdurchbiegung und auch auf Querdurchbiegung. Wenn sich bis zu 100 einzelne Rollen am Tragen beteiligen, muss dafür gesorgt werden, dass sich das Gewicht annähernd gleichmässig auf alle Rollen verteilt. Das ist aber bei starrem Grundrahmen des Regals nur dann gewährleistet, wenn alle Rollen in einer Ebene liegen. Andernfalls sind von sämtlichen Rollen nur wenige am Tragen beteiligt, die dann wegen zu hoher Belastung brechen oder sich in die Laufbahn des Grundrahmens eingravieren, was zur Zerstörung der Laufbahn führt.
Es wäre ausserordentlich schwierig und kostspielig, den Grundrahmen und damit die Laufbahn für die Rollen bei einem so grossen Regal, insbesondere bei Schweisskonstruktionen, in eine Ebene zu bringen. Ausserdem muss mit Verzug bei unterschiedlicher Gewichtsverteilung im Regal gerechnet werden. Die gleichen Schwierigkeiten treten bei der Anordnung der Rollen auf, da ausser den Justierfehler der Montage noch Bodenabsenkungen in der Grössenordnung von mehreren Zentimetern später bei jedem Gebäude auftreten können trotz Rüttelung des Betonbodens. Das Setzen von Gebäuden mit der üblichen Rissbildung ist allseits bekannt.
Wegen der Absenkerscheinungen eines solchen grossen Fundamentes, welches niemals in seiner vollen Länge steif ausgebildet werden kann, und wenn, dann nur mit ausserordentlich hohen Kosten, muss damit gerechnet werden, dass ein Regal von 25 oder 30 m Länge sich um mehrere Zentimeter in seiner Längsrichtung durchbiegen muss. Diese Absenkerscheinungen des Bodens sind ungleichmässig, so dass auch die im Fundament befestigten Rollen ungleich absinken. Es ergibt sich bezüglich des Rollganges eine windschiefe Tragfläche. Diese windschiefe Tragfläche des Bodens wirkt sich bei einem Höhen-Tiefen-Verhältnis vonn 10 : 1 am Kopf des Regals zehnfach aus, d. h., dass eine geringe Schraubenlinienform der Tragelemente des Bodens eine zehnfache Schlangenlinie am oberen Ende des Regals erzeugt.
Das Regal muss sich also um das Zehnfache des Bodenverzugs am oberen Kopfende verziehen. Eine Zwangskorrektur am Regalkopf, die aus Sicherheitsgründen gegen Umkippen ohnehin vorhanden sein muss, würde dazu führen, dass das
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Regal nur einseitig auf Rollen stände. Das bedeutet, die Rollen würden das Vielfache der
Normalbelastung gegenüber einer ebene Situation bekommen.
Da aus Kostengründen die Rollen jedoch maximal mit dem 1, 5fachen des normal tragenden
Gewichtes ausgelastet sein sollten, muss für ein gleichmässiges Tragen der Rollen dadurch gesorgt werden, dass die Regale sich den Unebenheiten des Bodens im vollen Umfang elastisch anpassen können. Es muss einmal von den Regalen verlangt werden, dass sie hochelastisch sind, zum andern muss aber auch verlangt werden, dass die Regale mit einem Einzelgewicht zwischen 50 und 200 t die Beschleunigungs-und Stoppkräfte, die möglicherweise durch spontanen Stopp beim Eindringen von
Fremdkörpern besonders gross sein, stabilitätsmässig aushalten können. Als Stoppkraft ist zirka 1/5 des
Normalgewichtes anzusetzen, d. h. bei einem Regal von 200 t würde die Stoppkraft etwa 40 t betragen.
