Kahveltõstuk

Kahveltõstuk (lühendatult tõstuk) on sõiduk, mida kasutatakse objektide tõstmiseks ja teisaldamiseks lühikeste vahemaade taha.
Kahveltõstuki tehniline väljatöötamine ja arendus leidis aset 20. sajandi alguses mitmes ettevõttes, sealhulgas jõuülekandeid tootva ettevõtte Clark Material Handling Company ja vintse tootva ettevõtte Yale &amp; Towne Manufacturing poolt. Pärast II maailmasõda levis kahveltõstukite kasutamine üle maailma ning need on saanud asendamatuks vahendiks tootmises ja ladustamises. 2013. aastal müüsid maailma 20 suurimat tõstukitootjat seadmeid 30,4 miljardi USA dollari eest (944 405 müüdud masinat).
Kahveltõstukite ajaloost.
Enne 20. sajandi algust tehti põhiosa transpordi-, teisaldus- ja tõstetöödest tootmises ja ladudes inimjõul. Inimtööd kergendasid osaliselt hobused seal, kus neid oli võimalik kasutada. Samas oli hobuste kasutamine siseruumides pea võimatu ja inimestele olid abiks mitmesugused kaherattalised kärud ja neljarattalised vankrid. Rasket füüsilist tööd tegevate tööliste tööpäev oli seetõttu pingutusi nõudev, väsitav ja kurnav. Sedamööda, kuidas arenes tootmine, laopidamine ja kaubandus ning suurenes elanikkonna ostujõud, vajati üha enam materjale ja valmistooteid. Ladudes ja tootmises kasvasid kiiresti teisaldus- ja tõstetööde mahud. Üha enam hakati tundma vajadust jõuallikaga tõste- ja teisaldusmasinate järele, mis võimaldaksid teha laadimis- ja teisaldustöid senisest kiiremini ja tootlikumalt. 
1906. aastal võttis USA ettevõte Pennsylvania Railroad kasutusele akutoitega platvormid, mida kasutati pagasiveoks nende Altoonas asuvas rongijaamas. Esimene maailmasõda tõi kaasa uued veoste käitlemise tehnoloogiad Suurbritannias, mille eestvedajaks oli ettevõte Ransomes, Sims &amp; Jefferies, mis asus Ipswichis. 
Aastatel 1916–1917 konstrueerisid ja valmistasid USA ettevõtte Clark Equipment Ltd. insenerid masina, millega oli võimalik transportida tehasesiseselt liiva ja töötlemata metallvalu. Tegemist oli omalaadse platvormvankriga, millele tuli koorem laadida peale käsitsi või muid tõsteseadmeid kasutades. Ollakse arvamusel, et just see teisaldusmasin on tööstuses kasutatavate tõstukite eelkäija. 
Eelmise sajandi alguskümnenditel ei toodetud veel väikese kubatuuriga diiselmootoreid ja autode tarvis oli leiutamata diferentsiaal, mis oleks võimaldanud jaotada ühe telje rataste pöördemomenti. Seetõttu kasutati Clarki tõstukitel bensiinimootoreid ja tõstukid olid kolmerattalised, millest ainult üks oli vedav ratas. Tõstuki roolisüsteem oli ebatäiuslik, tõstuki pöörderaadius suur ja masinal puudusid pidurid, mistõttu oli tõstukiga töötamine ebamugav ja ohtlik. Vaatamata sellele hindasid tehase külastajad Clarki masinaid kõrgelt ja neile hakati esitama tellimusi. 
Clark Equipment Ltd. sai peagi tellimuse USA sõjaväelt, mille kohaselt pidi ettevõtte tootma sõjaväe tarvis suure partii kolmerattalisi bensiinimootoriga teisaldusvankreid. Tellimuse täitmiseks ehitati tehases eraldi koosteliin, hiljem ehitati aga tõstukite tootmiseks eraldi tehas. 
