DE10158264C1 - Typflexible Anlage zum rationellen Zusammenschweißen der wesentlichen Baugruppen einer Fahrzeugkarosserie bei deren Prototypfertigung - Google Patents
Typflexible Anlage zum rationellen Zusammenschweißen der wesentlichen Baugruppen einer Fahrzeugkarosserie bei deren PrototypfertigungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum genauen gegenseitigen Ausrichten und Zusammenschweißen der wesentlichen Baugruppen einer Fahrzeugkarosserie zu einem vollständigen Karosseriekörper bei deren Prototypfertigung. Erfindungsgemäß werden die Komponenten der Prototypkarosserie in einer ersten, käfigartig verschließbaren Heftstation lagegenau gefügt und durch die Käfigöffnungen hindurch geheftet. In einer anschließenden Schweißstation werden die gehefteten Blechteile der nur noch unterseitig abgestützten, aber sonst allseits frei zugänglichen Kraosseerie fertig zusammengeschweißt. Diese Aufteilung gestaltet die Prototypfertigung rationell und ergonomisch sehr günstig. Die Einzelteile und Anlagenkomponenten der Fertigungsanlage sind soweit wie möglich als systemkomform normierte Baukastenelemente ausgebildet, die aufgrund eines Rasters von Steck- und Verbindungsöffnungen rasch und trotzdem lagegenau in unterschiedlicher Konfiguration montierbar und universell, d. h. typ-abhängig verwendbar sind, wodurch die Anlage auch typflexibel umrüstbar ist. Nur soweit unbedingt erforderlich, sind die einzelnen Anlagenkomponenten typ-spezifisch ausgebildet, wobei die mehrteilig zusammengesetzten, typ-spezifischen Aufnahmeeinheiten ihrerseits weitgehend aus universell verwendbaren Teilen bestehen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum genauen gegenseitigen
Ausrichten und Zusammenschweißen der wesentlichen Baugruppen
einer Fahrzeugkarosserie zu einem vollständigen Karosserie
körper bei deren Prototypfertigung.
Bei der Rohbaufertigung von Fahrzeugkarosserien werden unab
hängig davon, ob die Karossen serienmäßig oder als Prototyp
gefertigt werden, aus den Blechteilen der Karosserie zu
nächst Baugruppen zusammengeschweißt, z. B. Fahrzeugboden,
Vorbau, Heck, Seitenwand rechtslinks innen, Seitenwand
rechtslinks außen, wobei diese Aufzählung bzw. Untergliede
rung in Baugruppen - je nach Fahrzeugtyp - unterschiedlich
sein kann. Die Unterteilung einer Fahrzeugkarosserie in ein
zelnen Baugruppen wird in einem sehr frühen Konstruktions
stadium der Fahrzeugentwicklung nach Erfahrung und im Kon
sens mit verschiedenen mit der Fahrzeugentwicklung und -pro
duktion befaßten Stellen eines Fahrzeugherstellers vom Kon
strukteur festgelegt.
Die einzelnen Baugruppen sind ihrerseits aus mehreren Blech
teilen zusammen gesetzt, die in ihrem Ausgangszustand ledig
lich so groß sind, daß sie manuell gehandhabt werden können.
Aufgrund dieser mäßigen Größe der einzelnen Blechteile der
Baugruppen und aufgrund der offenen oder gar flachen Bauwei
se der einzelnen Baugruppen lassen sich die einzelnen Blech
teile in relativ einfachen Vorrichtungen innerhalb einer
Baugruppe lagegenau zueinander fixieren und durch Schweiß
punkte miteinander verbinden. Problematischer ist jedoch das
Vereinigen der verschiedenen Baugruppen zu einer kompletten
Karosserie, und zwar wegen der größen- und gewichtsbedingten
Unhandlichkeit der diversen Baugruppen und weil die Karosse
rie insgesamt ein voluminöser Hohlkörper ist.
Während der Entwicklungszeit eines Fahrzeuges werden immer
wieder mehr oder weniger vollständig aufgebaute und montier
te Prototypen des zu entwickelnden Fahrzeuges für unter
schiedliche Zwecke benötigt. Je weiter ein bestimmter Fahr
zeugtyp in seiner Entwicklung vorangeschritten ist, um so
mehr Prototyp-Exemplare dieses Fahrzeugtyps werden benötigt,
weil um so mehr Stellen innerhalb des Hauses eines Fahrzeug
herstellers Studien an einem realen Ausführungsbeispiel die
ses Fahrzeugtyps durchführen müssen. Während die aller er
sten Erprobungsmuster des Fahrzeugtyps noch weitgehend unter
Verwendung universell einsetzbarer aber wenig spezialisier
ter Hilfsmittel gefertigt und dabei ein extrem hoher Ar
beitsaufwand und eine noch nicht optimale Fertigungsgenauig
keit in Kauf genommen werden kann, ist zumindest in der End
phase der Entwicklung, in der eine größere Anzahl von Proto
typ-Exemplaren benötigt wird, der Anteil von typspezifischen
Vorrichtungen bei der Prototypfertigung besonders hoch. Zwar
kann dadurch der Arbeitsaufwand gegenüber der weitestgehend
manuellen Erstmusterfertigung reduziert und die Fertigungs
genauigkeit erhöht werden, jedoch kann dies nur durch einen
erheblicher Aufwand bezüglich Konstruktion, Teilefertigung
und Montage einer weitgehend typgebundenen Fertigungsstation
erkauft werden. Der dafür zu erbringende Zeit- und Kosten
aufwand belastet investitionsseitig die Stückkosten der Pro
totyp-Exemplare und die Terminplanung für deren Erstellung.
Trotz Einsatz von typspezifisch gestalteten Vorrichtungstei
len in hohem Umfang ist gleichwohl die Ausbringung einer
solchen Prototypfertigungsanlage nur bescheiden.
Die DE 35 25 851 C2 zeigt eine mehrteilig zusammengesetzte
Aufnahmeeinheit zur Verwendung in einer Anlage für die Pro
totypfertigung von Erstmuster-Karosserien. Die bekannte Auf
nahmeeinheit ist in ihren wesentlichen Teilen aus kontur-ge
laserten Platinen zusammengesetzt. Im übrigen ist die an den
zu fertigenden Fahrzeugtyp adaptierten Aufnahmeeinheit so
gestaltet, daß viele ihrer Einzelteile trotz individueller
Gesamtgestaltung nach dem Zerlegen der Aufnahmeeinheit wie
der verwendet werden können. Mehrere entsprechend der Karos
serieform an der Spannstelle individuell gestalteten Aufnah
meeinheiten sind auf eine ebene Grundplatte fixiert sowie
festgeschraubt und ragen rechtwinklig von ihr ab. Die Auf
nahmeeinheiten sind so auf der Grundplatte angeordnet, daß
die verschiedenen zusammenzuschweißenden Baugruppen und
Großteile der entstehenden Fahrzeugkarosserie lagegenau in
den Aufnahmeeinheiten aufgenommen und fixiert werden können.
Die bekannte Literaturstelle beschränkt sich auf eine ty
pflexible Gestaltung der erforderlichen Aufnahmeeinheiten
selber, enthält aber keine Hinweise darauf, ob oder gegebe
nenfalls wie Seitenwände lagegenau in eine Fertigungsvor
richtung aufgenommen werden können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe
der Erfindung darin, eine Anlage zur Prototypfertigung von
Rohkarossen aufzuzeigen, bei der alle nachfolgend genannten
Vorteile gesamtheitlich erreicht werden können:
- - Zum einen soll der vorbereitend erforderliche, investive Aufwand an Zeit und Geld, bis Prototypen eines bestimmten Fahrzeugtyps tatsächlich gefertigt werden können, geringer sein als bisher.
- - Ferner soll der Anteil an typspezifischen Bauteilen einer solchen Prototypfertigungsanlage geringer sein als bisher und die Fertigungsanlage somit eine größere Flexibilität bezüglich unterschiedlicher Fahrzeugtypen erhalten.
- - Darüber hinaus soll auch die Prototypfertigung prinzipiell eine größere Nähe oder Verwandtschaft zur späteren Serien fertigung zulassen als bisher, so daß auch Studien bezüg lich der Serienfertigung im Stadium der Prototypfertigung möglich sind.
