EP1106563A2 - Laufkatzen-Seilhubwerk mit Pendeldämpfung - Google Patents

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EP1106563A2
EP1106563A2 EP00125547A EP00125547A EP1106563A2 EP 1106563 A2 EP1106563 A2 EP 1106563A2 EP 00125547 A EP00125547 A EP 00125547A EP 00125547 A EP00125547 A EP 00125547A EP 1106563 A2 EP1106563 A2 EP 1106563A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
traction means
deflection
upper frame
lower frame
vehicle
Prior art date
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Granted
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EP00125547A
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English (en)
French (fr)
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EP1106563A3 (de
EP1106563B1 (de
Inventor
Lothar Ing. Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenmann Foerdertechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
VA Tech Transport und Montagesysteme GmbH and Co
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Application filed by VA Tech Transport und Montagesysteme GmbH and Co filed Critical VA Tech Transport und Montagesysteme GmbH and Co
Publication of EP1106563A2 publication Critical patent/EP1106563A2/de
Publication of EP1106563A3 publication Critical patent/EP1106563A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1106563B1 publication Critical patent/EP1106563B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/04Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads

Definitions

  • the invention relates to a transport and positioning device for a vehicle Monorail, the device at least one attached to the vehicle Upper frame and a subframe arranged at a distance below it and the lower frame is held by traction means on the upper frame and by means of a lifting drive is vertically movable.
  • Lifting devices are sufficiently known from the prior art.
  • GB 1 301 233 A, DD 141 817 A, US 5,150,799 A, US 4,949,855 A and DE 40 05 194 A1 discloses such devices for cranes, for example.
  • EP 325 555 A1 and DE 39 25 172 such a load lifting system is known. All of these facilities are mainly used for lifting loads and aim to commute and The load to be lifted fluctuates due to an oblique arrangement of the traction means prevent.
  • Overhead monorails such as monorail systems (EHB for short) with one or more rails, serve primarily to transport loads. However, they also become Carrying out assembly work on a monorail vehicle fixed load used, especially in production lines in the automotive industry.
  • EHB monorail systems
  • the load must be brought to different transport heights on routes.
  • the second solution is preferred in particular for larger loads.
  • the guide system either prevents the load from tipping over (this must then be correspondingly stiff) or by load suspension at four corner points, whereby a guidance system against lateral swinging is also required.
  • the invention is characterized in that traction means in the form of a band or rope are executed and for at least one of the sections in which the traction means from the top to Subframe or vice versa, to stabilize the position of the subframe, especially for performing work on one on the subframe attached load, enclose an angle with the vertical.
  • all traction means for at least one of the sections in which the traction means are guided from the upper to the lower frame or vice versa one Include angles with the vertical.
  • the Angle is the same.
  • the invention provides that the angle of the weight force acting on the traction means and the maximum horizontal force acting in particular parallel to the plane of the inclined guide Work on the load attached to the subframe is intended. Doing so will large distance between the connection points selected.
  • the monorail the lifting height is approximately twice the distance between the connection points of the traction devices on the upper frame or lower frame. This results in a minimum force of 5% of the Dead weight, which must act at a corner point of the subframe in order to to achieve horizontal deflection of the lower frame in the lower lowered position.
  • Due to the fact that the subframe and a load handler (sling) is available, will with a lifting weight of For example, 1000 kg for empty bodies and slings a minimum force of 500 N. surrender. This force is usually not achieved in manual assembly processes.
  • the inclined Section of a first traction means lies in a plane that is at an angle with that plane includes which by the respective sloping section of two other traction means or is formed by the oblique sections of another traction means.
  • this includes such as arrangements of traction devices, where the oblique sections are seen in plan view in Polygonal shape (triangle, square, pentagon, hexagon ...), or in a star shape - roughly along the room diagonals - run.
  • each traction mechanism is arranged that the inclined portions of the traction means essentially in one Lay level and the horizontal forces arising from the oblique guidance in opposite directions Act. The horizontal forces are equal and cancel each other out.
  • At least one additional pair of traction means A pair of traction means is provided, the inclined sections of the further pair of traction means essentially lie in a plane normal to the plane of the sloping sections of the first pair of traction means is aligned.
  • two ropes each work in pairs levels offset by 90 degrees.
  • the traction means between the upper and lower frame are each guided on one level.
  • the feature that the linear actuator is arranged centrally with respect to the upper frame has the advantage that approximately the same length can be provided for each traction mechanism.
  • the greatest possible distance to the first deflection is given in this way, which causes the rope to migrate to the drum during the course of the results in the smallest possible deflection angle for the rope.
  • the linear actuator consists of several independent units, so This increases reliability and thus also personal security. This is especially the case when redundantly provided traction devices different units assigned.
  • the linear actuator can be designed as a linear linear actuator.
  • a linear linear actuator the is particularly suitable for relatively low lifting heights, for example Lifting thread spindle or a hydraulic cylinder provided.
  • the relatively small linear linear actuator used, because of its mode of operation no additional Gearbox needs.
  • a device for length compensation of manufacturing tolerances provides the same Safe drainage length for all traction devices.
  • the vehicle can be very particularly advantageously with such a transport and Positioning device in a monorail for transporting components between and / or use in workstations on a production line. Because the Transport and positioning device can be carried out more easily, the Vehicles of course also lighter, which means that the entire monorail is less stable and can therefore be built more cost-effectively.
  • the overhead conveyor is operated particularly cheaply when between or in work stations the production line simultaneously several vehicles for transporting Components are provided. It can thus multiple components in the Production line are transported. This enables work processes to be optimized and ensure that there are no unnecessary delays in manufacturing is coming.
  • a further increase in throughput times results if at least one Work station of the component transported by the vehicle directly on the vehicle is processed. This means that the component does not have to be in its own in the workstation Processing device are brought, but can be edited directly on the vehicle what increases the cycle time of the workstation or the production line.