1921. a. töötati Clarki tehase inseneride poolt välja tõstukite seeria Trucklift. Tõstukite mudeliseeria eri mudelite tõstejõud varieerus kahest kuni viie tonnini. Tegemist oli esimese tehases valmistatud tõstukiga, mis omas tõsteplatvormi ja mida juhiti tõstukil seistes. Kaks aastat hiljem lisati tõstukile tõstemast, mis võimaldas hakata virnastama laste soovitud kõrgusele. 
1926. a. valmis tehases kolmerattaline bensiinimootoriga tõstuk Duat, mis oli varustatud ka vastukaaluga. Nimetatud tõstukist on saanud hilisemate kahveltõstukite eelkäija. 1928. a. täiustati tõstukit oluliselt. Reduktorite ja trosside asemel võeti kasutusele tõstmise hüdraulikasüsteem, vedavateks muudeti kaks esimest ratast ja mehaaniliselt juhitavateks kaks tagumist. Tõstemasina rattad olid kaetud tugeva kulumiskindla kummiseguga. Uus masin sai nimeks Tructractor. Aasta hiljem varustati tõstuki mast kallutusmehhanismiga ja tõstuki nimeks sai Tructier. 
Veidi hiljem arendati välja vastukaaltõstuki mudel Tructier-B, mis varustati kahe mastisektsiooniga teleskooptõstemehhanismiga. Samuti võeti esmakordselt kasutusele need tõstukid populaarseks teinud Clarki jõuülekandemehhanism. 
II maailmasõja alguseks oli saanud Clarki ettevõttest tõstukite tootmises turuliider. 90% USA maavägedes kasutatavatest tõstukitest oli valmistatud Clark Equipment Ltd poolt. 1942. aastal tuli tehase konveierliinilt esimene elektritõstuk. Nähes Clarki tõstukite suurt menu, alustasid USA-s tõstukite tootmist ka mitmed teised ettevõtted. 
Hüdraulikasüsteemidega tõstukite tootmine sai alguse 1930. aastate keskel. Esimesed tööstuslikult toodetud tõstukid olid vastukaaltõstukid. Tõstuki oluliseks puuduseks oli selle liigne pikkus, mis nõuab laos laia riiulivahekoridori kasutamist ja muudab hoiustamise väheefektiivseks. See oli ka põhjus, miks hakati edaspidi välja arendama ja tootma selliseid tõstukeid, mis suudaksid töötada ka kitsamates ruumitingimustes ja tõsta kaupu võimalikult kõrgele. 
Euroopa riikides kasutati enne II maailmasõda peamiselt USA-s valmistatud tõstukeid. Euroopa tehastes toodeti tõstukeid USA ettevõtete litsentside alusel. Samal ajal püüti mitmes ettevõttes töötada välja oma tõstukimudel ja alustada selle tootmist. Tõstukiturule sisenesid järgmisena aastal 1919 Towmotor Company, ja Yale &amp; Towne Manufacturing aastal 1920. Tõstuki seeriatootmist alustati tehases 1923. aastal. 
II maailmasõda andis võimsa tõuke tõstukite arendamiseks ja tootmiseks USA-s. Tõstukeid vajati eelkõige Euroopa sõjatandrile saadetavate, tohutute majandusabi ja sõjavarustuse saadetiste laadimiseks USA raudteesõlmedes ja sadamates. Suure tõstejõuga tõstukid osutusid asendamatuteks USA idaranniku sadamates, kus oli vaja lastida mõne ööpäeva jooksul Suurbritanniasse suunduvaid, 50–100 alusest koosnevaid laevakaravane. Kui sõjaeelsel perioodil toodeti firmas Clark kalendrikuus keskmiselt 50–75 tõstukit, siis II maailmasõja ajal väljus sama tehase konveieriliinidelt kuu jooksul keskmiselt 2000 tõstemasinat. 