- - Schließlich soll die Prototypfertigung selber rationeller vonstatten gehen als bisher.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Prototypferti
gungs-Anlage gelöst, die nach der Gesamtheit der Merkmale
von Anspruch 1 ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird der aus der Serienfertigung an sich be
kannte Gedanke einer Aufteilung des erforderlichen Arbeits
umfangs auf mehrere Arbeitsstationen vorliegend in einer
speziellen, prototypspezifischen Weise für die Prototypfer
tigung übernommen. Und zwar werden die Komponenten der Pro
totypkarosserie in einer ersten, käfigartig verschließbaren
Heftstation lagegenau gefügt und durch die Käfigöffnungen
hindurch geheftet. In einer anschließenden Schweißstation
werden die bereits lagegenau gehefteten Karosserieteile der
nunmehr schon eigenstabilen und nur noch unterseitig abge
stützten, aber sonst allseits frei zugänglichen Karosserie
fertig zusammengeschweißt. Diese Aufteilung schafft nicht
nur Seriennähe der Prototypfertigung, sondern gestaltet die
Prototypfertigung rationell und ergonomisch sehr günstig,
weil die größere Anzahl der erforderlichen Schweißpunkte an
der frei zugänglichen Karosserie vorgenommen werden kann.
Die Anlage zur Prototypfertigung ist aus verschiedenen Ein
zelteilen und Anlagenkomponenten zusammengesetzt, die weit
gehend als systemkomform normierte Baukastenelemente ausge
bildet sind, die aufgrund eines Rasters von Steck- und Ver
bindungsöffnungen rasch und trotzdem lagegenau in unter
schiedlicher Konfiguration montierbar sind. Dadurch kann die
Anlage aufgrund der wiederverwendbaren Teile nicht nur ko
stengünstig und in kurzer Zeit aufgebaut werden, sondern ist
auch typflexibel auf die Fertigung eines anderen Fahrzeug
typs umrüstbar. Durch eine erfindungsgemäß sinnvolle Auftei
lung der einzelnen Anlagenkomponenten und Vorrichtungsteile
zum einen in universell, d. h. typ-unabhängig und zum anderen
in nur typ-spezifisch, d. h. nur für einen bestimmten Fahr
zeugtyp verwendbare Teile wird die erforderliche Fertigungs
genauigkeit und Rationalität der Anlage geschaffen, wobei
die mehrteilig zusammengesetzten, typspezifischen Aufnahme
einheiten ihrerseits weitgehend aus universell verwendbaren
Teilen bestehen.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unter
ansprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung
anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:
Fig. 1 eine seitliche Gesamtansicht der Anlage zur Proto
typfertigung von Karosseriekörpern,
Fig. 2 eine Grundrißdarstellung der Anlage nach Fig. 1,
Fig. 3 eine partielle, perspektivische Darstellung der
Heftstation der Anlage nach den Fig. 1 und 2,
Fig. 4 eine Einzelansicht der Schweißstation der Anlage nach
den Fig. 1 und 2,
Fig. 5 und 6 Draufsicht (Fig. 5) und Querschnitt (Fig. 6)
auf bzw. durch eine mit Steckbuchsen, Gewindelöchern
und Netzlinien versehene Aufbauplatte,
Fig. 6a eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit VIa aus
Fig. 6,
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit VII aus
Fig. 5, nämlich eine axiale Ansicht einer als Lang
loch ausgebildeten Steckbuchse zum Ausgleich von Tem
peraturdehnungen,
Fig. 8 eine Einzeldarstellung eines Steckzapfens,
Fig. 9 eine perspektivische Einzeldarstellung einer Aufnah
meeinheit und
Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines Tragskids
zum Befördern einer auf ihm abgesetzten Karosserie.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Prototyp-Fertigungs
anlage für Fahrzeugkarosserien 21 setzt voraus, daß alle we
sentlichen Baugruppen oder Großteile der Karosserie - sie
werden im folgenden kurz "Baugruppen" genannt - gesondert
vorgefertigt wurden. Hierauf geht die folgende Beschreibung
nicht ein. Durch die dargestellte Fertigungsanlage sollen
diese vorgefertigten Baugruppen gegenseitig genau ausgerich
tet und zu einem vollständigen Karosseriekörper zusammenge
schweißt werden.
Zwar wurden auch früher schon Prototypkarosserien mit mehr
oder weniger vielen Vor- und Nachteilen mit entsprechenden
Fertigungsanlagen hergestellt. Durch die nachfolgend be
schriebene, erfindungsgemäße Prototyp-Fertigunganlage werden
jedoch alle nachfolgend genannten Vorteile gesamtheitlich
erreicht:
- - Rationelle Prototypfertigung.
- - Geringer vorbereitend erforderlicher Aufwand an Zeit und Geld, bis Prototypen eines bestimmten Fahrzeugtyps tatsäch lich gefertigt werden können.
- - Geringer Anteil an typspezifischen Bauteilen einer solchen Prototyp-Fertigungsanlage und somit größere Flexibilität der Fertigungsanlage bezüglich unterschiedlicher Fahrzeugtypen.
- - Prinzipiell große Nähe oder Verwandtschaft zur späteren Serienfertigung mit der Möglichkeit von Studien bezüglich der Serienfertigung schon während der Prototypfertigung.
Um dieses Bündel von Vorteilen gesamtheitlich erreichen zu
können, ist die Prototyp-Fertigungsanlage erfindungsgemäß
mit folgenden Gestaltungsmerkmalen versehen:
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei spiel sind zwei Stationenpaare 1, 2 und 1', 2' in einer Fer tigungslinie in Längsrichtung 3 hintereinander angeordnet, die durch eine Fördereinrichtung - z. B. durch eine Krahnbahn 4 - transportmäßig miteinander verbunden sind. Von den bei den Paaren von Arbeitsstationen 1, 2 und 1', 2' dient die jeweils in Durchlaufrichtung 3 erste Arbeitsstation 1, 1' zum gegenseitigen Ausrichten und Heften der Baugruppen, wes halb sie nachfolgend Heftstation genannt wird. In der je weils an zweiter Position angeordneten Arbeitsstation 2, 2' werden die bereits gehefteten Baugruppen fertig ausge schweißt, weshalb diese zweiten Arbeitsstationen nachfolgend Schweißstation genannt werden. Die Fördereinrichtung zum transportmäßigen verbinden der Arbeitsstationen 1, 2, 1', 2' ist als Brückenkrananlage mit angehoben angeordneter Krahn bahn 4 und darauf verfahrbahrem Laufkrahn 5 ausgebildet. Das am Lasthaken angebrachte Krangeschirr 6 besteht aus einer in Längsrichung 3 verlaufenden Traverse mit an beiden Enden an gebrachten Lastaufnahmeseilen.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei spiel sind zwei Stationenpaare 1, 2 und 1', 2' in einer Fer tigungslinie in Längsrichtung 3 hintereinander angeordnet, die durch eine Fördereinrichtung - z. B. durch eine Krahnbahn 4 - transportmäßig miteinander verbunden sind. Von den bei den Paaren von Arbeitsstationen 1, 2 und 1', 2' dient die jeweils in Durchlaufrichtung 3 erste Arbeitsstation 1, 1' zum gegenseitigen Ausrichten und Heften der Baugruppen, wes halb sie nachfolgend Heftstation genannt wird. In der je weils an zweiter Position angeordneten Arbeitsstation 2, 2' werden die bereits gehefteten Baugruppen fertig ausge schweißt, weshalb diese zweiten Arbeitsstationen nachfolgend Schweißstation genannt werden. Die Fördereinrichtung zum transportmäßigen verbinden der Arbeitsstationen 1, 2, 1', 2' ist als Brückenkrananlage mit angehoben angeordneter Krahn bahn 4 und darauf verfahrbahrem Laufkrahn 5 ausgebildet. Das am Lasthaken angebrachte Krangeschirr 6 besteht aus einer in Längsrichung 3 verlaufenden Traverse mit an beiden Enden an gebrachten Lastaufnahmeseilen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei jeweils aus
Heftstation 1 bzw. 1' und Schweißstation 2 bzw. 2' bestehen
de Stationenpaare 1, 2 und 1', 2' unmittelbar hintereinander
in der transportmäßig verketteten Fertigungslinie angeord
net. Dabei ist das erste Stationenpaar 1, 2 für das gegen
seitige Ausrichten und Heften der Baugruppen einschließlich
der rechten und linken, in der Karosserie 21 innenliegend
angeordneten Seitenwände und das zweite Stationenpaar 1', 2'
für das anschließende Ausrichten und Heften der beiden au
ßenliegenden Seitenwände ausgebildet.