  • a additional increase in cycle time can be achieved by using the vehicle while the component is being processed, it is moved through the work station, thereby production-related downtimes of the vehicles can prevent.
  • a further improvement in lead times can be achieved if the vehicles the overhead conveyor in a raised position, possibly during the transport movement, be loaded with the components to be transported.
  • the components must So not automatically picked up by the vehicle, but are for example by appropriate robots placed on the vehicles. Moreover can thus devices on the vehicle to automatically pick up the components can be saved, which in turn reduces the cost of the vehicle.
  • EMS electric monorail system
  • the drives 6 is provided for torsion on the rail 3 when the load 13 swings (e.g. when cornering).
  • the invention is not limited to EMS with a rail, but can also with EMS can be used with two rails.
  • Two lifting drives 5 are provided on the upper frame 4 for driving the cable drum 14, which contribute to personal safety due to their redundancy. However, it can also other security measures for personal security are provided, e.g. Centrifugal brakes, which is not excluded by the invention.
  • the subframe 7 is over eight pieces of hoisting ropes - two at the front 9a, 9b, two at the rear 10a, 10b, two on the left 11a, 11b, two right 12a, 12b - held on the upper frame 4.
  • Fig. 4 the diagram of the cable guide to Figs. 1-3 is shown.
  • the condition for the function of the invention is the same distance A between Seilumlenk- and Connection point for all eight ropes. This also gives the same rope drain length.
  • the arrangement is exemplary, a different arrangement of the cable drum 14 could also be used (2 cable drums driven synchronously are also possible).
  • the principle of the invention is that two ropes a, b are always the same inclined rope course stabilize in one direction in pairs. Moreover the ropes offset 90 degrees on both sides prevent the load from tipping over. For certain applications may also require six ropes, e.g. can in Direction of travel can only be arranged in the middle of a pair of ropes.
  • the load in the upper end position is proportional (1/8 for eight Ropes) carried by a rope segment, so the speed changes in the strong lifting range, as well as the required lifting force increases sharply.
  • the load in the upper end position is proportional (1/8 for eight Ropes) carried by two rope segments, so the speed changes in the lower lifting range, and the required lifting force does not increase as much.
  • the load in the upper end position is proportional (1/8 for eight Ropes) carried by two rope segments, so the speed changes in the lower lifting range, and the required lifting force does not increase as much.
  • After ropes, gears, drives, drive control according to the maximum rope force must be dimensioned, is a constant speed or force curve at same required lifting work cheaper. 8-11 is thus in more advantageous in this respect than that according to FIGS. 1-7.
  • FIGs. 12-15 The effect of a broken rope on personal safety is shown in Figs. 12-15 shown.
  • the left part of each figure shows a side or front or Rear view of a device according to the invention with a pair of cables per rectangular side of the upper or lower frame.
  • the right side of the rectangle was 90 degrees tilted into the drawing plane and forms the right part of the respective illustration, whereby only one rope is in operation here.
  • the reference numerals have been shown for the Example set so that in the middle of each illustration the right front corner of the Device is shown and thus the right side view in the left part of each illustration and the front view is shown in the right part of each figure.
  • FIG. 14 which corresponds to FIGS. 8-11, and according to FIG. 15 is after given a rope break a more stable position after the remaining rope 9b (FIG. 14) or 9a (FIG. 15) causes a support force also on the second corner of the subframe 7.
  • 15 has the advantage over FIG. 14 that the vertical Running a rope at two corners can further increase stability.
  • the invention is not based on a central cable drum limited.
  • Fig. 16 shows a cable guide 12a, 12b, in which the lifting drive with the drivable Cable drum 14 is attached laterally above the upper frame.
  • Fig. 17 shows an example of that in addition to fixed drivable drums other lifting drive concepts can be used.
  • the drum 15 By moving the drum 15 horizontally, the subframe 7 is raised, whereby for the sloping rope sections the difference in the running length between sloping and vertical rope section is compensated by the deflection rollers 16a, 16b.
  • rockers are used on the one hand, via the two traction means each are guided and which deflect when a traction device fails, the traction device tear is detected via the rash.
  • the rope break detection can be done via disk spring packs on the rope connection be recognized.
  • the force on the disc spring package and changes hence its length which makes a rope break detectable. Either it comes on a spring washer package with monitoring is provided for each cable connection point or the ropes become a central point from their intended connection point Connection point redirected, where with monitoring several ropes at the same time are monitored, whereby the break of a rope is also detected.
  • each can also other traction devices mentioned above (e.g. belt) can be used.
  • Such vehicles are advantageous in transport systems, such as monorails, used as already described in the introduction to the description.

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Abstract

Gezeigt wird eine Transport- und Positioniereinrichtung für ein Fahrzeug einer Hängebahn, wobei die Einrichtung zumindest aus einem am Fahrzeug befestigten Oberrahmen (4) und einem in einem Abstand darunter angeordneten Unterrahmen (7) besteht und der Unterrahmen (7) durch Zugmittel (9a, 9b, 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b) am Oberrahmen gehalten und mittels Hubantrieb (5, 14) vertikal verfahrbar ist. Für die Zugmittel ist vorgesehen, dass Zugmittel band- oder seilförmig ausgeführt sind für zumindest einen der Abschnitte, in dem die Zugmittel vom Ober- zum Unterrahmen (4, 7) oder umgekehrt geführt sind, zur Stabilisierung der Lage des Unterrahmens (7), insbesondere zur Durchführung von Arbeiten an einer am Unterrahmen (7) befestigten Last (13), einen Winkel mit der Vertikalen einschließen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Transport- und Positioniereinrichtung für ein Fahrzeug einer Hängebahn, wobei die Einrichtung zumindest aus einem am Fahrzeug befestigten Oberrahmen und einem in einem Abstand darunter angeordneten Unterrahmen besteht und der Unterrahmen durch Zugmittel am Oberrahmen gehalten und mittels Hubantrieb vertikal verfahrbar ist.
Hubeinrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. In der GB 1 301 233 A, der DD 141 817 A, der US 5,150,799 A, der US 4,949,855 A und der DE 40 05 194 A1 sind beispielsweise solche Einrichtungen für Kräne offenbart. Aus der EP 325 555 A1 und der DE 39 25 172 ist ein derartiges Lasthubsystem bekannt. Alle diese Einrichtungen dienen hauptsächlich zum Heben von Lasten und zielen darauf ab, das Pendeln und Schwanken der zu hebenden Last durch eine schräge Anordnung der Zugmittel zu verhindern.
Hängebahnen, wie Elektrohängebahnen (kurz EHB) mit einer oder mehreren Schienen, dienen vor allem dem Transport von Lasten. Sie werden jedoch auch gleichzeitig zur Durchführung von Montagearbeiten an der an einem Fahrzeug der Hängebahn befestigten Last eingesetzt, insbesondere in Fertigungsstraßen in der Kraftfahrzeug-Industrie.
Für die verschiedenen erforderlichen Arbeitshöhen sowie für die Überquerung von Fahrstraßen muss die Last auf unterschiedliche Transporthöhen gebracht werden. Dazu werden entweder Fahrzeuge mit starrem Gehänge (=Lastaufnahmemittel) eingesetzt und die verschiedenen Höhen durch Steigungen und Gefälle im Streckenverlauf erreicht, oder es werden bei horizontalem Streckenverlauf mittels einer oder mehrerer an den Fahrzeugen angeordneten Hubeinrichtungen die Höhe der Gehänge und damit der Last verändert. Insbesondere bei größeren Lasten wird die zweite Lösung bevorzugt.
Bisherige Lösungen für solche Hubeinrichtungen besitzen beispielsweise eine Hubwinde und ein eigenes Führungssystem um die Last in horizontaler Richtung stabil zu halten.
Ein Kippen der Last wird entweder durch das Führungssystem verhindert (dieses muss dann entsprechend steif sein) oder durch Lastaufhängung an vier Eckpunkten, wobei auch dann ein Führungssystem gegen seitliches Auspendeln benötigt wird. Bevorzugt werden dafür verschiedene Arten von Scherenmechanismen oder Klapparme eingesetzt.
Nachteil solcher Mechanismen ist das Gewicht, das bei ausreichend steifer Konstruktion erforderlich ist. Dies bedingt eine höhere Leistung bei Hub- und Fahrantrieben und eine stärkere Stahlkonstruktion für den Streckenverlauf der Hängebahn.
Auch muss auf die Personensicherheit Rücksicht genommen werden, die für Arbeiten an und unter der hängenden Last erforderlich ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine ausreichend stabile, aber leichte Transport-und Positionierungseinrichtung für Hängebahnen zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Zugmittel band- oder seilförmig ausgeführt sind und für zumindest einen der Abschnitte, in dem die Zugmittel vom Oberzum Unterrahmen oder umgekehrt geführt sind, zur Stabilisierung der Lage des Unterrahmens, insbesondere zur Durchführung von Arbeiten an einer am Unterrahmen befestigten Last, einen Winkel mit der Vertikalen einschließen.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass alle Zugmittel für zumindest einen der Abschnitte, in dem die Zugmittel vom Ober- zum Unterrahmen oder umgekehrt geführt sind, einen Winkel mit der Vertikalen einschließen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Winkel gleich groß ist.
Neu an dieser Erfindung ist, dass durch die Verwendung von band- oder seilförmigen Zugmitteln, wie Seilen, Gurten, Ketten, Riemen oder ähnlichem, eine Transport- und Positionierungseinrichtung mit geringem Gewicht verwirklicht wird. Die schräge Führung der Zugmittel ermöglicht die horizontale Stabilisierung des Unterrahmens und der daran, beispielsweise mittels eines Gehänges, befestigten Last. Dies dient der Personensicherheit, indem das Pendeln der Last verhindert wird. Der gleiche Winkel für alle Zugmittel ist vorteilhaft, da eine gleiche Ablauflänge aller Zugmittel gegeben ist. Es können jedoch auch Zugmittelführungen mit verschiedenen Winkeln oder auch nur vertikalen Zugmittelführungen kombiniert werden, wobei die Zugmittel dann entsprechenden Hubeinrichtungen zugeordnet werden.
Eine Lösung durch schräge Führung von Tragseilen wie bei Kränen wurde bisher für Hängebahnen nicht in Betracht gezogen. Es war davon auszugehen, dass diese Ausführung für Hängebahnen zu instabil ist aufgrund der Elastizität der Tragseile und dem Ausweichen der Last bei größeren Horizontalkräften. Auch die Rückstellkraft bei Auslenkung ist lastabhängig, d.h. es ist keine stabile Lage bei geringen Lasten gegeben. Erst bei näherer Untersuchung der Gegebenheiten bei Hängebahnen zeigte sich überraschenderweise, dass trotz des begrenzten möglichen Anbindungsabstandes der Hubseile durch geeignete schräge Führung der Hubseile, in Zusammenwirken mit der beim Einsatz von Hängebahnen auftretenden begrenzten Hubhöhe und ständigem Vorhandensein von ausreichender Last eine stabile Lage des Unterrahmens erreicht werden kann. Auch eine Erhöhung der Personensicherheit im Hinblick auf einen Schutz bei einem Ausfall eines Zugmittels, die bei Kränen nicht erforderlich ist, kann durch redundante Anordnung von Zugmitteln erreicht werden.