Kuigi laotõstukeid hakati tootma seeriaviisiliselt 1930. aastatest ja koos tõstukitega võeti kasutusele ka erinevad kauba teisaldamise alused, sai tõstukite ulatuslik tootmine ja kaubaaluste kasutamine alguse alles pärast II MS. Tänu tõstukitele oli võimalik hakata ehitama senistest kõrgemaid ladusid. Laotõstukid olid suutelised tõstma alustele paigutatud kaupu 5–6 m kõrgusele, mistõttu võeti 6–7 m kõrgustes laohoonetes kasutusele 3–4 korruselised laoriiulid. Tõstukid võimaldasid käsitseda kiiresti suuri kaubakoguseid ning muutsid ladustamise efektiivseks hea ruumikasutuse abil. Ladudes vähenes raske käsitsitöö osatähtsus kümneid kordi. 
Frontaaltõstukite kõrval võeti kasutusele ka tugiratastõstukeid ehk virnastajaid, kuid väikese tõstejõu (u 500 kg) ja vähese töökindluse tõttu osutusid need algul ebaõnnestunuiks. Vastukaaltõstukitest oli suur puudus, mistõttu tehti suurem osa tööst endiselt käsitsi. Hulgikaubanduse ladudes oli mehhaniseeritud kõigest neljandik kogu tehtava töö mahust. 
Tänu tõstukite seeriatootmise alustamisele ja laialdasele kasutuselevõtmisele oli võimalik suurendada ladustamiskõrgust üheksa meetrini. Tõstukite kasutamisega sai võimalikuks kaupade mitmekihiline virnastamine. Inimtööjõu osakaal kaubasaadetiste käsitsemisel vähenes ja tänu tõstukitele muutusid laadimistööd ladudes kordades kiiremaks. 
II maailmasõja järel jätkasid USA ettevõtted tõstukite laiaulatuslikku eksporti Euroopasse. Rajati maaletoojate ja diilerite-müügiesindajate võrgustikud, et varustada Euroopa ettevõtteid tõstemasinatega. Pärast II maailmasõda algas Euroopas tõeline tõstukibuum.
Saksamaa majanduse taastamine toimus üllatavalt kiiresti. Suur osa USA majandusliku ja finantsabi paketist ehk Marshalli plaanist kulutati Euroopas tõstukite tootmise taasalustamiseks. Esimene tõstukite tehas Euroopas alustas tööd 1952. aastal Saksamaal. Kõige edukamalt suutsid kasutada neid strateegilisi eeliseid Saksa ettevõtted Jungheinrich, Still, Linde ja Steinbock. Kolm esimest kuuluvad praegu Euroopa suurimate tõstukitootjate hulka, Steinbock võeti hiljem üle Jungheinrichi poolt. 
1959. aastal hakkasid tõstukeid Euroopasse eksportima Jaapani ettevõtted TCM ja Komatsu Forklift, 1965. aastal Nissan ja 1969. aastal Toyota. 1960. aastatel said Jaapani tootjate tõstukid Euroopas populaarseteks tänu soodsale hinna ja kvaliteedi suhtele. Algul saavutati müügiedu madalate hindadega, hiljem suudeti viia tõstemasinate kvaliteet konkurentsivõimelisele tasemele. Kuna Jaapanis toodetud tõstukid olid keskmiselt kolmandiku võrra odavamad Euroopas toodetud analoogidest, hakati siin 1980. aastatel kaubanduslike vastumeetmetega piirama Jaapanis toodetud tõstukite eksporti. Vastusammud ei lasknud end kaua oodata. Oma tehased rajasid Euroopa riikidesse Toyota, Mitsubishi, Nissan ja Komatsu. 1980. aastatel tulid Euroopa turule Lõuna Korea tõstukitootjad "Daewoo" ja "Samsung". 
Teisejärgulist rolli tõstukitootmise ajaloos omasid Ida-Euroopa riikide tõstukitootjad VTA Kraft (Ida-Saksamaa), Desta (Tšehhoslovakkia), Lvov (Ukraina) ja Balcancar (Bulgaaria). Eestis oli 1970–1980. aastatel eriti populaarsed Balcancari frontaaltõstukid. Ettevõte suutis toota Ida-Euroopa riikide ja NSVL liiduvabariikide tarvis kuni 100 000 peamiselt diiselmootoriga vastukaaltõstukit aastas. 