Diese Stoppkräfte sind zwar normalerweise deshalb nicht vorhanden, weil die Beschleunigungen besonders fein geregelt werden. Es muss jedoch während der Montage und auch während des jahrzehntelangen Betriebes damit gerechnet werden, dass irgendwann ein Paket des Regalinhaltes sich vor den Endanschlag legt und dann die Bremsung nicht sanft, sondern spontan erfolgt. Während der
Einzelfahrt eines Regales muss das Regal Momente aufnehmen können, u. zw. in Längsrichtung und in
Querrichtung, die dadurch entstehen, dass die Beschleunigungskräfte am Grundrahmen des Regales angreifen, während der Schwerpunkt des Regales etwa in der Mitte liegt. Zum Abfangen der aus diesen
Momenten entstehenden Kräfte sind Diagonalverbände ungeeignet, weil die Elastizität des Regales dadurch verlorengehen würde.
Der Erfindungsgegenstand beseitigt diese Schwierigkeiten durch eine Regalkonstruktion, die in allen Richtungen elastisch verzugsfähig ist. Das Regal besteht aus einer Rückwand bzw. Zwischenwand bei Doppelregalen, die als grossflächige Blechwand mit grossen Aussparungen ausgebildet ist, so dass ein wabenartiges Gerippe entsteht. Die Querschnitte des Gerippes entsprechen Rechteckquerschnitten.
Senkrecht zu dieser Blechwand stehen einseitig oder bei Doppelregalen beidseitig vertikale Regalleitern.
Bei einem Doppelregal sind je zwei sich gegenüberliegende Regalleitern über Abstandsröhrchen miteinander verschraubt. Dazwischen ist in Langlöchern das wabenartige Längsgitter freibeweglich aufgehängt. Dieses Wabengitter kann nur in Längsrichtung Kräfte aufnehmen und bleibt dabei vollkommen beweglich in den vertikalen Langlöchern. Diese Langlöcher haben den Zweck, dass sich das Gitter, welches von irgendeinem Abstandsrohr über einer hochstehenden Rollenstelle getragen wird, in weiträumiger Weise elastisch verbiegen kann. Die Kräfte, die aus der Höhendurchbiegung aller einzelnen Gitterstäbe entstehen, bleiben hinreichend klein. Zwischen den einzelnen Kreuzpunkten des Gitters entstehen Wendepunkte, in denen das Biegemoment Null ist. An der Kreuzungsstelle sind die Biegemomente am grössten.
Die Anpassung dieses Gitters erfolgt stufenförmig in Kurven, d. h. die einzelnen Kreuzstellen werden mit verdreht. Da sich das Gitter auf dem Abstandsrohr verschiebt und drehen kann, muss es an seinen Verbindungsstellen, wo beide Regalleiterhälften miteinander verbunden sind, reibungslos beweglich sein.
Die Schubkräfte, die vom Grundrahmen über die senkrechten Gitterquerschnitte abgefangen werden müssen, berechnen sich als Gesamtkraft durch Anzahl der senkrechten Gitterstäbe und ergeben die Kraft, die im Wendepunkt um jedes Kreuz Momente erzeugt. Die vertikalen Kräfte sind am Grundrahmen am grössten und nehmen nach oben ab. Die Beschleunigungs-bzw. Bremskräfte sind im oberen Bereich aus Gründen des zur Verfügung stehenden elastischen Bremsweges quadratisch abnehmend. Man kann also die Festigkeit des Gitters im oberen Regalbereich mehr als linear abfallen lassen. Anstatt die Gitterquerschnitte kleiner werden zu lassen, kann man auch die senkrechten Gitterelemente nach oben dreieckig oder kegelstumpfförmig verjüngen, wobei jedoch Stäbe für die Horizontalkräfte als Druck bzw. Zugstäbe vorhanden bleiben müssen.