Zur entsprechenden Dimensionierung der Einrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Winkel von der auf die Zugmittel wirkenden Gewichtskraft und der maximal, insbesondere parallel zur Ebene der Schrägführung, wirkenden horizontalen Kraft bei Arbeit an der am Unterrahmen befestigten Last bestimmt ist. Dabei wird ein möglichst großer Abstand der Anbindungspunkte gewählt. Im gegenständlichen Fall der Hängebahn beträgt die Hubhöhe etwa das 2-fache vom Abstand der Anbindungspunkte der Zugmittel am Oberrahmen bzw. Unterrahmen. Daraus ergibt sich eine Mindestkraft von 5% des Eigengewichtes, die an einem Eckpunkt des Unterrahmens wirken muss, um eine horizontale Auslenkung des Unterrahmens in unterer abgesenkter Stellung zu erreichen. Aufgrund der Tatsache, dass bei dem vorgesehenen Einsatz immer der Unterrahmen und ein Lastaufnahmemittel (Gehänge) vorhanden sind, wird sich bei einem Hubgewicht von beispielsweise 1000 kg für Leerkarosse und Gehänge eine Mindestkraft von 500 N ergeben. Diese Kraft wird bei manuellen Montagevorgängen üblicherweise nicht erreicht.
Eine gute Stabilität gegenüber Horizontalkräften kann erzielt werden, wenn der schräge Abschnitt eines ersten Zugmittels in einer Ebene liegt, die einen Winkel mit jener Ebene einschließt, welche durch den jeweils schrägen Abschnitt von zwei weiteren Zugmitteln oder durch die schrägen Abschnitte eines weiteren Zugmittels gebildet wird. Dies umfasst etwa Anordnungen von Zugmitteln, wo die schrägen Abschnitte in Draufsicht gesehen in Mehreckform (Dreieck, Viereck, Fünfeck, Sechseck...), oder in Sternform - etwa entlang der Raumdiagonalen - verlaufen.
In der Ruhelage heben die durch die schräge Zugmittelführung auftretenden Horizontalkräfte einander auf. Wenn am Unterrahmen oder der Last von außen eine Horizontalkraft angreift, so kann bei nur in parallelen Ebenen angeordneten schrägen Zugmittelabschnitten der Unterrahmen parallel zu diesen Ebenen pendeln, wobei die schrägen Abschnitte gespannt bleiben und die horizontale Lage des Unterrahmens nicht mehr gesichert ist. Die Rückstellkraft in die horizontale Ruhelage wäre gering. Wird hingegen ein weiteres Zugmittel beispielsweise normal zu den beiden Zugmitteln angeordnet, so tritt eine größere Rückstellkraft auf. Die Zugmittel, die durch die auf den Unterrahmen bzw. die Last wirkende Horizontalkraft entlastet werden, erschlaffen, sodass nur jene Zugmittel gespannt bleiben, die der Horizontalkraft entgegenwirken. Ein Pendeln des Unterrahmens wird vermieden, dieser bleibt in der Ruhelage bzw. kehrt rasch in diese zurück.
Insbesondere kann vorgesehen werden, dass zu jedem Zugmittel ein zweites Zugmittel so angeordnet ist, dass die schrägen Abschnitte der Zugmittel im Wesentlichen in einer Ebene liegen und die durch die Schrägführung entstehenden Horizontalkräfte gegensinnig wirken. Die Horizontalkräfte sind gleich groß und heben einander auf.
Besonders vorteilhaft ist, wenn zu jedem Zugmittelpaar zumindest ein weiteres Zugmittelpaar vorgesehen ist, wobei die schrägen Abschnitte des weiteren Zugmittelpaars im Wesentlichen in einer Ebene liegen, die normal zur Ebene der schrägen Abschnitte des ersten Zugmittelpaars ausgerichtet ist. Beispielsweise wirken je zwei Seile paarweise in um 90 Grad versetzten Ebenen.
Um eine möglichst einfache Führung der Zugmittel zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die Zugmittel zwischen Ober- und Unterrahmen jeweils in einer Ebene geführt sind.
Entsprechende Ausführungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Die Anordnung der Umlenkungen bzw. Befestigungen am jeweils äußerst möglichen Punkt der Ober- und Unterrahmen dient der Stabilität. Die redundante Verwendung von zwei Zugmitteln pro Rechteckseite (und somit acht Zugmitteln pro Einrichtung) bringt Stabilität in der gesamten Horizontalebene und stellt sicher, dass das an der Last des Unterrahmens arbeitende Personal im Fall eines Zugmittelrisses nicht gefährdet wird, da durch das zweite bzw. die weiteren vorhandenen Zugmittel die Last noch gehalten wird.
Das Merkmal, dass der Hubantrieb zentral bezüglich des Oberrahmens angeordnet ist, hat den Vorteil, dass für jedes Zugmittel etwa die gleiche Länge vorgesehen werden kann. Überdies ist auf diese Weise der größtmögliche Abstand zur ersten Umlenkung gegeben, wodurch sich bei der Seilwanderung des Seils an der Trommel während des Ablaufs der kleinstmögliche Ablenkwinkel für das Seil ergibt.
Wird vorgesehen, dass der Hubantrieb aus mehreren unabhängigen Einheiten besteht, so wird dadurch die Ausfallsicherheit und damit auch die Personensicherheit erhöht. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn redundant vorgesehene Zugmittel verschiedenen Einheiten zugeordnet sind.
Der Hubantrieb kann als linearer Hubantrieb ausgebildet sein. Als linearer Hubantrieb, der besonders für relativ geringe Hubhöhen verwendbar ist, ist beispielsweise eine Hubgewindespindel oder ein Hydraulikzylinder vorgesehen. Dabei wird statt einer Seiltrommel, die zur Erzielung von geringer Hubgeschwindigkeit und hohem Lastmoment mit einem dementsprechenden Getriebe verbunden werden muss, der relativ kleine lineare Hubantrieb eingesetzt, der aufgrund seiner Funktionsweise kein zusätzliches Getriebe braucht.
