DE10002541B4

DE10002541B4 - Transportvorrichtung für Karosserien zur Montage von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE10002541B4
Application number: DE10002541.2A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Becker; Dr. Oberholthaus Rigbert
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2020-01-22
Also published as: DE10002541A1

Abstract

Transportvorrichtung für Karosserien zur Montage von Kraftfahrzeugen, mit einer Schienenführung (10) zum Anbringen an einer Decke (15) und einer Tragvorrichtung (20), die sich von der Schienenführung (10) vertikal nach unten erstreckt und in dieser aufgehängt ist, sodass die Tragvorrichtung (20) im Taktbetrieb einer Serienfertigung entlang der Führungsschiene (10) zu unterschiedlichen Montagestationen längsverfahrbar ist, wobei an einem unteren Ende der Tragvorrichtung (20) eine bogenförmige Karosserieaufnahme (22) zur Aufnahme einer Fahrzeugkarosserie (14) angebracht ist und die Tragvorrichtung (20) eingerichtet ist, eine Bewegung der Karosserieaufnahme (22) in Vertikalrichtung (21) zu bewirken, und wobei die Karosserieaufnahme (22) gegenüber der Tragvorrichtung (20) um eine Horizontalachse (47) schwenkbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserieaufnahme (22) gegenüber der Tragvorrichtung (20) um eine Vertikalachse (23) drehbar ausgebildet ist, die Karosserieaufnahme (22) aus einem halbkreisförmigen, eine aufgenommene Fahrzeugkarosserie (14) übergreifenden Oberteil (36) und zwei sich geradlinig an die freien Enden des Oberteils (36) anschließenden Tragteilen (37, 38) besteht, an deren Enden jeweils um eine jeweilige Mittellängsachse (39, 40) der Tragteile (37, 38) schwenkbare, rechtwinklig zu diesen ausgerichtete, die aufgenommene Fahrzeugkarosserie (14) untergreifende Aufnahmeteile (41, 42) angeordnet sind, und an dem Oberteil (36) eine teilkreisbogenförmige Zahnstange (43) angeordnet ist, die mit einem Antriebsritzel eines als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotors (44) zusammenwirkt, wobei der Antriebsmotor (44) horizontal und in Fahrzeuglängsrichtung gerichtet an einer mit dem unteren Ende der Tragvorrichtung (20) verbundenen Halterung befestigt ist, sodass er mit seinem Antriebsritzel das halbkreisbogenförmige Oberteil (36) an dessen Innenumfang untergreifend von unten in eine Verzahnung der teilkreisbogenförmigen Zahnstange (43) eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Transportvorrichtungen für Karosserien zur Montage von Kraftfahrzeugen, insbesondere PKW, mit einer in einer Schienenführung aufgehängten und längsverfahrbaren Tragvorrichtung, die eine Aufnahme für eine Fahrzeugkarosserie besitzt, sind im Prinzip bekannt und für die Serienfertigung von Automobilen unverzichtbar. Die Längsbewegung der Tragvorrichtung mit dem darauf gelagerten Fahrzeugkörper erfolgt zumeist im Taktbetrieb, um die Montage von Fahrzeugteilen an den einzelnen Stationen zu ermöglichen.
Eine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgebildete Transportvorrichtung ist z. B. aus DE 94 16 172 U1 bekannt.
Aus DE 94 10 029 U1 ist bekannt eine Vorrichtung zum Verschwenken eines Kraftfahrzeugs bei dessen Demontage, wobei die Vorrichtung eine längsverfahrbare Tragvorrichtung und an dieser angebracht zwei hintereinander angeordnete kreisbogenabschnittförmige Schwenkrahmen als Karosserieaufnahme aufweist. Gemäß diesem Dokument ist die Karosserieaufnahme in Vertikalrichtung bewegbar und gegenüber der Tragvorrichtung um eine Vertikalachse drehbar und um eine Horizontalachse schwenkbar. Die Tragvorrichtung weist – zwecks Bewegbarkeit der Karosserieaufnahme in Vertikalrichtung – ein Rohrsystem mit mehreren teleskopartig ineinander verschieblichen Tragrohren auf.