Die Baugruppen der Karosserie bzw. die partiell fertig ge
stellte Karosserie ruht während des Transportes in die erste
Station 1 bzw. zwischen aufeinander folgenden Arbeitsstatio
nen auf einem rahmenartig aufgebauten Tragskid 23. Darauf
ist die entstehende Fahrzeugkarosserie 21 mit Vertikalspiel
aber horizontal verrutschungssicher aufgenommen und gehal
tert. Je zwei in Längsrichtung verlaufende Rahmenschenkel 26
des Tragskids 23 überragen die Fahrzeugkarosserie 21 vorne
und hinten in Längsrichtung und sind endseitig mit Ösen zum
Anhängen eines Krangeschirrs versehen.
Die vergrößert unausschnittsweise in Fig. 3 dargestellte
Heftstation 1, 1' weist unterseitig eine horizontale, ebene
Grundplatte 7 und rechts und links je eine vertikale, als
ein Balkenfachwerk ausgebildete Seitenwand 8 auf. Die Sei
tenwände sind auf horizontalen Führungsschienen 10 in Quer
richtung 24 beweglich und zwischen einer verriegelbaren Ar
beitsposition einerseits und einer abgerückten Bestückungs
position andererseits verfahrbar. Im zusammengefahrenen Zu
stand der Seitenwände 8 sind diese oberseitig durch lösbare
und fixierbare Verbindungsbalken 9 zu einem formstabilen Kä
fig verbindbar. Sowohl die Grundplatte 7 als auch die beiden
Seitenwände 8 sind mit einer Vielzahl von an den zu ferti
genden Fahrzeugtyp adaptierten Aufnahmeeinheiten 18 zum la
gedefinierten Aufnehmen und Festspannen der Baugruppen in
nerhalb der Heftstation 1, 1' versehen. Auf weitere Einzel
heiten der Heftstation soll erst weiter unten näher einge
gangen werden.
Die Schweißstation 2, 2' weist unterseitig ebenfalls eine
horizontale, ebene Aufbauplatte 30 auf, die gleichfalls mit
einer Vielzahl von an den zu fertigenden Fahrzeugtyp adap
tierten Aufnahmeeinheiten 18' versehen ist. Mittels dieser
Aufnahmeeinheiten läßt sich der aus den Baugruppen bereits
geheftete, sein Eigengewicht und die Bearbeitungskräfte ver
formungsfrei aufnehmende Karosseriekörper innerhalb der
Schweißstation 2, 2' lagedefiniert aufnehmen und festspan
nen. Die Aufnahmeeinheiten 18' der Schweißstation sind auf
die Unterseite des zu spannenden Karosseriekörpers 21 be
schränkt, so daß der in der Schweißstation 2, 2' aufgenomme
ne Karosseriekörper 21 von den Seiten, von vorne, von hinten
und von oben frei zugänglich ist.
Sowohl die Heftstation 1, 1' als auch die Schweißstation 2,
2' enthalten zum einen universell, d. h. typ-unabhängig ver
wendbare Anlagen-Komponenten und Vorrichtungsteile und zum
anderen typ-spezifisch, d. h. nur für einen bestimmten Fahr
zeugtyp verwendbare Anlagen-Komponenten und Vorrichtungstei
le.
Die nachfolgend genannten Anlagen-Komponenten bzw. Vorrich
tungsteile der Heftstation 1, 1' sind zwecks universeller
Verwendbarkeit dieser Komponenten bzw. Teile folgendermaßen
ausgebildet. Es handelt sich hierbei gewissermaßen um Teile
eines Baukastens, aus dessen unterschiedlichen standardi
sierten "Bausteinen" sich in rascher und flexibler Weise Ar
beitsstationen für unterschiedliche Karosserieformen zusam
menstelle lassen.
Die in Fig. 3 näher dargestellte Grundplatte 7 ist mit ei
ner Vielzahl von in einem regelmäßigen Raster angeordneten
Steckbuchsen 14, 17 und dazwischen angeordneten, entspre
chend dem gleichen Raster angeordneten Gewindebohrungen 15
versehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das
maßgebende Raster orthogonal ausgebildet und in horizontaler
Längs- (3) und Querrichtung 24 sowie auch in Vertikalrich
tung 28 - hierauf soll weiter unten noch einmal eingegangen
werden - gleich gerastert. Die Steckbuchsen sind sehr präzi
se gearbeitet und mit gleiche Präzision in die Grundplatte
eingelassen. Die eine Art von Steckbuchsen 14 (in Fig. 6a
vergrößert gezeigt) ist mit einer zylindrischen Stecköffnung
versehen; sie dient zum allseits spielfreien Fixieren der
Montageteile. Ein anderer Typ von Steckbuchsen 17 (Fig. 7)
weist eine ovale, d. h. eine als Langloch ausgebildete Steck
öffnung auf; diese Steckbuchse dient einem thermisch beding
ten Dehnungsausgleich. Die ovalen Steckbuchsen sind so in
die Aufbauplatte eingesetzt, daß die lange Achse des Ovals
sich parallel zur Querrichtung 24 erstreckt. Mittels der
Steckbuchsen 14, 17 und der in Fig. 8 beispielsweise ge
zeigter Steckzapfen 16, die paßgenau mit den Steckbuchsen
zusammenpassen, lassen sich die wesentlichen Komponenten der
Arbeitsstationen spielarm und sehr genau und rationell in
einer gewünschten Konfiguration zusammenstecken. Über vorbe
reitete Gewindebohrungen 15 bzw. entsprechende Durchgangslö
cher 22 in den Aufbauplatten 13 (z. B. Fig. 5 und 6) las
sen sich die gesteckten Teile auch fest miteinander zusam
menschrauben. Die Steckzapfen 16 (Fig. 8) sind in ihrem un
teren Teil zylindrisch ausgebildet und werden mit diesen
Teil in eine Steckbuchse der Montagebasis, d. h. der Aufbau
platte oder des Montagebaums eingesteckt. Der obere Teil des
Steckzapfens ist zwar ebenfalls rotationssymetrisch und im -
größten - Durchmesser exakt gleich zum zylindrischen Teil
ausgebildet, jedoch ist der obere Steckzapfenteil zur Er
leichterung des Aufsteckens eines schweren Bauteils im Prin
zip kugelförmig mit einem aufgesetzten Kegelstumpf, also
zwiebelartig ausgebildet.
Um die gewünschte Montageposition der zu montierenden Teile
leichter auffinden zu können, sind in die Grundplatte 7 bzw.
in die Aufbauplatte 30 der Heftstation 1, 1' und der
Schweißstation 2, 2' und in die Aufbauplatte 13 bzw. Adap
terplatte 33 beider Stationen 1, 1'; 2, 2' gerade, dem Ra
ster folgende Netzlinien 25 eingearbeitet. Bei den darge
stellten Ausführungsbeispielen verlaufen die eingearbeiteten
Netzlinien 25 mittig durch die Steckbuchsen 14, 17 und die
Gewindebohrungen 15 hindurch.
In den mittleren Teil der Oberfläche der Grundplatte 7 sind
mindestens drei gesonderte, ihrer Lage nach genau bekannte
Steckbuchsen eingelassen, die beispielsweise an den Eckpunk
ten eines gleichseitigen oder gleichschenkligen Dreiecks
liegen. Diese Steckbuchsen brauchen maßlich nicht mit den
bereits erwähnten Steckbuchsen 14 übereinzustimmen, weil sie
einem anderen Zweck dienen. Und zwar soll in diese besonde
ren Steckbuchsen ein Meßgerät zum räumlichen Vermessen der
Maßgebenden Punkte der Heftstation 1, 1' eingesteckt werden
können, so daß durch die besonderen Steckbuchsen eine Be
zugsbasis für einen solchen Vermessungsvorgang gegeben ist.