Um sofort entsprechende Maßnahmen treffen zu können, kann eine Einrichtung zur Überwachung von Zugmittelrissen vorgesehen werden.
Eine Einrichtung zum Längenausgleich von Fertigungstoleranzen stellt die gleiche Ablauflänge für alle Zugmittel sicher.
Ganz besonders vorteilhaft lässt sich das Fahrzeug mit einer solchen Transport-, und Positioniereinrichtung in einer Hängebahn zum Transportieren von Bauteilen zwischen und/oder in Arbeitsstationen einer Fertigungsstrasse anwenden. Dadurch, dass die Transport- und Positioniereinrichtung leichter ausgeführt werden kann, werden die Fahrzeuge natürlich ebenfalls leichter, wodurch auch die gesamte Hängebahn weniger stabil und dadurch kostengünstiger gebaut werden kann.
Die Hängebahn wird besonders günstig betrieben, wenn zwischen bzw. in Arbeitsstationen der Fertigungsstrasse gleichzeitig mehrere Fahrzeugen zum Transportieren von Bauteile vorgesehen sind. Es können somit gleichzeitig mehrere Bauteile in der Fertigungsstrasse transportiert werden. Damit können Arbeitsabläufe optimiert werden und dafür gesorgt werden, dass es zu keinen unnötigen Verzögerungen in der Fertigung kommt.
Eine weitere Steigerung der Durchlaufzeiten ergibt sich, wenn in zumindest einer Arbeitsstation der mit dem Fahrzeug transportierte Bauteil direkt auf dem Fahrzeug bearbeitet wird. Somit muss der Bauteil in der Arbeitsstation nicht in eine eigene Bearbeitungsvorrichtung gebracht werden, sondern kann direkt am Fahrzeug bearbeitet werden was die Taktzeit der Arbeitsstation bzw. der Fertigungsstraße erhöht. Eine zusätzliche Steigerung der Taktzeit kann dadurch erreicht werden, dass das Fahrzeug während der Bauteil bearbeitet wird, durch die Arbeitsstation bewegt wird, wodurch man fertigungsbedingte Stehzeiten der Fahrzeuge verhindern kann.
Wenn der auf dem Fahrzeug befindliche Bauteil zwischen den Arbeitsstationen in vollständig angehobener Position transportiert wird und in der Arbeitsstation in eine Arbeitsposition absenkt wird, vermeidet man von Haus aus mögliche Kollisionen mit Hindernissen. Wird hingegen der auf dem Fahrzeug befindliche Bauteil zwischen den Arbeitsstationen in abgesenkter Position, vorzugsweise die Arbeitsposition, transportiert und bei Bedarf angehoben, wirkt sich das günstig auf die Taktzeit aus, da in der Arbeitsstation nicht mehr abgesenkt werden muss. Beispielsweise kann man "intelligente" Fahrzeuge, ausgestattet mit Sensoren, wie beispielsweise Kameras, Infrarot oder Akustische Sensoren, zum Wahrnehmen ihrer Umwelt, vorsehen, die selbstständig Hindernissen ausweichen.
Eine weitere Verbesserung der Durchlaufzeiten kann erzielt werden, wenn die Fahrzeuge der Hängebahn in einer gehobenen Position, gegebenenfalls während der Transportbewegung, mit den zu transportierenden Bauteilen beladen werden. Die Bauteile müssen also nicht eigens vom Fahrzeug selbsttätig aufgenommen werden, sondern werden, beispielsweise von entsprechenden Robotern, auf die Fahrzeuge platziert. Außerdem können damit Vorrichtungen am Fahrzeug zum selbsttätigen Aufnehmen der Bauteile eingespart werden, was wiederum die Kosten des Fahrzeuges verringert.
Die Erfindung ist in den Figuren 1 bis 17 beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend dargestellt.
Die Fig. 1, 2, und 3
zeigen die Seitenansicht, die Rückansicht und die Draufsicht eines EHB-Fahrzeugs mit einer Transport- und Positioniereinrichtung mit zwei Zugmittelumlenkungen pro Zugmittel.
Die Fig. 4 und 5
zeigen die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Seilführungen.
Fig. 6
zeigt die Seilführung gemäß Fig. 4 bzw. Fig. 5 in Draufsicht.
Fig. 7
zeigt die Seitenansicht gemäß Fig. 5 bei hochgefahrenem Unterrahmen.
Fig. 8, 9 und 10
zeigen die Seitenansicht, die Rückansicht und die Draufsicht eines Fahrzeugs mit einer Transport - und Positioniereinrichtung mit drei Seilumlenkungen pro Zugmittel.
Fig. 11
zeigt die Seitenansicht gemäß Fig. 9 bei hochgefahrenem Unterrahmen.
Fig. 12 bis 15
zeigen verschiedene Seilführungen bei Ausfall eines Seils.
Fig. 16
zeigt eine Transport - und Positioniereinrichtung mit seitlich angeordnetem Hubantrieb.
Fig. 17
zeigt eine Transport - und Positioniereinrichtung mit linearem Hubantrieb.
In den Fig. 1 bis 3 ist das gesamte Fahrzeug einer Elektrohängebahn (EHB) dargestellt, welches auf einer Schiene 3 läuft und wobei üblicherweise eine gelenkige Anbindung 1 an die Laufwerke 6 vorgesehen ist, um Torsion an der Schiene 3 bei Pendeln der Last 13 (z.B. bei Kurvenfahrt) zu vermeiden. Zur Stabilisierung in den Montagelinien wird eine Pendelstütze 2 (=seitliche Führung) am Oberrahmen 4 vorgesehen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf EHB mit einer Schiene beschränkt, sondern kann auch bei EHB mit zwei Schienen verwendet werden.