Kahveltõstukite arendamine ja kasutus jätkus järgnevate aastakümnete jooksul. Hüdroajamite areng ning esimeste elektritõstukite väljatöötamine koos standardiseeritud aluste kasutuselevõtuga 1930. aastate lõpus aitas suurendada kahveltõstukite kasutuse levikut.
Aastatel 1950–1960 muutis oluliseks seadme kasutamisohutus, kuna tõstekõrgused ja kogused järjest suurenesid. Ohutusvarustus nagu koormatoed ja tugevdatud juhikabiinid said osaks kahveltõstukite standardvarustusest. 1955. aastal hakkasid insenerid tõsiselt tegelema tõstukite ohutu kasutamise probleemiga. Tootjad hakkasid pakkuma koormatagasid, mis on mõeldud iga koorma paigalhoidmiseks, kui tõstuk manööverdab erinevatel vahemaadel. Ka kaamerakabiinide arvu kasv hakkas heidutama vigastusi. 1980. aastatest suurenes tõstukite disainis rõhk ergonoomilisele disainile, mis suurendas kasutusmugavust, vähendas vigastusi ja kasvatas tootlikkust. 1990. aastatest pöörati tähelepanu kahveltõstukite heitgaasidele, mis kulmineerus heitgaasistandardite kehtestamisega tõstukitootjatele mitmetes riikides. Vahelduvvoolul töötavate tõstukite ja kütuseelement-tehnoloogia on ühed uuemad suunad tõstukite arenduses.
Üldised kasutuspõhimõtted.
Kahveltõstukitele on väljastatud lubatud tõstekoormus ja koormuse massikeskme asukoha piirväärtused. See informatsioon paikneb enamasti tootja paigaldatud andmeplaadil ning seal sätestatud parameetrite ületamine on keelatud. Paljude riikide õigusaktide järgi on tõstuki nimeplaadi eemaldamine või muutmine tootja loata kuritegu.
Tõstukite oluliseks omaduseks on nende juhtimine tagarataste abil. Kuigi see parandab manööverdatavust kitsastes oludes on see erinev tüüpiliste ratassõidukite juhtimisest.
Teine kahveltõstuki oluline omadus on selle stabiilsus. Tõstukit ja selle koormat tuleb käsitleda kui ühtset tervikut, millel on pidevalt muutuv raskuskese. Tõstuk ei tohi kunagi suurel kiirusel läbida kurvi koos ülestõstetud koormaga, kus tsentrifugaaljõud ja gravitatsioonijõud võivad kombineeruda, põhjustades katastroofilise ümberkukkumise. Kahveltõstuki kahvli lubatud tõstekoormus väheneb, kui last on nihutatud ettepoole. Enamasti on tõstuki küljes laadimise olulisemaid parameetreid näitav nimeplaat. Tõstukit ei tohi kasutada inimeste tõstmiseks, kui ei ole kasutusel spetsiaalne erivarustus.
Kahveltõstukid on ladude ja jaotuskeskuste oluline osa. On tähtis, et need struktuurid oleksid disainitud tõstukite efektiivse ja ohutu liikumise võimaldamiseks. "Drive-In/Drive-Thru" tüüpi ladustamise korral peab kahveltõstuk liikuma ladustamispositsioonis, mis on mitu standardaluse mõõtu sügav, et asetada või tõsta koormat. Sageli aitavad tõstukeid sellistel keerulistel manöövritel juhtsiinid. Need manöövrid nõuavad hästi väljaõpetatud juhte. Kuna iga alusega seotud operatsioon eeldab ladustusstruktuuri sisenemist, on õnnetused sellise ladustamisstruktuuri puhul sagedasemad.
Tõstukite juhtimisvõimalused.
Kahveltõstukite hüdraulikat juhitakse kas otse ventiile lülitavatest kangidest või kaudselt, solenoidide juhitud ventiilidega, mida on võimalik juhipaneelilt juhtida. Viimane lahendus võimaldab parandada tõstuki juhtimise ergonoomikat.