Es werden verschiedene rechteckige, unterschiedlich breite
und/oder lange, planparallel bearbeitete Aufbauplatten 13
bereitgehalten, von denen eines beispielsweise in den
Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Auch diese Aufbauplatten sind
mit rasterhaltig angeordneten Steckbuchsen 14, 17 und mit
Gewindedurchgangslöchern 22 versehen und sind somit unter
Verwendung von Steckzapfen 16 und Schrauben ohne weiteres in
unterschiedlicher Anordnung auf der Grundplatte 7 rasch und
lagegenau montierbar. Die Aufbauplatten sind zur Aufnahme
einer Gruppe von Aufnahmeeinheiten 18 bestimmt. Die horizon
talen Außenabmessungen der Aufbauplatten 13 sind in Längs-
(3) und Querrichtung 24 entsprechend dem erwähnten, für die
Lage der Steckbuchsen 14, 17 und Gewindebohrungen 15 maßge
bende Raster bemessen. Außerdem sind die Steckbuchsen 14, 17
und Gewindebohrungen 15 in den Aufbauplatten 13 um das halbe
Rastermaß exzentrisch zu der parallel zur Querrichtung 24
liegenden Begrenzungskante der Aufbauplatten 13 angeordnet.
Dadurch lassen sich die Aufbauplatten durch Wenden in eine
um das halbe Rastermaß gestaffelte Längs- oder Querposition
mittels der Steckbuchsen und Steckzapfen fixieren.
Beiderseits an den Längsseiten der Grundplatte 7 sind spie
gelsymmetrisch auf diese unterseitig eben gestaltete Füh
rungsschienen 10 montiert, die ebenfalls mit zum Raster der
Grundplatte 7 passenden Steckbuchsen 14, 17 und Schrauben
durchgangslöchern 22 versehen sind. Beim dargestellten Aus
führungsbeispiel sind es je Seite drei Führungsschienen. Die
beiderseits an den Längsseiten der Grundplatte 7 montierten
Führungsschienen 10 stehen seitlich über die Grundplatte 7
über und sind in dem überstehenden Teil durch gesonderte,
höhenjustierbare Stützen 20 am Hallenboden abgestützt. Der
Raum zwischen den überstehenden Führungsschienen ist durch
einen aufgeständerten Fußboden 29 (Fig. 4) behinderungsfrei
begehbar.
Auf jeder der Führungsschienen 10 ist je ein Schlitten 11
verfahrbar. Auf jedem Schlitten ist jeweils ein vertikal
aufragender, biegesteif abgestützter Montagebaum 12 angord
net, der seitlich eine der Grundplatte 7 zugekehrte, verti
kale Flachseite aufweist. In den Montagebaum sind wenigsten
zwei, dem genannten Raster in Vertikalrichtung 28 entspre
chende Steckbuchsen 14, 17 und Gewindebohrungen 15 zur Mon
tage der fachwerkartigen Seitenwände 8 angeordnet. Die in
Vertikalrichtung rasterhaltig am Montagebaum angebrachten
Steckbuchsen 14, 17 sind unter Berücksichtigung der gemein
samen Gesamthöhe der seitlich an den Längsseiten der Grund
platte 7 montierten Führungsschiene 10 und des auf ihr verfahrbaren
Schlittens 11 um ein ganzzahliges Vielfaches des
Rastermaßes oberhalb der Oberfläche der Grundplatte 7 als
Bezugsebene angeordnet. Dadurch wird auch eine exakte Höhen
positionierung der am Montagebaum zu montierenden, fachwer
kartigen Seitenwänden 8 erleichtert.
Die Arbeitsposition der auf der Führungsschiene 10 und dem
Schlitten 11 verfahrbaren, fachwerkartigen Seitenwand 8 ist
Maßbestimmend für die Fügegenauigkeit der Baugruppen der
entstehenden Karosserie und deshalb durch auf der Grundplat
te 7 montierte Anschläge 27 gesichert. Außerdem wird die so
vorgegebene Arbeitsposition durch einen Spanner gesichert.
Das entgegengesetzte Ende des horizontalen Verfahrwegs, die
Bestückungsposition, braucht nicht präzise vorbestimmt und
gesichert zu werden; es muß lediglich dafür gesorgt werden,
daß der Schlitten 11 nicht aus der Führungsschiene endseitig
herausfährt.
Die Führung zwischen Schlitten und Führungsschiene ist als
präzise und leichtgängige Wälzlagerführung ausgebildet. Prä
zise muß sie sein, weil sie die Höhenposition der Seitenwän
de und somit die Fügegenauigkeit für die Baugruppen be
stimmt. Leichtgängig muß sie sein, damit die tonnenschweren
Teile ohne großen Kraftaufwand manuell vom Werker verschoben
werden können. Der Verfahrweg der von den Führungsschienen
10 und den Schlitten 11 getragenen fachwerkartigen Seiten
wänden 8 zwischen der Arbeitsposition und der abgerückten
Bestückungsposition beträgt mindestens etwa 60 cm, vorzugs
weise aber etwa 1 m oder mehr. Durch die Möglichkeit des Ab
rückens der Seitenwände 8 von der Karosserie wird ein bequem
vom Werker begehbarer Raum zwischen der die entstehende Ka
rosserie tragenden Aufbauplatten und den von ihnen jeweils
aufragenden Aufnahmeeinheiten einerseits und den Seitenwän
den 8 andererseits geschaffen, was ein ergonomisch günstiges
und rasches Arbeiten ermöglicht.
Über die genannten, standardisierten Baukastenteile hinaus,
die identisch für die eine oder für eine andere Fertigungsanlage
verbaubar sind, sind für die Heftstation 1, 1' ferner
weitere Anlagen-Komponenten und Vorrichtungsteilen erforder
lich, die jedoch nur typ-spezifisch verwendbar sind, die al
so in maßlich identischer Form - von Ausnahmen abgesehen -
nicht für den Aufbau einer anderen Fertigungsanlage verwend
bar sind. Zwar sind diese Teile in der Regel prinzipiell
ähnlich ausgebildet, unterscheiden sich aber bezüglich ihrer
Abmessungen oder exakten Form.
In diesem Zusammenhang sind zunächst die rechte und linke,
fachwerkartige Seitenwand 8 zu erwähnen, die jeweils als
zwei zueinander spiegelbildliche, verwindungssteife Balken
fachwerke ausgebildet sind. Die Montagebalken dies Balken
fachwerks sparen offene, zum Durchtritt von Schweißwerkzeu
gen geeignete Fächer aus. Außerdem ist der Balkenverlauf je
weils grob an den Verlauf der seitlichen Umrißlinien und die
Lage der A-, B- und/oder C-Säulen des zu fertigenden Fahr
zeugtyps angepaßt. Die beiden gegenüberliegenden, vertikalen
Flachseiten der Balkenfachwerke sind jeweils planparallel
bearbeitet. Um die fachwerkartigen Seitenwände rasterhaltig
an die standardisierten Montagebäume 12 der quer verfahrba
ren Schlitten 11 montieren zu können, weisen auch die Sei
tenwände auf der den Montagebäumen 12 zugekehrten Flachseite
rasterhaltig angeordneten Steckbuchsen 14, 17 und Gewinde
bohrungen 15 auf. An ihrer Oberseite sind die Seitenwände in
einer horizontalen Ebene plan bearbeitet und dort an einer
der Anzahl und der erforderlichen Montageposition der Ver
bindungsbalken 9 entsprechenden Stellen mit einer Steckbuch
se oder Steckzapfen und mit einem Verbindungselement verse
hen.
Auch die in ihrer Länge dem gegenseitigen Abstand der in der
Arbeitsposition verriegelten Seitenwände 8 entsprechenden
Verbindungsbalken 9 sind nur typabhängig verwendbare Teile.
Sie sind an ihren Enden unterseitig eben bearbeitet und dort
mit einem Steckzapfen oder Steckbuchse und mit einem Verbin
dungselement zur oberseitigen Verbindung mit den Seitenwän
den 8 versehen. Die Verbindungselemente zwischen dem Verbindungsbalken
9 und den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden
8 sind jeweils als Schnellverschlüsse ausgebildet. Die Ver
bindungsbalken 9 müssen bei jedem Wechsel einer fertig ge
hefteten Karosserie gelöst und nach dem einbringen der Bau
gruppen für eine Neue Karosserie in die Heftstation 1, 1'
wieder montiert werden.