Am Oberrahmen 4 sind zwei Hubantriebe 5 zum Antrieb der Seiltrommel 14 vorgesehen, die aufgrund ihrer Redundanz zur Personensicherheit beitragen. Es können jedoch auch andere Sicherheitsvorkehrungen zur Personensicherheit vorgesehen werden, wie z.B. Fliehkraftbremsen, was durch die Erfindung nicht ausgeschlossen wird. Der Unterrahmen 7 ist über acht Stück Hubseile - zwei vorne 9a, 9b, zwei hinten 10a, 10b, zwei links 11a, 11b, zwei rechts 12a, 12b - am Oberrahmen 4 gehalten. Das Gehänge (=Lastaufnahme) 8 trägt die Last 13.
In Fig. 4 ist das Schema der Seilführung zu den Fig. 1-3 dargestellt. Die Vorraussetzung für die Funktion der Erfindung ist der gleiche Abstand A zwischen Seilumlenk- und Anbindungspunkt bei allen acht Seilen. Damit ist auch gleiche Seilablauflänge gegeben. Die Anordnung ist beispielhaft, ebenso könnte eine andere Anordnung der Seiltrommel 14 (auch 2 Seiltrommeln synchron angetrieben sind möglich) verwirklicht werden.
Das Prinzip der Erfindung besteht darin, dass immer zwei Seile a, b durch gegengleichen schrägen Seilverlauf paarweise eine Stabilisierung für eine Richtung bewirken. Überdies verhindern die beidseitig um 90 Grad versetzten Seile ein Abkippen der Last. Für bestimmte Anwendungen genügen gegebenenfalls auch sechs Seile, z.B. kann in Fahrtrichtung nur ein Paar Seile mittig angeordnet werden.
Die Seilkraft FS pro Seil beträgt bei der Gewichtskraft FG (Anteil je Anbindungspunkt) und bei gegebenem Winkel α des Seilabschnitts gegenüber der Vertikalen im Gleichgewichtszustand: FGunten = FS (1 + cos α) und ändert sich während des Hubes.
Im gegenständlichen Beispiel entspricht der oberen Endlage (siehe Fig. 7), wo das schräge Seilsegment annähernd horizontal liegt, näherungsweise α=90°, sodass FG = FS. In der unteren Endlage beträgt der Winkel α ca. 26°, was mit cos α= 0,9 ein Kraftverhältnis von FSoben = FG sowie FSunten = FG/1,9 ergibt. Daraus folgt: FSoben = 1,9 x FSunten
Bei dieser Ausführung wird die Last in der oberen Endlage anteilsmäßig (1/8 bei acht Seilen) von einem Seilsegment getragen, damit ändert sich die Geschwindigkeit im oberen Hubbereich stark, ebenso steigt die erforderliche Hubkraft stark an.
In den Fig. 8-11 ist das Schema einer Seilführung mit drei Umlenkungen pro Seil dargestellt. Der Gleichgewichtszustand in der unteren Endlage des Unterrahmens ist gegeben durch: FGunten = FS (2 + cos α) Im gegenständlichen Beispiel ergibt sich mit den analogen Berechnungen und Winkelangaben für die obere (Fig. 11) und untere (Fig. 8 und 9) Endlage: FSoben = FG/2 sowie FSunten = FG/2,9 Daraus folgt: FSoben = 1,45 x FSunten
Bei dieser Ausführung wird die Last in der oberen Endlage anteilsmäßig (1/8 bei acht Seilen) von zwei Seilsegmenten getragen, damit ändert sich die Geschwindigkeit im oberen Hubbereich geringer, ebenso steigt die erforderliche Hubkraft nicht so stark an. Nachdem Seile, Getriebe, Antriebe, Antriebssteuerung nach der maximalen Seilkraft dimensioniert werden müssen, ist ein konstanter Geschwindigkeits- bzw. Kraftverlauf bei gleicher erforderlicher Hubarbeit günstiger. Die Ausführung nach den Fig. 8-11 ist somit in dieser Hinsicht vorteilhafter als jene nach den Fig. 1-7.
Die Auswirkung eines gerissenen Seiles auf die Personensicherheit ist in den Fig. 12-15 dargestellt. Der linke Teil jeder Abbildung zeigt eine Seiten- bzw. Vorder- oder Rückansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem Seilpaar pro Rechteckseite des Ober- bzw. Unterrahmens. Die rechts angrenzende Rechteckseite wurde um 90 Grad in die Zeichenebene gekippt und bildet den rechten Teil der jeweiligen Abbildung, wobei hier nur mehr ein Seil in Funktion ist. Die Bezugszeichen wurden für das dargestellte Beispiel so gesetzt, dass in der Mitte jeder Abbildung die rechte vordere Ecke der Einrichtung dargestellt ist und somit im linken Teil jeder Abbildung die rechte Seitenansicht und im rechten Teil jeder Abbildung die Vorderansicht gezeigt ist.
Reißt durch Fertigungsfehler oder äußere Gewalteinwirkung ein Seil 9b, sodass für diese Rechteckseite nur mehr ein Seil 9a verbleibt, so hat bei der Ausführung der Fig. 12, die den Fig. 1-7 entspricht, die Last die Tendenz seitlich auszuweichen, sobald der Schwerpunkt der Last außermittig, zur Ecke des fehlenden Seiles 9b hin, liegt.
Die Seilführung nach Fig. 13 hat den Vorteil, dass aufgrund der doppelten vertikalen Seilführung eine bessere Stabilisierung der Ecken als bei Fig. 12 erzielt werden kann. Zudem bewirkt der doppelte vertikale Seilstrang eine günstigere Lastveränderung über den Hub. Bei Ausfall eines Seils 9b tritt jedoch der gleiche Effekt wie bei Fig. 12 auf.