Aus US 5 234 096 A ist eine bogenförmig ausgebildete Karosserieaufnahme bekannt, die aus einem im wesentlichen halbkreisförmigen Oberteil und zwei daran angebrachten im wesentlichen vertikalen Tragteilen besteht.
Aus US 4 475 462 A ist eine im Querschnitt etwa U-förmige Bogenführung bekannt, die mit ihren U-Schenkeln einen Bogenabschnitt einer Karosserieaufnahme beidseitig untergreift.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgebildete Transportvorrichtung in ergonomischer Hinsicht bezüglich der an einem Kraftfahrzeug vorzunehmenden Montagevorgänge zu optimieren und hinsichtlich ihres Aufbaus zu vereinfachen.
Dies wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den abhängigen Patentansprüchen entnommen werden.
Durch die Erfindung verfügt die Transportvorrichtung bezüglich des transportierten Fahrzeugkörpers über vier Freiheitsgrade, nämlich

1. (horizontale) Längsbewegung,
2. vertikale Hubbewegung,
3. Drehbewegung um eine Vertikalachse
und 4. Schwenkbewegung um eine Horizontalachse.

Hierdurch läßt sich eine Optimierung der in den einzelnen Stationen am Fahrzeug durchzuführenden Montagearbeiten erzielen.
Die Erfindung soll nun in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht werden, das im folgenden detailliert beschrieben ist.
Es zeigt:
1 eine Ausführungsform einer Transportvorrichtung in Seitenansicht,
2 den Gegenstand von 1, in Pfeilrichtung A (1) betrachtet (obere Fahrzeugposition weggelassen),
3 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch mit um eine Horizontalachse verschwenkter Karosserieaufnahme,
4 die Einzelheit ”X” aus 1, in gegenüber 1 vergrößerter Darstellung und gegenüber der Darstellung nach 1 in einer zur Zeichenebene senkrechten Ebene um 180° gedreht,
5 die Einzelheit ”Y” aus 2, in gegenüber 2 vergrößerter Darstellung, und
6 die Einzelheit ”Z” aus 4, in gegenüber 4 nochmals vergrößerter Darstellung.
Es bezeichnet 10 eine an einem Träger 11 mittels Distanzstücken 12 aufgehängte Führungsschiene für eine insgesamt mit 13 bezifferte Transportvorrichtung für Fahrzeugkarosserien 14 zwecks Montage von Fahrzeugen. Der Träger 11 ist an einer Decke 15 einer Werkhalle 16 verankert. Die Transportvorrichtung 13 weist an ihrem oberen Ende eine in üblicher Weise konstruierte Führung 17 auf, mittels derer sie entlang der Führungsschiene 10 in Pfeilrichtung 18 (1) verfahrbar ist.
Es handelt sich um eine doppelgleisige Transportvorrichtung mit geregeltem Antrieb und getakteter Fahrweise. Antrieb und getaktete Fahrweise (in Pfeilrichtung 18) werden hierbei durch einen an der Führung 17 angeordneten Elektromotor 19 bewerkstelligt.
Wesentlicher Bestandteil der Transportvorrichtung 13 ist eine insgesamt mit 20 bezeichnete Tragvorrichtung, die in Vertikalrichtung (Pfeil 21) bewegbar ist und an ihrem unteren Ende eine Karosserieaufnahme 22 trägt, die um eine Vertikalachse 23 drehbar ist. Die Tragvorrichtung 20 ist zwecks Bewirkung der Vertikalbewegung der Karosserieaufnahme 22 teleskopartig ausgebildet und besteht hierbei aus einem Zentralhauptrohr 24 und zwei weiteren Rohrteilen 25 und 26.
