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WIKI – Nivelliervorrichtungen

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Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise, Einsatzgebiete, Konstruktion und Bedienung von Nivellierstützen und Spindelhebern. Entdecken Sie praktische Tipps zur Auswahl des richtigen Modells und zur Wartung.

Nivelliervorrichtungen: Definition, Wirkprinzip und Anwendungsbereiche in der Logistik

Nivelliervorrichtungen sind mechanische Hebezeuge auf Basis selbsthemmender Bewegungsgewinde, welche zum Anheben, Ausrichten und Abstellen von Lasten eingesetzt werden. Diese Lasten sind in der Regel Container mit normierten Eckbeschlägen nach ISO 1161 oder mit kundenspezifisch definierten Schnittstellen zur Anbindung der Nivelliervorrichtung. Nivelliervorrichtungen werden eingesetzt, um Containern am Boden oder auf geringen Höhen definiert auszurichten. Hauptanwendungsgebiete finden sich im Speditionsumfeld, bei mobilen containerbasierten Funktionseinheiten (z.B. Werkstattcontainer, Messstationen, Transformatoren, Messestände, etc.), im Katastrophenschutz, sowie im militärischen Umfeld. Mehrere ausgerichtete Container können bei Bedarf anschließend zu größeren Funktionseinheiten (z. B. mobile Hospitalanlagen, Feldlager) verbunden werden.

Nivelliervorrichtungen sind für Hubhöhen bis 800 mm und System-Tragfähigkeiten bis 25 t erhältlich. Sie bestehen in der Mehrzahl aus vier baugleichen Stützen mit einer selbsthemmenden Spindel-Mutter-Paarung, einem in alle Richtungen neigbaren Kugelfuß und einer abnehmbaren Kurbel. Die einzelnen Stützen werden im Regelfall an einer Stelle (unterer ISO-Eckbeschlag) formschlüssig, lasttragend mit der zu hebenden Last verschraubt. Stützen mit größeren Hubhöhen benötigen zusätzlich einen weiteren Stützpunkt im oberen Stützenbereich. Sie legen sich normalerweise an die Containerwand. Bei erhöhter Querbelastung ist dieser zweite Stützpunkt mit einem Formschluss oder einer kraftschlüssigen Verbindung auszustatten.

Die statische Auslegung der Einzelstützen erfolgt nach dem sog. Last-Halbe-Prinzip. Dies bedeutet, dass jede Einzelstütze in der Lage sein muss, die Hälfte der Systemlast zu tragen. Begründet ist diese Auslegungsweise darin, dass eine gleichmäßige Lastverteilung aufgrund eines nicht synchronisierbaren Handantriebs nicht gewährleistet werden kann. Im ungünstigsten Fall könnte die angehobene Last über die Diagonale kippeln. Die Belastung muss dabei von zwei der vier Einzelstützen sicher getragen werden.

Nivelliervorrichtung Typ 2724.10

Anwendungsmöglichkeiten von Nivelliervorrichtungen und Spindelhebern im Überblick

ISO-Container:

Nivellierstützen und Spindelheber werden verwendet, um ISO-Container auf Schiffen, LKW und Eisenbahnwaggons sicher zu positionieren und auszurichten.

Intermodale Transporte:

Bei intermodalen Transporten, bei denen Container zwischen verschiedenen Transportmitteln umgeschlagen werden, kommen Nivellierstützen und Spindelheber zum Einsatz, um eine korrekte Ausrichtung und Nivellierung der Container sicherzustellen.

Containerumschlagterminals:

In Containerumschlagterminals werden Nivellierstützen und Spindelheber verwendet, um eine stabile Basis für die Lagerung und den Umschlag von Containern zu schaffen.

Lagerung und Stapelung von Containern:

Beim Stapeln von Containern in Containerdepots oder Lagereinrichtungen werden Nivellierstützen und Spindelheber verwendet, um eine sichere und stabile Stapelung gemäß den Anforderungen der Norm 1161 zu ermöglichen.

Containerreparatur und -wartung:

Nivellierstützen und Spindelheber werden bei Reparatur- und Wartungsarbeiten an Containern eingesetzt, um eine stabile Arbeitsumgebung zu schaffen und eine korrekte Ausrichtung während der Arbeiten sicherzustellen.

Spindelheber: Produktübersicht

Spindelheber sind einfache Nivelliervorrichtungen für kleine Hubhöhen bis 200 mm. Mittels eines Hebels oder Schraubenschlüssels wird eine frei liegende Spindel direkt, ohne Vorgetriebe, angetrieben. Über die stillstehende Mutter wird die Drehbewegung in eine Längsbewegung umgewandelt und somit die Hubbewegung realisiert. Die Hubbewegung erfolgt stufenlos. Aufgrund des direkten Antriebs und der damit bedingten hohen Betätigungskraft sind Hublasten nur bis maximal 10t möglich.