Kahveltõstukeid on saada paljudes eri konfiguratsioonides ja tõstevõimevahemikes. Tüüpilises laos kasutatakse 1–5-tonnise tõstevõimega tõstukeid. Suuremaid masinaid, millel on kuni 50-tonnine tõstevõime, kasutatakse suuremate laadungite käitlemiseks, näiteks täidetud merekonteinereid.
Lisaks kahvli kõrguse muutmisele saab juht muuta tõstuki masti kaldenurka, et kompenseerida laadungi raskusjõu poolt kahvlile avaldatud paindemomendi mõju ning vähendada laadungi mahalibisemise ohtu. Lisaks annab kallutusnurk piiratud võime töötada ebatasasel pinnal. Paljud tõstukijuhid käivad oma oskusi võrdlemas iga-aastastel tõstukivõistlustel, kus lahendatakse eri keerukuse ja ajapiiranguga juhtimisülesandeid.
Tüüpdisainid.
Järgnev on nimekiri levinud kahveltõstukitüüpidest:
See on mõeldud koormate (kaubaaluste) siirdamiseks lühidistantsidel (10–30 m). Sageli veetakse seda tõstukit kaasas jaotusauto furgoonis, siirdamaks kaubaaluseid autole ja autolt maha.
Mugav ja ratsionaalne kasutada käsikahveltõstukit nendes kohtades, kus aluseid pole vaja tõsta riiulitele või virna ning aluste siirdamisi on vaja teha suhteliselt vähe.
Sobib hästi koormate laadimiseks treileritele, konteineritesse, jaotusauto furgoonidesse ja nendelt maha. Sobib hästi manööverdamiseks kitsastes kohtades.
Ohutuse mõttes on soovitav soetada külgtugedega tõstuki mudel, kuna järsul pöördel on oht, et juht paiskub tsentrifugaaljõu (keskpunktist lähtuva) toimel seisuplatvormilt maha.
Enamik firmasid toodab ka varianti, mis muudab kliirensit (põhja kõrgust põrandast) keskmiselt 10–15 cm. See on hädavajalik kohtades, kus laadimissilda ja treileri põhjapinda ei ole võimalik viia sujuvalt ühte tasapinda ja on oht, et tõstuk jääb "põhja peale kandma". Toodetakse tõstejõuga 1,6–3,0 t. Liikumiskiiruseks on keskmiselt 6–8 km/h, kiirematel isegi kuni 12 km/h.
Lükandmastiga tõstukite eeliseks on suur kasutamise universaalsus (mitmekülgsus). Kuna tõstuki mast liigub horisontaal-tasandis edasi-tagasi koos kaubaalusega, on selle tõstukiga võimalik paigutada kaubaaluseid kõrgematele riiulikorrustele distantsilt (kaugemalt), tugiratastega esimese korruse hoiukohale sõitmata. Alust on võimalik kallutada nii masti kui ka kahvlite abil. Kui mast on koos kaubaga eesmises asendis, toimib tõstuk vastukaalu põhimõttel, kui aga tagumises asendis, toimib see tugiratta põhimõttel. Kuna tugiratastega aluse vahedesse ei sõideta, vajab tõstuk töötamiseks laia vahekoridori (2,6–2,9 m). Enamik tõstukitest on varustatud ka külgnihutamisseadmega, mis võimaldab kaubaaluse paigutamisel riiulikohale parandada/täpsustada aluse asendit külgsuunas. Lükandmastiga tõstukeid toodetakse enamasti tõstejõuga 1,2–3,2 t. Veomootorite võimsused on tavaliselt vahemikus 4,0–6,0 kW, kiirete tõstete võimaldamiseks on hüdraulika pumba mootorite võimsused vahemikus 10,0–11,5 kW. Tavaliselt on liikumiskiirus kuni 12 km/h, kiirematel kuni 16 km/h.
Maksumus.
Uue tõstuki hind võib alata 15 000 eurost või ületada isegi 150 000 eurot, sõltudes konkreetse tõstuki näitajatest ja omadustest. Levinumad tõstukid töötavad bensiiniga ning on tõstevõimega 2,0–2,5 tonnini. Nende hind on keskeltläbi 20 000 USA dollarit. Lisaks soetushinnale on tõstukite puhul oluline võtta arvesse ka nende ülalpidamiskulusid.