Selbstverständlich sind auch die vielen, an den zu fertigen
den Fahrzeugtyp angepaßte Aufnahmeeinheiten 18 (Fig. 9) als
typabhängige Sonderteile ausgebildet. Die Aufnahmeeinheiten
werden unmittelbar an den Seitenwänden 8 oder mittelbar un
ter Zwischenfügung von bodenseitigen Aufbauplatten 13 bzw.
einer Adapterplatte 33 auf der Grundplatte 7 bzw. Aufbau
platte 30 montiert und ragen rechtwinklig von ihnen ab. Die
Aufnahmeeinheiten sind jeweils mit mehreren adaptierten Auf
nahmestellen 37 und einem beweglichen Spannarm 38 versehen.
Bei den bodenseitig montierten Aufnahmeeinheiten ist zu be
rücksichtigen, daß zwischen ihnen Zwischenräume derart ver
bleiben, daß die Rahmenschenkel 26 des Tragskids 23 zur Auf
nahme der entstehenden Fahrzeugkarosserie 21 behinderungs
frei in die Zwischenräume in Vertikalrichtung 28 einsenkbar
und aus ihnen heraushebbar sind.
Die an den zu fertigenden Fahrzeugtyp adaptierten Aufnahme
einheiten 18, 18' - ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 9
dargestellt - zum lagedefinierten Aufnehmen und Festspannen
der Baugruppen innerhalb der einzelnen Arbeitssstationen 1,
2; 1', 2' sind untereinander prinzipiell gleichartig aufge
baut und bestehen jeweils aus folgenden Komponenten.
Als Fuß ist ein auf der tragenden Unterlage anschraubbarer,
für alle Aufnahmeeinheiten 18, 18' gleich ausgebildeter Be
festigungswinkel 35 vorgesehen. An diesen Befestigungswinkel
35 ist eine Stützplatine 36 angeschraubt, welche von der
tragenden Unterlage abragt und mit ihrer der Fahrzeugkaros
serie 21 zugekehrten Kontur individuell entsprechend der je
weiligen lokalen Umrißkontur des Karosserieteils auf deren
Außenseite geformt ist und diese an wenigstens zwei Aufnahmestellen
37 an einer u. U. räumschräg angeordneten, kleinen
Fläche "punktuell" berührt. Die Länge der Stützplatine 36
vom Befestigungswinkel 35 bis zu den punktuellen Aufnahme
stellen 37 entspricht dem individuell erforderlichen Abstand
des Karosserieteils von der tragenden Unterlage. Diese
Stützplatine kann unter Verwendung von heute in der Regel
als Datensatz vorhandener Formdaten der Karosserie mittels
einer datensteuerbaren Laserschneidanlage rationell und kon
turgenau aus einer Blechtafel ausgeschnitten werden, wobei
selbst eine raumschräge Ausbildung der Anlagefläche der Auf
nahmestellen 37 mit erzeugt werden kann. An den Aufnahme
stellen wird ein kleines Bearbeitungsaufmaß für eine Nachbe
arbeitung vorgehalten. Lediglich die endgültige Feinbearbei
tung der Aufnahmestellen auf das tatsächliche Endmaß und die
endgültige Form derselben wird gesondert vorgenommen.
Am karosserieseitigen Ende der Stützplatine 36 ist ein Span
narm 38 schwenkbar befestigt, der durch einen mit einem
Handhebel 42 versehenen Spanner 40 verschlossen bzw. geöff
net werden kann. In dem in Fig. 9 gezeigten geschlossenen
Zustand übergreift der Spannarm das festzuspannende Karosse
rieteil maulartig. Er ist an seiner Innenseite individuell
entsprechend der jeweiligen lokalen Umrißkontur des Karosse
rieteils geformt. An den Stellen des Spannarms, die im ge
schlossenen Zustand einer Aufnahmestelle 37 der Stützplatine
36 entsprechen, ist der Spannarm jeweils mit einem formange
paßten Spanndaumen 39 versehen.
In die fachwerkartigen Seitenwände oder an die bodenseitigen
Aufbauplatten 13 werden vor deren Montage individuell ent
sprechend der gewünschten Lage jeweils einer zu montierenden
Aufnahmeeinheit Paßbohrungen mit axial anschließendem Mut
tergewinde mit hoher Lagegenauigkeit eingearbeitet. Zum Mon
tieren der Aufnahmeeinheiten brauchen diese dann lediglich
noch mittels Fixierschraube an die fachwerkartigen Seiten
wände oder an die bodenseitig bereits montierten Aufbauplat
ten 13 bzw. Adapterplatte 33 fixiert zu werden. Dadurch ent
fällt ein Ausrichten bzw. Einmessen der Aufnahmeeinheit. Es
ist lediglich eine Endvermessung mit Meßprotokoll notwendig.
Liegt eine Aufnahmeeinheit nicht in dem vorgesehenen Tole
ranzfeld, was bei der geschilderten Vorgehensweise relativ
selten vorkommt, so wird diese nach dem Lösen herkömmlich
eingemessen und mittels einer Paßbuchse auf dem Befesti
gungswinkel 35 und einer anderen Paßschraube in der Sollpo
sition verschraubt; anschließend wird die Paßbuchse mit
Heftpunkten auf dem Befestigungswinkel fixiert.
Auch die Schweißstation 2, 2' enthält ein universell ver
wendbares Teil, nämlich eine frei zugängliche Aufbauplatte
30, die ebenfalls mit rasterkonform angeordneten Steckbuch
sen 14, 17 und Gewindebohrungen 15 versehen ist. Damit die
hubbewegliche Aufbauplatte 30 der Schweißstation 2, 2' - zu
sammen mit einer nur typspezifisch einsetzbaren, einheitli
chen Adapterplatte 33 - universell verwendbar ist, ist sie
in Querrichtung 24 schmaler als die schmalste Fahrzeugkaros
serie 21 und in Längsrichtung 3 kürzer als die kürzeste
Fahrzeugkarosserie ausgebildet. Auf diese Aufbauplatte 30
ist die größere Adapterplatte 33 befestigt, die ebenfalls
mit rasterkonform angeordneten Steckbuchsen 14, 17 und Ge
windebohrungen 15 versehen ist. Mit Hilfe der beschriebenen
Stecktechnik ist die Adapterplatte 33 auf der Aufbauplatte
30 lagegenau fixiert. Die einheitliche Adapterplatte 33 der
Schweißstation ist - wie gesagt - nur typ-spezifisch ver
wendbar. Sie dient nach dem Vorbild der bodenseitigen Auf
bauplatten 13 der Heftstation 1 dazu, alle Aufnahmeeinheiten
18' der Schweißstation gesamtheitlich aufzunehmen. Die Adap
terplatte 33 ist deshalb individuell nach Form und Größe dem
Flächenbedarf für die Anordnung sämtlicher bodenseitig er
forderlichen Aufnahmeeinheiten 18' für den zu fertigenden
Fahrzeugtyp ausgebildet und entspricht angenähert der Grund
rißkontur des zu fertigenden Fahrzeugtyps. Bei der Montage
der Aufnahmeeinheiten in der Schweißstation 2, 2' ist eben
falls zu berücksichtigen, daß Zwischenräume für die Rahmen
schenkel 26 des erwähnten Tragskids 23 freigelassen werden
müssen.
Die in der Schweißstation 2, 2' aufgenommene Karosserie 21
ist lediglich unterseitig gehaltert und im übrigen allseits
frei zugänglich, was nicht nur das Arbeiten beim Ausschwei
zen der gefteten Baugruppen erleichter, sondern auch noch
die Möglichkeit bietet, die Höhenlage der Karosserie während
des Ausschweißens zu verändern und sie in eine jeweils ergo
nomisch optimale Lage zu bringen. Zu diesem Zweck ist die
Aufbauplatte 30 der Schweißstation 2, 2' auf der Oberseite
einer Hubvorrichtung 31 angeordnet, die als Scherenhubtisch
ausgebildet und zum Schutz der Werker mit einem Faltenbalg
umgeben ist.
Zum weiteren Schutz der Werker sind im begehbaren Bereich
der Schweißstation 2, 2' - diametral gegenüberliegend - zwei
Laserscanner 32 angeordnet, die mit ihrem Taststrahl auf die
Hubvorrichtung 31 ausgerichtet sind und alle Gegenstände im
Erfassungsbereich des Taststrahles detektieren. Die horizon
tal angeordnete Scanning-Ebene 34 befindet sich etwa in Wa
denhöhe. Der Taststrahl erfaßt einen Winkelraum von wenig
stens etwa 90°. Der Laserscanner ist mit der Steuerung der
Hubvorrichtung derart gekoppelt, daß sich letzter nur dann
betätigen läßt, wenn der Laserscanner außer der fest instal
lierten Hubvorrichtung keine sonstigen Gegenstände, insbe
sondere kein Beine eines Werkers detektiert. Die Hubvorrich
tung ist somit nur betätigbar, wenn alle Werker aus dem Er
fassungsbereich des Laserscanners herausgetreten sind.