Spindelheber Typ 2930.10
Spindelheber Typ 2931.10

Nivellierstützen: Produktübersicht

Nivellierstützen sind Nivelliervorrichtungen auf Basis der Standard-Spindelwinden / -stützen. Sie sind für Hubhöhen bis 500 mm (kundenspezifische Ausführungen bis max. 800 mm) erhältlich. Mittels einer abnehmbaren Handkurbel wird eine Spindel über ein Vorgetriebe angetrieben. Über die stillstehende Mutter wird die Drehbewegung in eine Längsbewegung umgewandelt und somit die Hubbewegung realisiert. Die Hubbewegung erfolgt stufenlos. Die Spindel ist innerhalb einer teleskopierbaren Vierkantrohrpaarung angeordnet. Diese Vierkantrohre schützen die Spindel und verleihen den Stützen zusätzliche Stabilität. Der Anbau der Stützen erfolgt in der Regel an der seitlichen Öffnung der unteren ISO-Ecken des anzuhebenden Containers. Bauartbedingt ist der Stützenanbau an einem auf dem Boden stehenden Container möglich. Sind aufgrund äußerer Belastungen auf die Stützen wirkende Querkräfte zu erwarten, ist im oberen Stützenbereich eine zusätzliche Verbindung zum Container erforderlich.

Typ 8251.10



Typ 2724.20
Typ 2724.10

Kundenspezifische Ausführungen

Basierend auf den Standard-Typenreihen sind abhängig von spezifischen Kundenwünschen Variationen aller Ausführungen möglich. Am häufigsten sind Änderungswünsche an den Befestigungsschnittstellen, im Bereich des Kurbelantriebs (verschiedene Kurbelvariationen, Handräder, etc.) oder Variationen der Hublänge. Bei Veränderungen der Hublänge muss die mögliche Druckbelastung der Trapezspindel hinsichtlich Knickung geprüft werden. Ggf ist die zulässige Druckbelastung zu reduzieren. Unter bestimmten Voraussetzungen ist auch ein motorischer Antrieb umsetzbar.

Variationsmöglichkeiten:

Grundsätzlich sind kundenspezifische Anpassungen in jeglicher Hinsicht denkbar sofern sie sicherheitstechnisch einwandfrei sind und nicht gegen Normen und Vorschriften verstoßen. Die häufigsten Anpassungen und damit ‚Quasi-Standard‘ sind nachfolgend aufgeführt:

Kurbelvariationen:

Handkurbeln können in der Länge ihres Kurbelarms, der Länge des Griffs, sowie der Geometrie der Kurbelaufnahme nach Kundenerfordernissen angepasst werden. Für spezifische Erfordernisse ist auch der Einsatz eines Handrades möglich. Anpassungen sind im Einzelfall zu prüfen.
Für Anwendungsfälle mit schwingenden Lasten oder möglicher Vibrationsbelastung kann die Antriebswelle der Nivellierstütze im Bereich der Kurbelaufnahme mit einem zusätzlichen Einfallriegel versehen werden, um ein unwahrscheinliches aber denkbares Ablaufen der Stütze infolge dieses für Standardstützen ausgeschlossenen Belastungsfalles sicher auszuschließen.

Fussformen:

Im Regelfall werden Nivelliervorrichtungen auf Druck belastet. Zur Übertragung der Druckkräfte auf den Boden ist das untere Ende der Nivellierstützen standardmäßig mit einer Fussplatte versehen. Zum möglichen Ausgleich von Bodenunebeheiten ist diese meist als sog. Kugelfuss in alle Richtungen neigbar ausgeführt. Größe und Geometrie der Fussplatten können nach den jeweiligen Kundenerfordernissen angepasst werden.
Nach erfolgter technischer Prüfung ist prinzipielle jede Fussgeometrie denkbar. Bei der Prüfung und Umsetzung ist jedoch auf eine möglichst zentrale Krafteinleitung zu achten, um Querkraftbelastungen auf die jeweilige Stütze möglichst gering zu halten.