Nüüdisaegsed tõstukid ja nende lisaseadmed.
Lisaks vastukaaluga kahveltõstukitele on saada mitmeid erilahendusi, näiteks:
Konveiereid kasutatakse ladudes materjalide siirdamiseks kindlaksmääratud punktide vahel ning kaupade ja saadetiste sorteerimiseks. Konveiersüsteemid on laialt levinud suure käibesagedusega peenkaubaladudes, postitöötlemiskeskustes ja väikepakisaadetiste sorteerimisterminalides.
Konveiersüsteeme iseloomustab: 
1) suur tootlikkus vähese personali ja väikese energiakuluga;
2) võimalus kasutada neid ainult kindlate punktide (töökohtade) vahel laos;
3) võimalus kasutada neid pidevalt või hoida töös katkendlikult vastavalt vajadusele;
4) võimaldab kasutada täiuslikku kaupade (saadetiste) liikumise kontrolli.
Konveiersüsteemid on viimastel aastatel hakanud suhteliselt laialt levima nii konventsionaalsetes ladudes kui ka poolautomaat- ja täisautomatiseeritud ladudes.
Seoses kooditehnika laialdase kasutuselevõtuga kasutatakse üha enam erinevaid konveiersüsteeme sorteerimisliinidena saadetiste identifitseerimistunnuse põhisel sorteerimisel.
Vastukaalutõstuki osad.
Tüüpiline vastukaaluga kahveltõstuk koosneb järgmistest osadest:
Elektriajamite kasutamine kahveltõstukites.
Elektriajameid on hakatud tõstukites laialdaselt kasutama nende eeliste tõttu. Elektritõstukid on lihtsalt juhitavad, stabiilsed, tekitavad vähe müra ega erita heitgaase. Seetõttu on arenenud maades nõudlus elektritõstukite järele suurem kui sisepõlemismootoriga tõstukite järele. Lisaks võimaldavad elektrimootorid kasutada selliseid energiasäästutehnoloogiaid nagu rekuperatiivpidurdus.
Lisaseadmed.
Järgnevalt on toodud näiteid kahveltõstukite lisaseadmetest:
Igasuguste lisade mass vähendab tõstuki võimalikku kasulikku koormat.
Kahveltõstukite ohutus.
Standardid.
Kahveltõstukitega töötamise ohutus on reguleeritud paljude rahvusvaheliste ja riigisiseste standarditega. Üks levinumaid neist on ANSI B56.
Eesti Vabariigis on üheks reguleerivaks standardiks EVS-EN 15000.
Ohutusvahendid.
Tänapäeval on turul saada paljusid süsteeme ja lahendusi, mis aitavad vähendada tõstukijuhtimisega seotud ohte.
Ultrahelisensorid.
Ultrahelisensorid on lähedussensorid, mis hindavad objekti kaugust aja järgi, mis kulus ultrahelisignaali tagasipõrkeks. See sensor ei erista inimesi ja objekte ning tuvastab mis tahes takistuse. Enamasti kasutatakse seda tüüpi sensorit vaid tagurdamise lihtsustamiseks.
Raadiosüsteemid.
Tegu on lahendustega, mis teavitavad tõstukijuhte lähedal asuvatest inimestest. Jalakäijad peavad kandma raadiomajakaid, mis tõstuki lähedusse sattumisel ning tuvastamisel väljastavad signaali, teavitades juhti võimalikust õnnetusohust. Tuvastus toimub igas suunas ning võimaldab ka teiste laos olevate objektide märkimist. Näide turul olevast süsteemist:
Tootjate ülemaailmne edetabel.
Igal aastal koostab ajakiri Modern Materials ülemaailmse tõstukitootjate edetabeli, kus järjestab 20 müüjat (müügimaht on USA dollarites). Aruande kokkuvõte on toodud järgmises tabelis.