Beim Quertransport eines Einzelregales werden die Beschleunigungskräfte, z. B. bei Stoss, in den regalfachtragenden Leitern zu besonders hohen Belastungen führen, die umso grösser sind, je höher das Regal ist. Um einen solchen Stoss elastisch abzufangen, dürfen die Regalleitern nicht aus einem starren Gitterwerk bestehen, sondern müssen die Möglichkeit haben, sich in einem gewissen Grade parallelogrammartig zu verziehen. Da trotz Parallelogrammverschiebung je nach Höhe und Regalbelastung die Regalleitern nicht immer in der Lage sind, Querkräfte in 10 m Höhe aufzunehmen, die sich in Biegung äussern, wird ein Mischeffekt erzeugt zwischen dem elastischen Verzug einer Rechteckbildung und einer Dreieckbildung. Das einzelne Regalleiterfeld wird in zwei Trapeze zerlegt.
Das jeweils freie Trapezende unterliegt dann der Biegung mit der beim Längsgitter schon beschriebenen Wendepunktbildung, so dass ein stufenartiges, aber kurvenförmiges Auslenken möglich wird, wobei die Biegefestigkeit, die aus der Regalhöhe mit der jeweiligen Masse und dem dazugehörigen Hebelarm erforderlich ist, noch vertreten werden kann. Um eine höhere Elastizität zu erzielen, können die
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Schräg-und Querstäbe des Trapezes oder einer von beiden z. B. mit Gummibuchsen od. dgl. elastisch angelenkt sein, oder es genügt eine Langlochanordnung.
Da ein hohes Regal aus Unfallschutzgründen oben am Kopfende in Längsrichtung geführt werden muss, ist wegen der erforderlichen hohen Flexibilität und Kurvenbildung am Kopf des Regalrahmens eine besondere Schwierigkeit vorhanden. Die Kräfte am Kopf des Rahmens dürfen im Normalbetrieb nicht gross werden, damit die zulässige Rollenbelastung unten nicht überschritten wird. Aus diesem
Grunde sind auf dem Regalgrundrahmen je nach Länge mehrere biegsteife Querschotten befestigt, die jedoch voneinander so viel Abstand haben, dass ein über dem Regal liegendes kräftiges Führungseisen den Normalverzug ohne besonders hohe Kräfte zulässt. Diese Führungsschiene auf dem Kopf der Regale wird mit Rollen, die an der Dachkonstruktion oder anderweitig befestigt sind, geführt. Die Schiene ist auf den Querschotten befestigt. Sie stützt sich an den Querschotten über Gummipuffer ab.
Die übrigen
Regalleitern können um ein bestimmtes Mass ausschwenken. Erst dann liegen sie mit Gummipuffern an der Führungsschiene an. Im Normalbetrieb berühren die einzelnen Regalleitern die Führungsschiene jedoch nicht. Die in der Dachkonstruktion gelagerten Führungsrollen müssen sich bei Beginn der
Einzelfahrt entweder in die Kopfführungsschiene absenken, oder sie sind in einem mitfahrende
Schlitten gelagert, der bei Längsfahrt verriegelt wird.
Bei höheren Regalen, wo die Aufbauchungskräfte Schwierigkeiten machen, werden ein oder mehrere elastisch-verzugsfähige, waagrechte Gitterträger angeordnet, die das Feld zwischen den starren
Schotten elastisch abfangen.
Die erfinderischen Gedankengänge gelten sowohl für fahrbare Regale, bei denen sich die Rollen unter dem Regal befinden, als auch für solche Regale, die mit ihren Grundrahmen auf Rollen laufen, die auf dem Boden befestigt sind. Fig. l zeigt schematisch ein Regal von der Breitseite gesehen mit den beschriebenen theoretischen Biegeeffekten, die bei Längsfahrt des Regals auftreten können. Fig. 2 zeigt ein Regal schematisch von der Schmalseite gesehen mit einer elastischen Auslenkung. Fig. 3 zeigt ein Regal von oben gesehen mit einer schlangenförmigen Auslenkung, die bei Verwindung des Grundrahmens entsteht ; ferner ist die Anordnung der Tragrollen für die Querfahrt gezeigt. Fig. 4 zeigt die elastisch-verzugsfähigen Leitersprossen in Verbindung mit einem Trapezgitter an den Knotenstellen.