Wenn beide in einer Ecke des Unterrahmens geführte oder befestigte Seile 9b, 12a reißen, ist bei der Ausführung der Fig. 12 und 13 keinerlei Stützkraft in dieser Ecke vorhanden.
Bei der Ausführung nach Fig. 14, die den Fig. 8-11 entspricht, und nach Fig. 15 ist nach einem Seilriss eine stabilere Lage gegeben, nachdem das verbleibende Seil 9b (Fig. 14) bzw. 9a (Fig. 15) eine Stützkraft auch auf der zweiten Ecke des Unterrahmens 7 bewirkt. Die Seilführung nach Fig. 15 hat gegenüber Fig. 14 den Vorteil, dass durch die vertikale Führung eines Seils an zwei Ecken die Stabilität weiter erhöht werden kann.
Selbst wenn von den vier an einer Ecke des Unterrahmens 7 angreifenden Seilen zwei reißen, bleibt eine Mindest-Restkraft von 2 x FS x cos α bei Fig. 14 bzw. 2 x FS bei Fig. 15. Mit dieser Kraft kann eine Schwerpunktsverlagerung der Last zur Ecke hin abgefangen werden, ohne dass es zu einem Abkippen der Ecke kommt.
Die Erfindung ist bezüglich des Hubantriebskonzepts nicht auf eine zentrale Seiltrommel beschränkt.
Fig. 16 zeigt eine Seilführung 12a, 12b, bei der der Hubantrieb mit der antreibbaren Seiltrommel 14 seitlich oberhalb des Oberrahmens angebracht ist.
Fig. 17 zeigt ein Beispiel dafür, dass neben feststehenden antreibbaren Trommeln auch andere Hubantriebskonzepte zur Anwendung kommen können. Im dargestellten Fall sind beide Enden eines Seils 12a, 12b am Unterrahmen 7 befestigt, wobei die dadurch entstehende Schlaufe über eine am hier nicht dargestellten Oberrahmen befestigte verfahrbare Trommel 15 geführt und an einer weiteren Umlenkrolle 16a, 16b umgelenkt. Durch waagrechtes Verfahren der Trommel 15 wird der Unterrahmen 7 angehoben, wobei für die schrägen Seilabschnitte der Unterschied in der Lauflänge zwischen schrägem und vertikalem Seilabschnitt durch die Umlenkrollen 16a, 16b ausgeglichen wird.
Zur Seilrisserkennung kommen einerseits Wippen zum Einsatz, über die je zwei Zugmittel geführt sind und die bei Ausfall eines Zugmittels ausschlagen, wobei der Zugmittelriss über den Ausschlag detektiert wird.
Andererseits kann die Seilrisserkennung über Tellerfederpakete an der Seilanbindung erkannt werden. Bei einem Seilriss ändert sich die Kraft auf das Tellerfedernpaket und damit dessen Länge, was einen Seilriss detektierbar macht. Entweder wird dabei an jedem Seilanbindungspunkt je ein Tellerfedernpaket mit Überwachung vorgesehen oder die Seile werden von ihrem vorgesehenen Anbindungspunkt zu einem zentralen Anbindungspunkt umgelenkt, wo mit einer Überwachung mehrere Seile gleichzeitig überwacht werden, wobei auch der Riss eines Seiles detektiert wird.
Hervorgerufen durch Fertigungstoleranzen in Seil- und Trommeldurchmesser kann es zu geringen Unterschieden in der Seilablauflänge kommen. Hier bietet eine gefederte Anbindung eine günstige Möglichkeit eines Ausgleichs. Selbstverständlich können auch andere Mittel des Längenausgleichs (z.B. eine gefederte Spannrolle) zum Einsatz kommen.
Anstelle des in den obigen Ausführungsbeispielen angeführten Seiles kann auch jedes andere eingangs erwähnte Zugmittel (z.B. Gurt) Verwendung finden.
Solche Fahrzeuge werden vorteilhaft bei Transportsystemen, wie Hängebahnen, verwendet, wie in der Beschreibungseinleitung bereits beschrieben.

Claims (25)

  1. Transport- und Positioniereinrichtung für ein Fahrzeug einer Hängebahn, wobei die Einrichtung zumindest aus einem am Fahrzeug befestigten Oberrahmen (4) und einem in einem Abstand darunter angeordneten Unterrahmen (7) besteht und der Unterrahmen (7) durch Zugmittel (9a, 9b, 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b) am Oberrahmen (4) gehalten und mittels Hubantrieb (5, 14, 15) vertikal verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Zugmittel (9a, 9b, 10a, 10b, 11 a, 11 b, 12a, 12b) band- oder seilförmig ausgeführt sind und für zumindest einen der Abschnitte, in dem die Zugmittel vom Ober- zum Unterrahmen oder umgekehrt geführt sind, zur Stabilisierung der Lage des Unterrahmens (7), insbesondere zur Durchführung von Arbeiten an einer am Unterrahmen (7) befestigten Last (13), einen Winkel (α) mit der Vertikalen einschließen.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zugmittel für zumindest einen der Abschnitte, in dem die Zugmittel vom Ober- zum Unterrahmen oder umgekehrt geführt sind, einen Winkel (α) mit der Vertikalen einschließen.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) gleich groß ist.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) von der auf die Zugmittel (9a, 9b, 10a, 10b, 11a, 11 b, 12a, 12b) wirkenden Gewichtskraft und der maximal, insbesondere parallel zur Ebene der Schrägführung, wirkenden horizontalen Kraft bei Arbeit an der am Unterrahmen (7) befestigten Last (13) bestimmt ist.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der schräge Abschnitt eines ersten Zugmittels (9a, 9b; 10a, 10b) in einer Ebene liegt, die einen Winkel mit jener Ebene einschließt, welche durch den jeweils schrägen Abschnitt von zwei weiteren Zugmitteln (11a, 11b; 12a, 12b) oder durch die schrägen Abschnitte eines weiteren Zugmittels gebildet wird.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Zugmittel (9a, 10a, 11a, 12a) ein zweites Zugmittel (9b, 10b, 11b, 12b) so angeordnet ist, dass die schrägen Abschnitte der Zugmittel im Wesentlichen in einer Ebene liegen und die durch die Schrägführung entstehenden Horizontalkräfte gegensinnig wirken.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Zugmittelpaar (9a, 9b; 10a, 10b; 11a, 11b; 12a, 12b) zumindest ein weiteres Zugmittelpaar vorgesehen ist, wobei die schrägen Abschnitte des weiteren Zugmittelpaars im Wesentlichen in einer Ebene liegen, die normal zur Ebene der schrägen Abschnitte des ersten Zugmittelpaars ausgerichtet ist.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugmittel (9a, 9b, 10a, 10b, 11a, 11b,12a, 12b) zwischen Ober- und Unterrahmen (4, 7) jeweils in einer Ebene geführt sind.