Das Rohrteil 26 ist in das Rohrteil 25 und dieses wiederum (zusammen mit dem Rohrteil 26) in das Zentralhauptrohr 24 verschiebbar (siehe 1 und 3). 2 zeigt die Tragvorrichtung 20 in ihrer ”ausgezogenen” unteren Endstellung, in der das von der Karosserieaufnahme 22 getragene Fahrzeug auf einer Ablage 27 etwas oberhalb des Werkhallenbodens 28 abgesetzt werden kann (siehe auch 1). Die Teleskop-Vertikalachse der Tragvorrichtung 20 ist deckungsgleich mit der bereits erwähnten Vertikalachse 23, um die die Karosserieaufnahme 22 drehbar aufgehängt ist (siehe hierzu die Ausführungen weiter unten).
Um ein (unerwünschtes) Hin- und Herpendeln der Tragvorrichtung 20 in Querrichtung 29 (2 und 3) zu verhindern, ist das Zentralhauptrohr 24 in einem Längsspalt 30 zwischen zwei Führungsteilen 31, 32 geführt.
Zur Bewerkstelligung der Drehbarkeit der Karosserieaufnahme 22 um die Vertikalachse 23 ist die Karosserieaufnahme 22 am unteren Ende des Rohrteils 26 mittels eines sogenannten Vierpunktlagers 33 angeordnet (siehe insbesondere auch 4–6). Das Vierpunktlager 33 weist eine kranzartige Außenverzahnung 34 auf, die mit einem Antriebsritzel eines dem Zentralhauptrohr 24 der Tragvorrichtung 20 zugeordneten Elektromotors 35 in Wirkverbindung steht, derart, dass die Karosserieaufnahme 22 durch den Elektromotor 35 gegenüber der Tragvorrichtung 20 um die Vertikalachse 23 in Drehung versetzt zu werden vermag.
Wie aus 2 und 3, insbesondere aber auch aus 5 hervorgeht, ist die Karosserieaufnahme 22 bogenförmig ausgebildet. Sie besteht aus einem halbkreisförmigen oder im wesentlichen halbkreisförmigen, das aufgenommene Fahrzeug übergreifenden Oberteil 36 und zwei sich an die freien Enden des Oberteils 36 anschließenden, vertikal oder im wesentlichen vertikal ausgerichteten Tragteilen 37, 38.
An den Enden der Tragteile 37, 38 sind jeweils um eine Vertikalachse 39 bzw. 40 schwenkbare, horizontal oder im wesentlichen horizontal ausgerichtete Aufnahmeteile 41, 42 angeordnet, die das aufgenommene Fahrzeug untergreifen. An dem bogenförmigen Oberteil 36 der Karosserieaufnahme 22 ist eine teilkreisbogenförmige Zahnstange 43 angeordnet, die mit einem Antriebsritzel eines mit dem unteren Ende der Tragvorrichtung 20 verbundenen Antriebsmotors 44 zusammenwirkt. Als Antriebsmotor 44 dient ein Elektromotor, der an einer mit der Tragvorrichtung 20 verbundenen Halterung 45, hierbei mit seinem Antriebsritzel das halbkreisbogenförmige Oberteil 36 untergreifend und von unten in die Verzahnung der teilkreisbogenförmigen Zahnstange 43 eingreifend, horizontal und in Fahrzeuglängsrichtung gerichtet befestigt ist. Die teilkreisbogenförmige Zahnstange 43 weist also eine an ihrem Innenumfang liegende Verzahnung 46 auf.
Die vorgenannten konstruktiven Maßnahmen dienen der Besonderheit, daß die Karosserieaufnahme 22 – zusätzlich zu ihrer Beweglichkeit in Vertikalrichtung 21 und zu ihrer Verdrehbarkeit um eine Vertikalachse 23 – gegenüber der Tragvorrichtung 20 um eine Horizontalachse 47 schwenkbar ist. Die Horizontalachse 47 ist, wie 4 und 5 erkennen lassen, deckungsgleich oder im wesentlichen deckungsgleich mit der Längsmittelachse des von der Karosserieaufnahme 22 aufgenommenen Fahrzeugs. 3 macht deutlich, dass sich die teilkreisbogenförmige Zahnstange 43 beiderseits einer die Schwenkachse der Karosserieaufnahme 22 schneidenden Vertikalebene 48, die zugleich die Längsmittelebene des in der Karosserieaufnahme 22 befindlichen Fahrzeugs bildet, jeweils über einen Winkel α von 45° erstreckt, derart, daß beidseitige Schwenkwinkel der Karosserieaufnahme 22 von mindestens 45° gegenüber der Tragvorrichtung 20 bzw. der Vertikalebene 48 ermöglicht werden.