Fig. 5 zeigt die Verbindung eines biegesteifen Querschotten mit dem freibeweglich durchgehenden Längsgitter. Fig. 6 zeigt einen Teil einer normalen Regalleiter im oberen Bereich. Fig. 7 zeigt wie der Kopfteil des Regales mit Rollen am Dachchassis geführt wird. Ferner ist die Freibeweglichkeit der Normal-Regalleiter dargestellt mit dem darin frei beweglichen Längsgitter. Fig. 8 zeigt ein biegesteifes Schott, welches über Gummipuffer die obere Führungsschiene trägt, ausserdem ist dargestellt, wie das biegesteife Schott auss zwei Hälften zusammengesetzt ist. Fig. 9 zeigt einen elastisch verzugsfähigen Gitterträger, der in verschiedenen Höhen des Regals unter den Regalblechen angebracht sein kann.
Fig. 10 zeigt einen Knotenpunkt, wo die Gitterstäbe elastisch angelenkt sind, ferner wird als Beispiel eine Leitersprosse dargestellt. Zwischen den dort gezeigten Streben befinden sich Federkörper, die der Übersichtlichkeit wegen zum Teil nicht eingezeichnet sind. Fig. ll zeigt das Beispiel der Knotenpunktbildung von Fig. 10 in der Seitenansicht. Fig. 12 zeigt eine vergrösserte Darstellung eines solchen Knotenpunktes als Schnitt. Die Beweglichkeit des Gitters in einem bestimmten Umfang wird durch die Elastizität des Gummipuffers erreicht. Fig. 13 zeigt die Ausführung und Aufhängung eines Regalfachbleches an den Gitterstreben der Regalleitern. Fig. 14 zeigt die Anbringung eines Regalfachbleches auf einer Leitersprosse, ferner die abgerundete Einlaufkufe und die Abkantung an der Vorderkante zwecks Versteifung.
Fig. 15 zeigt ein Regalfachblech in der Ansicht von oben mit der Einlaufkufe zum Einführen der Pakete und mit der seitlichen Schulter, durch die ein Freiraum zum Zugreifen entsteht. Fig. 16 zeigt ein weiteres Schema eines in der Höhe biegeweichen Gitters, welches in Längsrichtung elastisch Kräfte aufnehmen kann.
In Fig. 3 gibt --1-- die Rollbewegungsrichtung eines Regals in Querfahrt, also in der Blockfahrtrichtung an. Die Pfeilrichtung --2-- gibt die Bewegungsrichtung der Einzelfahrt an, die
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schematisch höher gestellt worden. Dadurch wird der Grundrahmen --18-- um den Betrag--7-angehoben. Wenn sich die angehobene Rolle an einer Längsseite des Regals befindet, will das Regal an der Stelle am Kopf um das Vielfache ausschwenken.
In Fig. 3 ist dieser Ausschlag am Kopf des Regals mit--8--bezeichnet. Es ergibt sich, indem man das Mass-7-mit dem Faktor Regalhöhe zu Regaltiefe multipliziert. Das Mass-9-gibt
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dann die Auslenkung des waagrechten Gitterträgers --10-- an, der etwa in halber Höhe des Regals direkt unter den Regalfachblechen angeordnet ist. Der Gitterträger hat die Aufgabe, eine biegefeste Versteifung für die senkrechten Schotten--11--herzustellen. Hinter dem Regal oder bei dem Doppelregal zwischen den Regalen befindet sich ein elastisch verzugsfähiges aber hinreichend stabiles Wabengitter-13--, welches von dem hohen Regal die horizontalen Schubkräfte in Längsrichtung übernimmt und trotzdem höhenbiegsam bleibt, so dass es sich Bodenunebenheiten anpassen kann.
Die Schotten --11-- tragen die Schiene-14--. Diese ist wieder an den Rollen-15-geführt. Die Rollen --15-- sind an einer Dachkonstruktion --16-- oder sonstigen Festpunkten angebracht.