Claims (21)
1. Anlage zum genauen gegenseitigen Ausrichten und Zusammen
schweißen aller wesentlichen, gesondert vorgefertigten Bau
gruppen oder Großteile einer Fahrzeugkarosserie (21) - im
folgenden kurz "Baugruppen" genannt - zu einem vollständigen
Karosseriekörper bei deren Prototypfertigung, mit folgenden
Gestaltungsmerkmalen der Anlage:
es ist wenigstens ein Stationenpaar (1, 1'; 2, 2') mit zwei in Längsrichtung hintereinander angeordneten, durch eine Fördereinrichtung (4, 5) transportmäßig miteinander verbundene Arbeitsstationen (1, 2; 1', 2') vorgesehen, de ren in Durchlaufrichtung (3) erste, nachfolgend Heftstati on (1, 1') genannte Arbeitsstation zum gegenseitigen Aus richten und Heften der Baugruppen und deren zweite, nach folgend Schweißstation (2, 2') genannte Arbeitsstation zum Ausschweißen der gehefteten Baugruppen vorgesehen und aus gebildet ist,
die Heftstation (1, 1') weist unterseitig eine horizonta le, ebene Grundplatte (7) und rechts und links je eine auf horizontalen Führungsschienen (10) quer zur Längsrichtung (3) bewegliche, zwischen einer verriegelbaren Arbeits position einerseits und einer abgerückten Bestückungs position andererseits verfahrbare, als ein Balkenfachwerk ausgebildete, vertikale Seitenwand (8) auf, welche Seiten wände (8) im zusammengefahrenen Zustand oberseitig durch lösbare und fixierbare Verbindungsbalken (9) zu einem formstabilen Käfig verbindbar sind, wobei sowohl die Grundplatte (7) als auch die beiden Seitenwände (8) mit einer Vielzahl von an den zu fertigenden Fahrzeugtyp adap tierten Aufnahmeeinheiten (18) zum lagedefinierten Aufnehmen und Festspannen der Baugruppen innerhalb der Heftsta tion (1, 1') versehen sind,
die Schweißstation (2, 2') weist unterseitig ebenfalls ei ne horizontale, ebene Aufbauplatte (30) auf, die ebenfalls mit einer Vielzahl von an den zu fertigenden Fahrzeugtyp adaptierten Aufnahmeeinheiten (18') zum lagedefinierten Aufnehmen und Festspannen des aus den Baugruppen bereits gehefteten, sein Eigengewicht und die Bearbeitungskräfte verformungsfrei aufnehmenden Karosseriekörpers (21) inner halb der Schweißstation (2, 2') versehen ist, wobei die Aufnahmeeinheiten (18') auf die Unterseite des zu spannen den Karosseriekörpers (21) beschränkt sind, derart, daß der in der Schweißstation (2, 2') aufgenommene Karosserie körper (21) von den Seiten, von vorne, von hinten und von oben frei zugänglich ist,
sowohl die Heftstation (1, 1') als auch die Schweißstation (2, 2') enthalten zum einen universell, d. h. typ-unabhän gig verwendbare Anlagen-Komponenten und Vorrichtungsteile und zum anderen typ-spezifisch, d. h. nur für einen be stimmten Fahrzeugtyp verwendbare Anlagen-Komponenten und Vorrichtungsteile,
und zwar sind die nachfolgend genannten Anlagen-Komponen ten bzw. Vorrichtungsteile der Heftstation (1, 1') zwecks universeller Verwendbarkeit dieser Komponenten bzw. Teile folgendermaßen ausgebildet:
die Grundplatte (7) ist mit einer Vielzahl von in einem regelmäßigen Raster angeordneten Steckbuchsen (14, 17) und dazwischen angeordneten, entsprechend dem gleichen Raster angeordneten Gewindebohrungen (15) versehen,
verschiedene rechteckige, unterschiedlich breite und/ oder lange, planparallel bearbeitete Aufbauplatten (13), die auf die Grundplatte (7) montierbar und zur Aufnahme einer Gruppe von Aufnahmeeinheiten (18) bestimmt sind, welche ebenfalls mit zum Raster der Grundplatte (7) pas senden Steckbuchsen (14, 17) und Schraubendurchgangslö chern (22) versehen sind,
beiderseits an den Längsseiten der Grundplatte (7) spie gelsymmetrisch auf diese montierbare, unterseitig eben gestaltete Führungsschienen (10), die ebenfalls mit zum Raster der Grundplatte (7) passenden Steckbuchsen (14, 17) und Schraubendurchgangslöchern (22) versehen sind,
mehrere, auf je einer Führungsschiene (10) verfahrbare Schlitten (11) mit jeweils einem vertikal aufragenden, biegesteif abgestützten Montagebaum (12), der seitlich eine der Grundplatte (7) zugekehrte, vertikale Flachsei te aufweist, in der ebenfalls wenigsten zwei, dem ge nannten Raster entsprechende Steckbuchsen (14, 17) und Gewindebohrungen (15) zur Montage der fachwerkartigen Seitenwände (8) angeordnet sind,
mit den genannten Steckbuchsen (14, 17) paßgenau zusam menpassende Steckzapfen (16) zum gegenseitig lagegenauen Abstecken der zu montierenden Teile,
ferner sind von den Anlagen-Komponenten und Vorrichtungs teilen der Heftstation (1, 1') folgende Komponenten bzw. Teile nur typ-spezifisch verwendbar:
die beiden bereits erwähnten, als zwei zueinander spie gelbildliche Balkenfachwerke ausgebildeten, an den ge genüberliegenden, vertikalen Flachseiten jeweils plan parallel bearbeiteten, verwindungssteifen Seitenwände (8) sind bezüglich des Balkenverlaufes jeweils an den Verlauf der seitlichen Umrißlinien und die Lage der A-, B- und/oder C-Säulen des zu fertigenden Fahrzeugtyps grob angepaßt, wobei die Montagebalken offene, zum Durchtritt von Schweißwerkzeugen geeignete Fächer aus sparen, welche Seitenwände (8) an den Montagebäumen (12) der quer (24) verfahrbaren Schlitten (11) montiert sind und zu diesem Zweck auf der den Montagebäumen (12) zuge kehrten Flachseite mit rasterhaltig angeordneten Steck buchsen (14, 17) und Schraubendurchgangslöcher (22) ver sehen sind, und welche Seitenwände (8) ferner an der Oberseite an wenigstens zwei Stellen in einer horizonta len Ebene plan bearbeitet und dort mit einer Steckbuchse oder Steckzapfen und mit einem Verbindungselement verse hen sind,
in ihrer Länge dem gegenseitigen Abstand der in der Ar beitsposition verriegelten Seitenwände (8) entsprechende Verbindungsbalken (9), die an ihren Enden unterseitig eben bearbeitet und dort mit einem Steckzapfen oder Steckbuchse und mit einem Verbindungselement zur ober seitigen Verbindung mit den Seitenwänden (8) versehen sind,
mehrere, an den zu fertigenden Fahrzeugtyp angepaßte, an den Seitenwänden (8) montierte und rechtwinklig von ih nen abragende Aufnahmeeinheiten (18), die jeweils mit mehreren adaptierten Aufnahmestellen (37) und einem be weglichen Spannarm (38) versehen sind,
ferner mehrere nach dem Vorbild der Aufnahmeeinheiten (18) der Seitenwände (8) ausgebildete, auf den bodensei tigen Aufbauplatten (13) montierte Aufnahmeeinheiten (18), wobei die zwischen den montierten Aufnahmeeinhei ten (18) verbleibenden Zwischenräume derart angeordnet sind, daß die Rahmenschenkel (26) eines Tragskids (23) zur Aufnahme der entstehenden Fahrzeugkarosserie (21) behinderungsfrei in die Zwischenräume in Vertikalrich tung (28) einsenkbar und aus ihnen heraushebbar sind,
die Schweißstation (2, 2') enthält als universell verwend bare Komponente eine frei zugängliche Aufbauplatte (30) mit rasterkonform angeordneten Steckbuchsen (14, 17) und Gewindebohrungen (15), und als nur typ-spezifisch verwend bare Komponenten mehrere, unter Zwischenfügung einer Adap terplatte (33) nach dem Vorbild der Aufnahmeeinheiten (18) der bodenseitigen Aufbauplatten (13) der Heftstation (1, 1') ausgebildete und angeordnete Aufnahmeeinheiten (18'), die ebenfalls Zwischenräume für die Rahmenschenkel (26) des erwähnten Tragskids (23) freilassen.