5 zeigt, dass die teilkreisbogenförmige Krümmung der Zahnstange 43 konzentrisch zu der Halbkreisform des Oberteils 36 der Karosserieaufnahme 22 angeordnet ist.
Wie des weiteren insbesondere aus 5 hervorgeht, ist die Karosserieaufnahme 22 im Mittelbereich des bogenförmigen Oberteils 36 in einer Bogenführung 45 geführt und gehalten, die an dem Lager 33, vorzugsweise Vierpunktlager, angreift, derart, dass die gesamte Karosserieaufnahme 22 gegenüber der Tragvorrichtung 20 um eine Vertikalachse 23 drehbar ist, die zugleich die Mittelachse der teleskopartig ausgebildeten Tragvorrichtung 20 bildet. Die Bogenführung 45 ist im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet. Sie übergreift hierbei das halbkreisbogenförmige Oberteil 36 der Karosserieaufnahme 22 mit ihren U-Schenkeln 49, 50 beidseitig und erstreckt sich, ausgehend von der Längsmittelebene 48, beidseitig über eine Länge, die – bezogen auf die Horizontalachse 47 (Schwenkachse) der Karosserieaufnahme 22 – einem Winkel β von insgesamt 45° oder im wesentlichen 45° entspricht.
Aus 6 ist ersichtlich, dass das halbkreisbogenförmige Oberteil 36 der Karosserieaufnahme 22 als Hohlprofil insgesamt mit Rechteckquerschnitt ausgebildet ist, wobei es sich aus zwei nebeneinander angeordneten und miteinander verbundenen quadratischen Hohlprofilen 51, 52 zusammensetzt. Hierdurch ist ausreichende Steiffigkeit und Festigkeit der Karosserieaufnahme 22 bei zugleich geringem Gewicht gewährleistet.

Claims

Transportvorrichtung für Karosserien zur Montage von Kraftfahrzeugen, mit einer Schienenführung (10) zum Anbringen an einer Decke (15) und einer Tragvorrichtung (20), die sich von der Schienenführung (10) vertikal nach unten erstreckt und in dieser aufgehängt ist, sodass die Tragvorrichtung (20) im Taktbetrieb einer Serienfertigung entlang der Führungsschiene (10) zu unterschiedlichen Montagestationen längsverfahrbar ist, wobei an einem unteren Ende der Tragvorrichtung (20) eine bogenförmige Karosserieaufnahme (22) zur Aufnahme einer Fahrzeugkarosserie (14) angebracht ist und die Tragvorrichtung (20) eingerichtet ist, eine Bewegung der Karosserieaufnahme (22) in Vertikalrichtung (21) zu bewirken, und wobei die Karosserieaufnahme (22) gegenüber der Tragvorrichtung (20) um eine Horizontalachse (47) schwenkbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserieaufnahme (22) gegenüber der Tragvorrichtung (20) um eine Vertikalachse (23) drehbar ausgebildet ist, die Karosserieaufnahme (22) aus einem halbkreisförmigen, eine aufgenommene Fahrzeugkarosserie (14) übergreifenden Oberteil (36) und zwei sich geradlinig an die freien Enden des Oberteils (36) anschließenden Tragteilen (37, 38) besteht, an deren Enden jeweils um eine jeweilige Mittellängsachse (39, 40) der Tragteile (37, 38) schwenkbare, rechtwinklig zu diesen ausgerichtete, die aufgenommene Fahrzeugkarosserie (14) untergreifende Aufnahmeteile (41, 42) angeordnet sind, und an dem Oberteil (36) eine teilkreisbogenförmige Zahnstange (43) angeordnet ist, die mit einem Antriebsritzel eines als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotors (44) zusammenwirkt, wobei der Antriebsmotor (44) horizontal und in Fahrzeuglängsrichtung gerichtet an einer mit dem unteren Ende der Tragvorrichtung (20) verbundenen Halterung befestigt ist, sodass er mit seinem Antriebsritzel das halbkreisbogenförmige Oberteil (36) an dessen Innenumfang untergreifend von unten in eine Verzahnung der teilkreisbogenförmigen Zahnstange (43) eingreift.
Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragvorrichtung (20) – zwecks Bewegbarkeit der Karosserieaufnahme (22) in Vertikalrichtung (21) – als Rohrsystem mit mehreren teleskopartig ineinander verschieblichen Tragrohren (24, 25, 26) ausgebildet ist.
Transportvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserieaufnahme (22) mittels eines an der Tragvorrichtung (20) angeordneten Lagers (33) um die Vertikalachse (23) drehbar aufgehängt ist.
Transportvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (33) als Vierpunktlager ausgebildet ist und eine mit einem motorischen Antrieb (35) in Wirkverbindung stehende kranzartige Außenverzahnung (34) aufweist.
Transportvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als motorischer Antrieb (35) für die Karosserieaufnahme (22) ein der Tragvorrichtung (20) zugeordneter Elektromotor dient, der mittels eines Antriebsritzels mit der Außenverzahnung (34) des Lagers (33) kämmt.
Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalachse (47), um die die Karosserieaufnahme (22) schwenkbar ist, deckungsgleich mit der Längsmittelachse einer von der Karosserieaufnahme (22) aufgenommenen Fahrzeugkarosserie (14) ist.
Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die teilkreisbogenförmige Zahnstange (43) eine an ihrem Innenumfang liegende Verzahnung (46) aufweist und sich beidseitig einer die Horizontalachse (47) der Karosserieaufnahme (22) schneidenden Vertikalebene (48), die zugleich die Längsmittelebene einer in der Karosserieaufnahme (22) befindlichen Fahrzeugkarosserie (14) bildet, jeweils über einen Winkel (α) von 45° erstreckt, derart, dass beidseitige Schwenkwinkel der Karosserieaufnahme (22) von mindestens 45° gegenüber der Tragvorrichtung (20) bzw. der Vertikalebene (48) ermöglicht werden.
Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die teilkreisbogenförmig gekrümmte Zahnstange (43) konzentrisch zu der Halbkreisform des Oberteils (36) der Karosserieaufnahme (22) angeordnet ist.
Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosserieaufnahme (22) im Mittelbereich des bogenförmigen Oberteils (36) in einer Bogenführung (45) geführt und gehalten ist, die an dem Lager (33) angreift, derart, dass die gesamte Karosserieaufnahme (22) gegenüber der Tragvorrichtung (20) um die Vertikalachse (23) drehbar ist, die zugleich die Mittelachse der teleskopartig ausgebildeten Tragvorrichtung (20) bildet.
Transportvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenführung (45) im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist, hierbei das halbkreisbogenförmige Oberteil (36) der Karosserieaufnahme (22) mit ihren U-Schenkeln (49, 50) beidseitig übergreift, und dass sich die Bogenführung (45), ausgehend von der Längsmittelebene (48) beidseitig über eine Länge erstreckt, die – bezogen auf die Horizontalachse (47) der Karosserieaufnahme (22) – einem Winkel (β) von insgesamt 45° entspricht.
Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass das halbkreisbogenförmige Oberteil (36) der Karosserieaufnahme (22) als Hohlprofil insgesamt mit Rechteckquerschnitt ausgebildet ist.
Transportvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich das halbkreisbogenförmige Oberteil (36) aus zwei nebeneinander angeordneten und miteinander verbundenen quadratischen Hohlprofilen (51, 52) zusammensetzt.