  9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Ober- und Unterrahmen (4, 7) im Wesentlichen rechteckig ausgeführt und gleich orientiert sind und für jede Rechteckseite des Ober- bzw. Unterrahmens (4, 7) ein Zugmittelpaar (9a, 9b; 10a, 10b; 11a, 11b; 12a, 12b) vorgesehen ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zugmittel (9a, 9b, 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b) von einem am Oberrahmen (4) angeordneten Hubantrieb (5, 14, 15) in den äußeren Bereich des Oberrahmens (4) über eine erste Umlenkung, von dieser vertikal nach unten, am Unterrahmen (7) über eine zweite Umlenkung und von dieser schräg nach oben zum Oberrahmen (4), insbesondere in einen der ersten Umlenkung gegenüberliegenden Bereich, geführt und in einer Befestigung verankert ist. (Fig. 12)
  11. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zugmittel (9a, 9b, 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b) von einem am Oberrahmen (4) angeordneten Hubantrieb (5, 14, 15) in den äußeren Bereich des Oberrahmens (4) über eine erste Umlenkung, von dieser schräg nach unten zum Unterrahmen (7), am Unterrahmen (7) über eine zweite Umlenkung, von dieser vertikal nach oben, am Oberrahmen (4) durch eine dritte Umlenkung, von dieser vertikal nach unten zum Unterrahmen (7), insbesondere in einen der ersten Umlenkung gegenüberliegenden Bereich, geführt und in einer Befestigung verankert ist. (Fig. 13)
  12. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Personensicherheit jedes Zugmittel (9a, 9b, 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b) von einem am Oberrahmen (4) angeordneten Hubantrieb (5, 14, 15) in den äußeren Bereich des Oberrahmens (4) über eine erste Umlenkung, von dieser vertikal nach unten, am Unterrahmen (7) über eine zweite Umlenkung, von dieser vertikal nach oben, am Oberrahmen (4) durch eine dritte Umlenkung, von dieser schräg nach unten zum Unterrahmen (7), insbesondere in einen der zweiten Umlenkung gegenüberliegenden Bereich, geführt und in einer Befestigung verankert ist. (Fig. 14)
  13. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Personensicherheit jedes Zugmittel (9a, 9b, 10a, 10b, 11 a, 11 b, 12a, 12b) von einem am Oberrahmen (4) angeordneten Hubantrieb (5, 14, 15) in den äußeren Bereich des Oberrahmens (4) über eine erste Umlenkung, von dieser vertikal nach unten, am Unterrahmen (7) über eine zweite Umlenkung, von dieser schräg nach oben, insbesondere in einen der zweiten Umlenkung gegenüberliegenden Bereich, am Oberrahmen (4) durch eine dritte Umlenkung, von dieser vertikal nach unten zum Unterrahmen (7) geführt und in einer Befestigung verankert ist. (Fig. 15)
  14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubantrieb (5, 14, 15) zentral bezüglich des Oberrahmens (4) angeordnet ist.
  15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubantrieb (5, 14, 15) aus mehreren unabhängigen Einheiten besteht.
  16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubantrieb als linearer Hubantrieb (15) ausgebildet ist. (Fig. 17)
  17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Überwachung von Zugmittelrissen vorgesehen ist.
  18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Längenausgleich von Fertigungstoleranzen vorgesehen ist.
  19. Hängebahn mit Fahrzeugen zumindest teilweise ausgestattet mit einer Transport-, und Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, zum Transportieren von Bauteilen zwischen und/oder in Arbeitsstationen einer Fertigungsstrasse.
  20. Hängebahn nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen und/oder in Arbeitsstationen der Fertigungsstrasse gleichzeitig mehrere Fahrzeuge zum Transportieren von Bauteilen vorgesehen sind.
  21. Hängebahn nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Arbeitsstation der mit dem Fahrzeug transportierte Bauteil auf dem Fahrzeug bearbeitbar ist.
  22. Hängebahn nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug, während der Bauteil bearbeitet wird, durch die Arbeitsstation bewegbar ist.
  23. Hängebahn nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Fahrzeug befindliche Bauteil zwischen den Arbeitsstationen in vollständig angehobener Position transportierbar ist und in der Arbeitsstation in eine Arbeitsposition absenkbar ist.
  24. Hängebahn nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Fahrzeug befindliche Bauteil zwischen den Arbeitsstationen in abgesenkter Position, vorzugsweise die Arbeitsposition, transportierbar ist und bei Bedarf anhebbar ist.
  25. Hängebahn nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuge in einer gehobenen Position, gegebenenfalls während der Transportbewegung, mit den zu transportierenden Bauteilen beladbar sind.
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