Dabei dürfen die ortsfesten Rollen erst dann in die Führungsschiene--14--eingreifen, wenn das Einzelregal seine Fahrt in Längsrichtung beginnt. Die Regalleitem-12-stützen sich, nachdem sie
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--14-- überGummipuffer --17-- ab. Das Wabengitter-13-ist mit dem Grundrahmen --18-- fest verbunden. Der Fremdkörper--19--, der sich vor das längstransportierte Regal gelegt hat, erzeugt einen Durchfederungshub--20--am Kopfende des Regals. Die hiebei auftretenden Kräfte werden vom Wabengitter-13--, u. zw. durch die senkrecht nach oben gehenden Profile übernommen, die auf Biegung beansprucht werden. Die Kurve --21-- gibt die elastische Verbiegung des Regals bei Auftreten von Querkräften an.
Die Rollen -22-- tragen die Regale sowohl beim Quertransport des gesamten Regalblocks als auch beim Abfahren des Einzelregals vom Block.
In Fig. 2 ist der Aufbau der Regalleitern --12-- eines Doppelregals dargestellt. In halber Höhe des Regals befindet sich direkt unter den Sprossen --24-- der waagrechte Gitterträger --10--. Der Aufbau des Gitterträgers-10-ist aus Fig. 9 ersichtlich. Um die seitliche Auslenkung bei Auftreten von Querkräften gemäss Kurve--21--zu begrenzen, können die rechteckigen Felder der Regalleitern mit Schrägstreben --25-- trapezförmig unterteilt werden.
In Fig. 4 sind die Verbindungsstellen der Regalleitersprossen-24-und der Schrägstreben - mit den senkrechten Streben -23-- der Regalleitern im einzelnen dargestellt. Die Knotenpunkte-26 bis 29-sind je nach den Erfordernissen der Elastizität mit Gummibuchsen --30-- ausgerüstet oder auch bei geringeren Ansprüchen nur mit Langloch ausgebildet. Je nachdem welche Biegefestigkeits- oder Elastiztiästeigenschaften, die von Regalhöhe und Belastung abhängen, verlangt werden, werden entweder die Befestigungsstellen--27 und 29--oder nur--28--gewählt.
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durch die die Abstandshülsen durchgesteckt sind.
In Fig. 6 ist im Schnitt rechts ein biegesteifes Querschott-11-dargestellt und links eine Normalregalleiter--12-. Das biegesteife Querschott, was in Fig. 8 in der Ansicht dargestellt ist, besteht aus einem Rahmen--35--und einem darin befindlichen, mit dem Rahmen--35--fest verschweissten Blech--39--. Dieses biegesteife Querschott--11--trägt die Führungsschiene
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die Rolle--15--nicht berührt. Es wird also ein gewisser Ausschlag am Kopfende des Regals zugelassen, und erst nach Überwindung des Spiels wird dieser Ausschlag elastisch abgefangen.
Die Normal-Regalleitem-12--, die in Fig. 7 in der Ansicht dargestellt sind, bestehen aus
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bewegliche Bereich überwunden ist, kommen die Anschläge--34--zum Anliegen an die Gummipuffer--17--, die mit einem Flacheisen an der Schiene --14-- befestigt sind. Das hat zur Folge, dass die Normalregalleitern --12-- am Kopfende wesentlich weiter ausschwenken können als die biegesteifen Querschotten-II--, d. h., dass dadurch, dass die biegesteifen Querschotten--11-
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in grossen Abständen voneinander angebracht sind, die Normalregalleitern dazwischen in weiträumiger Kurvenlinie, wie in Fig. 3 dargestellt, ausschwenken können.
