Für die Logistik sind weltweit Flurförderzeuge, insbesondere Gabelhubwagen und alle Arten von Gabelstaplern, von herausragender Bedeutung. Räder und Rollen der Flurförderzeuge sind im täglichen Betrieb hohen Belastungen ausgesetzt. Teilweise erreichen die Lastrollen nur Standzeiten von unter 300 Stunden. Neben dem normalen Reibverschleiß führen auch thermische Überlastungen durch hohe Walkarbeit und Beschädigungen durch schlagartige Stoßbelastungen, z.B. beim Überfahren von Schwellen, zum Ausfall. Immer weiter steigende Anforderungen an die Umschlagsleistung lassen ein weiteres Anwachsen der hohen Kosten für den Austausch von Rädern und Rollen erwarten. Ziel war, die Lebensdauer des Basiselements Rad/Laufrolle von elektrisch angetriebenen Flurförderzeugen unter Beibehaltung der Produktionskosten gravierend zu verlängern, indem auftretender Verschleiß und schlagartige Zerstörung drastisch reduziert werden. Leistungsfähigkeit und Verbesserungspotential verschiedener Gestaltungsvarianten sollten mit Hilfe neuer Berechnungs- und Testverfahren verglichen und darauf aufbauend reproduzierbare Auslegungsverfahren für verschiedene Einsatzzwecke generiert werden. Als Grundlage für die weiteren Arbeiten wurden in einer umfassenden Bestandsaufnahme bekannte Radkonstruktionen, erreichte Lebensdauern, auftretende Schadensbilder und Einsatzbedingungen erfasst. Für die realitätsnahe Simulation des Betriebsverhaltens von Rädern und Rollen wurde ein Berechnungsmodell entwickelt, das neben den nichtlinearen, viskoelastischen Eigenschaften des Bandagenmaterials insbesondere die Eigenerwärmung durch die Walkarbeit berücksichtigt. Dazu mussten temperatur- und verformungsabhängige Eigenschaften des eingesetzten Polyurethan-Werkstoffs in umfangreichen Versuchen ermittelt werden. Nach der Analyse bestehender Rad- und Rollenprüfstände wurde das Konzept des "Kreisaktuators" entwickelt, das über die bisherigen Möglichkeiten hinaus gehende Freiheitsgrade zur Durchführung realitätsnaher Belastungsversuche unter reproduzierbaren Bedingungen ermöglicht. Ein Kreisaktuator-Prüfstand wurde konstruiert, aufgebaut und erfolgreich in Betrieb genommen. Seine messtechnische Ausstattung ermöglicht die Erfassung aller am Rad wirkenden Kräfte und Momente sowie der Temperatur im Radkörper und der Bandage. Außerdem wurden, teils auf Grundlage theoretischer Überlegungen, teils auf Basis erster Versuchs- und Berechnungsergebnisse, neue Varianten der gängigen Radkonstruktionen entwickelt. Mehrere konstruktiv oder hinsichtlich des Bandagenwerkstoffs veränderte Radvarianten wurden hergestellt und am Prüfstand sowie im Feldversuch erprobt. Im Rahmen dieses Projekts konnte ein Simulationsprogramm entwickelt werden, das die theoretische Berechnung der Werkstoffbeanspruchungen und der Erwärmung in der Bandage von Flurförderzeug-Rädern ermöglicht. Anhand von Referenzberechnungen und -versuchen konnte eine gute Übereinstimmung der Simulationsergebnisse mit den am Kreisaktuator-Prüfstand erzielten Versuchsergebnissen nachgewiesen werden. Mit dem neu entwickelten Prüfstand und dem erstellten Computermodell können zukünftig standardisierte Tests zur Beurteilung des Versagensverhaltens entwickelt und in Normen und Richtlinien eingearbeitet werden. Die Ergebnisse stellen eine gute Grundlage für weitere Entwicklungen der Räder und Rollen von Flurförderzeugen dar. Auf Basis der Ergebnisse der Simulationen und der Prüfstandsversuche können weitere, verbesserte Radgeometrien entwickelt und durch Erprobungen im Rahmen von Feldtests bis zur Serienreife gebracht werden.


    Access

    Check access

    Check availability in my library


    Export, share and cite



    Title :

    InnoRad - Erhöhung der Lebensdauer von Rädern und Rollen aus Polyurethan. Abschlussbericht. F&E-Bericht des Verbundprojektes




    Publication date :

    2011


    Size :

    264 Seiten, 255 Bilder, 33 Tabellen, 37 Quellen


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German