Kugelfuss Typ 8251
Kugelfuss Typ 2724
große Bodenplatte für sandige Böden
kleine Bodenplatte zur Aufreihung von Containern

Schnittstellen:

Die Montage der Nivelliervorrichtungen erfolgt im Regelfall in den unteren ISO-Ecken des anzuhebenden Containers. Bei zu erwartenden Querbelastungen ist für den erforderlichen zweiten Anbindungspunkt ein haacon-Standard zur Integration in die bauseits verhandene Containerstruktur erhältlich. Für Sondercontainer oder besondere Kundenerfordernisse ist diese Schnittstellendefinition aber jederzeit anpassbar. Als Beispiel sei hier auf die Stützenbefestigung mittels Anschraubplatten oder die feste Stützenintegration in die Ecken der Containerstruktur verwiesen.

Spielminimierung:

Die teleskopierbare Rohrpaarung der Standardwinden beruht auf genormten, am Markt verfügbaren Standardrohren. Die Abmessungen dieser Rohre sind ursächlich für ein Spiel von ca. 2 mm zwischen Innen- und Außenrohr. Dieses vorhandene Spiel stellt für die meisten Anwendungsfälle kein Problem dar. Für spezielle Einsatzbedingungen ist jedoch eine erhöhte Genauigkeit erforderlich. In solchen Fällen können die Spindelwinden auf Kundenwunsch mit einer Spielminimierung versehen werden. Diese Spielminimierung ist in unterschiedlichen Ausführungsformen erhältlich.
Zur Verringerung des Spiels der teleskopierbaren Rohrpaarung werden Klemmstücke oder Gleitplatten am unteren Schaftende eingebaut. Die Klemmstücke oder Gleitplatten sind entweder maßlich angepasst und fix eingebaut oder können wahlweise von außen über Schrauben verstellt werden, um somit das vorhandene Spiel optimal einzustellen. Damit sich die Rohre relativ zueinander bewegen können ist allerdings ein Mindestspiel erforderlich. Ein Minimalspiel von 0,2 mm sollte deshalb nicht unterschritten werden.
Allerdings ist es möglich das für die Teleskopbewegung erforderliche Minimalspiel in einer definierten Hubhöhe für die statische Belastung der Winde mittels der eingebauten verstellbaren Klemmstücke komplett zu eliminieren. Diese Klemmung muss jedoch vor der nächsten Kurbelbewegung wieder gelöst werden.

Fettrohr:

Das Fettrohr umschließt die eingefettete Spindel und sorgt dadurch für eine längere Schmierung.

Transporthilfe:

Je nach Ausführung verfügen einige Nivellierstützen Transporträder, diese dienen zum leichten Rangieren der Nivellierstütze. Das Gerät ist im Sackkarrenprinzip verfahrbar. Nivellierstützen ohne Transporträder beinhalten meistens festplatzierte Tragegriffe.

Motorischer Antrieb:

Mit einem motorischen Antrieb kann Kraft und Zeit gespart werden. Hierfür sind Lagerstellen und Gewindemutter der Winde aus Messing zu fertigen. Nivelliervorrichtungen mit motorischem Antrieb sind allerdings nicht für Dauerbetrieb ausgelegt. Vielmehr soll der motorische Antrieb einen Handbetrieb simulieren. Das heisst, Drehzahl, Drehmoment und Betriebsdauer sind entsprechend auszulegen.
Prinzipiell sind Spindeldrehzahlen bis max. 100 1/min möglich. Hierfür müssen jedoch entsprechende Voraussetzungen geschaffen werden. Lagerstellen sind hochwertig auszulegen und die im Kraftfluss liegenden Getriebeteile müssen hinsichtlich ihrer Qualifikation bewertet und ggf. gegen präzisere Zukaufteile getauscht werden. Die maximale Spindeldrehzahl von 100 1/min sollte jedoch nicht überschritten werden.
Die von Vorschriften geforderten Sicherheitsaspekte für kraftgetriebene Hebezeuge sind einzuhalten! Unter anderem muss die Hubbewegung durch geeignete Massnahmen (z.B. Schalter oder Sensoren) an ihren Endlagen automatisch begrenzt werden. Entsprechende Nachlaufwege sind dabei zu berücksichtigen. Bei Hublasten ab 1000 kg ist die Winde zusätzlich mit einer Überlastabschaltung zu versehen. Diese Sicherheitsaspekte können durch haacon direkt in Stütze und zugehörige Steuerung integriert werden oder sind durch den Kunden bauseits zu erfüllen.
Ein standardisierter motorischer Antrieb ist für Nivelliervorrichtungen nicht erhältlich. Dieser ist projektspezifisch nach den jeweiligen Anforderungen zu bewerten und auszulegen.

Beispiele für Sondertypen





Praxisbeispiele für die vielfältige Anwendung von Spindelhebern und Nivellierstützen


































Hochwertige Nivelliervorrichtungen und Spindelheber für vielfältige Anwendungen


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