In Fig. 7 ist ausserdem dargestellt, wie zwei gegenüberliegende Normalregalleitern miteinander verbunden sind. Die Vertikal streben --23-- sind zur Mitte des Regals miteinander verschraubt und durch Abstandshülsen --41-- auf Abstand gehalten. In diesem Abstand ist das Wabengitter--13- in Langlöchern auf den Hülsen --41-- gelagert, so dass es zu jeder Seite das Spiel --42-- hat.
Der in Fig. 9 dargestellte verzugsfähige horizontale Gitterträger--10--ist aus Streben--43 und 44-- gebildet, die an den Knotenstellen über Gummipuffer --45-- elastisch mit den vertikalen Streben--23-, an denen die Balken --32-- verschweisst sind, verbunden sind. Ansichten dieser Knotenstellen sind in Fig. 10 und 11 dargestellt.
In Fig. 12 ist ein horizontaler Schnitt durch eine solche Knotenstelle gezeigt. Die Elastizität des Gitters --10-- ergibt sich aus dem elastischen Spiel --46--. Bei billigeren Ausführungsformen der Regale kann das stossdämpfende Material entfallen, so dass nach überwindung des Spielsteine plötzliche Versteifung des Gitters erfolgt. Die Grösse des Spiels-46 bzw. 47-ist von der Länge des Abstandsrohres--48--abhängig.
Fig. 13 zeigt die Auflagen für ein Regalblech-53--. Die linke Seite zeigt einen Teil einer Vertikalstrebe --23-- einer Normalleiter --12--. An der Strebe --23-- ist die W-förmige Sprosse-24-, wie in Fig. 4 dargestellt, angebracht. Rechts ist der Teil eines biegesteifen Querschottes zu sehen mit seinem vertikalen Ballken --35-- und dem daran angeschweissten Blech - -39--. Um ein ähnliches Auflageprofil zu erhalten wie links, muss ein geteiltes W-50--
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Verdrehung eingelegt werden können, obwohl je nach Bauweise und Belastung der Regale Diagnonalverstrebungen --25--, Fig.4, vorhanden sein können. Das Regalfachblech --53-- hat an den Auflagestellen Schultern --49-- und als Versteifung gegen Durchbiegung querverlaufende Sicken --52--.
In Fig. 14 verbindet die Schraube --51-- die beiden Regalbleche--53--eines Doppelregals.
Die Schraube --51-- führt mit Spiel durch ein Loch im Wabengitter --13--. Durch die W-förmige Sprosse --24-- und die breite Schulter --49-- wird einerseits die erfindungsgemässe Freibeweglichkeit des Regals gewährleistet, anderseits ergibt die breite Schulter --49-- einen freien Raum zwischen vertikaler Strebe --23-- und Lagergut, der erforderlich ist, um das Lagergut seitlich beim Ein-und Auslagern zu fassen.
In Fig. 15 ist die Schulter--49--rechts abgerundet als Einlauf für das hier von rechts einzuschiebende Lagergut dargestellt. An der Einlagerungsseite weist das Regalfachblech eine Kante auf, die das Blech versteifen soll.
In Fig. 16 ist ein Schema eines Längsgitters dargestellt, bei dem auf dem Grundrahmen-18-
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--58- gegen seitliches Verschieben ab. Dabei sind die Knotenpunkte --61-- mit Spiel und Elastizität, wie mehrfach gezeigt, auszuführen. Die Regalfächer können sich zwischen den vertikalen und horizontalen Streben befinden, wie in Fig. 16 mit-63-bzw. in Fig.1 mit --54-- bezeichnet, oder sie können so angeordnet sein, dass der Kreuzungspunkt der senkrechten und waagrechten Streben
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befestigte Rückwand bzw.
Zwischenwand bei Doppelregalen, aus einem wabenartigen Längsgitter (13) besteht, dessen horizontale und vertikale Streben Rechteckquerschnitt besitzen und einseitig oder beidseitig des Längsgitters senkrecht dazu Regalleitern (12) über Abstandshülsen miteinander verschraubt sind, die in vertikalen Langlöchern des Längsgitters (13) frei verschieblich sind.
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