es ist wenigstens ein Stationenpaar (1, 1'; 2, 2') mit zwei in Längsrichtung hintereinander angeordneten, durch eine Fördereinrichtung (4, 5) transportmäßig miteinander verbundene Arbeitsstationen (1, 2; 1', 2') vorgesehen, de ren in Durchlaufrichtung (3) erste, nachfolgend Heftstati on (1, 1') genannte Arbeitsstation zum gegenseitigen Aus richten und Heften der Baugruppen und deren zweite, nach folgend Schweißstation (2, 2') genannte Arbeitsstation zum Ausschweißen der gehefteten Baugruppen vorgesehen und aus gebildet ist,
die Heftstation (1, 1') weist unterseitig eine horizonta le, ebene Grundplatte (7) und rechts und links je eine auf horizontalen Führungsschienen (10) quer zur Längsrichtung (3) bewegliche, zwischen einer verriegelbaren Arbeits position einerseits und einer abgerückten Bestückungs position andererseits verfahrbare, als ein Balkenfachwerk ausgebildete, vertikale Seitenwand (8) auf, welche Seiten wände (8) im zusammengefahrenen Zustand oberseitig durch lösbare und fixierbare Verbindungsbalken (9) zu einem formstabilen Käfig verbindbar sind, wobei sowohl die Grundplatte (7) als auch die beiden Seitenwände (8) mit einer Vielzahl von an den zu fertigenden Fahrzeugtyp adap tierten Aufnahmeeinheiten (18) zum lagedefinierten Aufnehmen und Festspannen der Baugruppen innerhalb der Heftsta tion (1, 1') versehen sind,
die Schweißstation (2, 2') weist unterseitig ebenfalls ei ne horizontale, ebene Aufbauplatte (30) auf, die ebenfalls mit einer Vielzahl von an den zu fertigenden Fahrzeugtyp adaptierten Aufnahmeeinheiten (18') zum lagedefinierten Aufnehmen und Festspannen des aus den Baugruppen bereits gehefteten, sein Eigengewicht und die Bearbeitungskräfte verformungsfrei aufnehmenden Karosseriekörpers (21) inner halb der Schweißstation (2, 2') versehen ist, wobei die Aufnahmeeinheiten (18') auf die Unterseite des zu spannen den Karosseriekörpers (21) beschränkt sind, derart, daß der in der Schweißstation (2, 2') aufgenommene Karosserie körper (21) von den Seiten, von vorne, von hinten und von oben frei zugänglich ist,
sowohl die Heftstation (1, 1') als auch die Schweißstation (2, 2') enthalten zum einen universell, d. h. typ-unabhän gig verwendbare Anlagen-Komponenten und Vorrichtungsteile und zum anderen typ-spezifisch, d. h. nur für einen be stimmten Fahrzeugtyp verwendbare Anlagen-Komponenten und Vorrichtungsteile,
und zwar sind die nachfolgend genannten Anlagen-Komponen ten bzw. Vorrichtungsteile der Heftstation (1, 1') zwecks universeller Verwendbarkeit dieser Komponenten bzw. Teile folgendermaßen ausgebildet:
die Grundplatte (7) ist mit einer Vielzahl von in einem regelmäßigen Raster angeordneten Steckbuchsen (14, 17) und dazwischen angeordneten, entsprechend dem gleichen Raster angeordneten Gewindebohrungen (15) versehen,
verschiedene rechteckige, unterschiedlich breite und/ oder lange, planparallel bearbeitete Aufbauplatten (13), die auf die Grundplatte (7) montierbar und zur Aufnahme einer Gruppe von Aufnahmeeinheiten (18) bestimmt sind, welche ebenfalls mit zum Raster der Grundplatte (7) pas senden Steckbuchsen (14, 17) und Schraubendurchgangslö chern (22) versehen sind,
beiderseits an den Längsseiten der Grundplatte (7) spie gelsymmetrisch auf diese montierbare, unterseitig eben gestaltete Führungsschienen (10), die ebenfalls mit zum Raster der Grundplatte (7) passenden Steckbuchsen (14, 17) und Schraubendurchgangslöchern (22) versehen sind,
mehrere, auf je einer Führungsschiene (10) verfahrbare Schlitten (11) mit jeweils einem vertikal aufragenden, biegesteif abgestützten Montagebaum (12), der seitlich eine der Grundplatte (7) zugekehrte, vertikale Flachsei te aufweist, in der ebenfalls wenigsten zwei, dem ge nannten Raster entsprechende Steckbuchsen (14, 17) und Gewindebohrungen (15) zur Montage der fachwerkartigen Seitenwände (8) angeordnet sind,
mit den genannten Steckbuchsen (14, 17) paßgenau zusam menpassende Steckzapfen (16) zum gegenseitig lagegenauen Abstecken der zu montierenden Teile,
ferner sind von den Anlagen-Komponenten und Vorrichtungs teilen der Heftstation (1, 1') folgende Komponenten bzw. Teile nur typ-spezifisch verwendbar:
die beiden bereits erwähnten, als zwei zueinander spie gelbildliche Balkenfachwerke ausgebildeten, an den ge genüberliegenden, vertikalen Flachseiten jeweils plan parallel bearbeiteten, verwindungssteifen Seitenwände (8) sind bezüglich des Balkenverlaufes jeweils an den Verlauf der seitlichen Umrißlinien und die Lage der A-, B- und/oder C-Säulen des zu fertigenden Fahrzeugtyps grob angepaßt, wobei die Montagebalken offene, zum Durchtritt von Schweißwerkzeugen geeignete Fächer aus sparen, welche Seitenwände (8) an den Montagebäumen (12) der quer (24) verfahrbaren Schlitten (11) montiert sind und zu diesem Zweck auf der den Montagebäumen (12) zuge kehrten Flachseite mit rasterhaltig angeordneten Steck buchsen (14, 17) und Schraubendurchgangslöcher (22) ver sehen sind, und welche Seitenwände (8) ferner an der Oberseite an wenigstens zwei Stellen in einer horizonta len Ebene plan bearbeitet und dort mit einer Steckbuchse oder Steckzapfen und mit einem Verbindungselement verse hen sind,
in ihrer Länge dem gegenseitigen Abstand der in der Ar beitsposition verriegelten Seitenwände (8) entsprechende Verbindungsbalken (9), die an ihren Enden unterseitig eben bearbeitet und dort mit einem Steckzapfen oder Steckbuchse und mit einem Verbindungselement zur ober seitigen Verbindung mit den Seitenwänden (8) versehen sind,
mehrere, an den zu fertigenden Fahrzeugtyp angepaßte, an den Seitenwänden (8) montierte und rechtwinklig von ih nen abragende Aufnahmeeinheiten (18), die jeweils mit mehreren adaptierten Aufnahmestellen (37) und einem be weglichen Spannarm (38) versehen sind,
ferner mehrere nach dem Vorbild der Aufnahmeeinheiten (18) der Seitenwände (8) ausgebildete, auf den bodensei tigen Aufbauplatten (13) montierte Aufnahmeeinheiten (18), wobei die zwischen den montierten Aufnahmeeinhei ten (18) verbleibenden Zwischenräume derart angeordnet sind, daß die Rahmenschenkel (26) eines Tragskids (23) zur Aufnahme der entstehenden Fahrzeugkarosserie (21) behinderungsfrei in die Zwischenräume in Vertikalrich tung (28) einsenkbar und aus ihnen heraushebbar sind,
die Schweißstation (2, 2') enthält als universell verwend bare Komponente eine frei zugängliche Aufbauplatte (30) mit rasterkonform angeordneten Steckbuchsen (14, 17) und Gewindebohrungen (15), und als nur typ-spezifisch verwend bare Komponenten mehrere, unter Zwischenfügung einer Adap terplatte (33) nach dem Vorbild der Aufnahmeeinheiten (18) der bodenseitigen Aufbauplatten (13) der Heftstation (1, 1') ausgebildete und angeordnete Aufnahmeeinheiten (18'), die ebenfalls Zwischenräume für die Rahmenschenkel (26) des erwähnten Tragskids (23) freilassen.
2. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das erwähnte, für die Lage der Steckbuchsen (14, 17) und Ge
windebohrungen (15) maßgebende Raster orthogonal ausgebildet
und in horizontaler Längs- (3) und Querrichtung (24) sowie
in Vertikalrichtung (28) gleich gerastert ist.
3. Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die horizontalen Außenabmessungen der Aufbauplatten (13) in
Längs- (3) und Querrichtung (24) entsprechend dem erwähnten,
für die Lage der Steckbuchsen (14, 17) und Gewindebohrungen
(15) maßgebende Raster bemessen sind und daß die Steckbuch
sen (14, 17) und Gewindebohrungen (15) in den Aufbauplatten
(13) um das halbe Rastermaß exzentrisch zu der parallel zur
Querrichtung (24) liegenden Begrenzungskante der Aufbauplat
ten (13) angeordnet sind.
4. Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
in die Grundplatte (7) bzw. in die Aufbauplatte (30) der
Heft- (1, 1') und der Schweißstation (2, 2') und in die Auf
bauplatte (13) bzw. Adapterplatte (33) beider Stationen (1,
1'; 2, 2') gerade, dem Raster folgende Netzlinien (25) ein
gearbeitet sind.
5. Anlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in die Grundplatte (7) bzw. Aufbauplatte (30) und in die
Aufbauplatten (13) bzw. Adapterplatte (33) eingearbeiteten
gerade Netzlinien (25) mittig durch die Steckbuchsen (14,
17) und die Gewindebohrungen (15) hindurch verlaufen.
6. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwei jeweils aus Heftstation (1, 1') und Schweißstation (2,
2') bestehende Stationenpaare (1, 2; 1', 2') unmittelbar
hintereinander in einer einheitlichen Fertigungslinie ange
ordnet und transportmäßig verkettet sind, wobei das erste
Stationenpaar (1, 2) für das gegenseitige Ausrichten und
Heften der Baugruppen einschließlich der rechten und linken,
in der Karosserie (21) innenliegend angeordneten Seitenwände
und das zweite Stationenpaar (1', 2') für das anschließende
Ausrichten und Heften der beiden außenliegenden Seitenwände
ausgebildet ist.
7. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der rahmenartig aufgebaute Tragskid (23) zur Aufnahme der
entstehenden Fahrzeugkarosserie (21) diese mit Vertikalspiel
aber gegen horizontale Verrutschungen gesichert haltert, wo
bei je zwei in Längsrichtung verlaufende Rahmenschenkel (26)
des Tragskids (23) die Fahrzeugkarosserie (21) vorne und
hinten in Längsrichtung überragen und endseitig mit Ösen zum
Anhängen eines Krangeschirrs versehen sind.
8. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Fördereinrichtung (4, 5) zum transportmäßigen verbinden
der Arbeitsstationen (1, 2, 1', 2') als Brückenkrananlage
ausgebildet ist, wobei das an dessen Lasthaken angebrachte
Krangeschirr (6) aus einer in Längsrichung (3) verlaufenden
Traverse mit an beiden Enden angebrachten Lastaufnahmeseilen
besteht.
9. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die an den zu fertigenden Fahrzeugtyp adaptierten Aufnahme
einheiten (18, 18') zum lagedefinierten Aufnehmen und Fest
spannen der Baugruppen innerhalb der einzelnen Arbeitsssta
tionen (1, 2; 1', 2') untereinander prinzipiell gleichartig
aufgebaut sind und jeweils aus folgenden Komponenten beste
hen:
aus einem auf der tragenden Unterlage anschraubbaren, für alle Aufnahmeeinheiten (18, 18') gleich ausgebildeten Befe stigungswinkel (35),
aus einer an den Befestigungswinkel (35) anschraubbaren, von der tragenden Unterlage abragenden Stützplatine (36), welche mit ihrer der Fahrzeugkarosserie (21) zugekehrten Kontur individuell entsprechend der jeweiligen lokalen Um rißkontur des Karosserieteils auf dessen Außenseite geformt ist und diese an wenigstens zwei Aufnahmestellen (37) punk tuell berührt, wobei die Länge der Stützplatine (36) vom Be festigungswinkel (35) bis zu den punktuellen Aufnahmestellen (37) dem individuell erforderlichen Abstand des Karosserie teils von der tragenden Unterlage entspricht,
aus einem am karosserieseitigen Ende der Stützplatine (36) schwenkbar befestigten, in der Ebene der Stützplatine (36) liegenden, das festzuspannende Karosserieteil maulartig übergreifenden und an seiner Innenseite entsprechend der je weiligen lokalen Umrißkontur des Karosserieteils individuell geformten Spannarm (38), der an den im geschlossenen Zustand einer Aufnahmestelle (37) des Stützbleches (36) entsprechen den Stelle jeweils mit einem formangepaßten Spanndaumen (39) versehen ist,
ferner aus einem Spanner (40) zum raschen Zuschwenken und Verriegeln des Spannarms (38) im geschlossenen Zustand.
aus einem auf der tragenden Unterlage anschraubbaren, für alle Aufnahmeeinheiten (18, 18') gleich ausgebildeten Befe stigungswinkel (35),
aus einer an den Befestigungswinkel (35) anschraubbaren, von der tragenden Unterlage abragenden Stützplatine (36), welche mit ihrer der Fahrzeugkarosserie (21) zugekehrten Kontur individuell entsprechend der jeweiligen lokalen Um rißkontur des Karosserieteils auf dessen Außenseite geformt ist und diese an wenigstens zwei Aufnahmestellen (37) punk tuell berührt, wobei die Länge der Stützplatine (36) vom Be festigungswinkel (35) bis zu den punktuellen Aufnahmestellen (37) dem individuell erforderlichen Abstand des Karosserie teils von der tragenden Unterlage entspricht,
aus einem am karosserieseitigen Ende der Stützplatine (36) schwenkbar befestigten, in der Ebene der Stützplatine (36) liegenden, das festzuspannende Karosserieteil maulartig übergreifenden und an seiner Innenseite entsprechend der je weiligen lokalen Umrißkontur des Karosserieteils individuell geformten Spannarm (38), der an den im geschlossenen Zustand einer Aufnahmestelle (37) des Stützbleches (36) entsprechen den Stelle jeweils mit einem formangepaßten Spanndaumen (39) versehen ist,
ferner aus einem Spanner (40) zum raschen Zuschwenken und Verriegeln des Spannarms (38) im geschlossenen Zustand.
10. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verfahrweg der von den Führungsschienen (10) und den
Schlitten (11) getragenen fachwerkartigen Seitenwänden (8)
zwischen der Arbeitsposition und der abgerückten Bestüc
kungsposition mindestens etwa 60 cm, vorzugsweise mindestens
etwa 100 cm beträgt.
11. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiderseits an den Längsseiten der Grundplatte (7) mon
tierten Führungsschienen (10) seitlich über die Grundplatte
(7) überstehen und in dem über die Grundplatte (7) überste
henden Teil durch gesonderte, höhenjustierbare Stützen (20)
abgestützt sind.
12. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in Vertikalrichtung rasterhaltig angebrachten Steckbuch
sen (14, 17) am Montagebaum (12) des Schlittens (11) unter
Berücksichtigung der gemeinsamen Gesamthöhe der seitlich an
den Längsseiten der Grundplatte (7) montierten Führungs
schiene (10) und des auf ihr verfahrbaren Schlittens (11) um
ein ganzzahliges Vielfaches oberhalb der Oberfläche der
Grundplatte (7) als Bezugsebene angeordnet sind.
13. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Arbeitsposition der auf der Führungsschiene (10) und dem
Schlitten (11) verfahrbaren, fachwerkartigen Seitenwand (8)
durch einen auf der Grundplatte (7) montierten Anschlag (27)
gesichert und durch einen Spanner fixierbar ist.
14. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindungselemente zwischen dem Verbindungsbalken (9)
und den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden (8) jeweils
als Schnellverschlüsse ausgebildet sind.
15. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
in die Oberfläche der Grundplatte (7) der Heftstation (1,
1') mindestens drei gesonderte, ihrer Lage nach genau be
kannte Steckbuchsen eingelassen sind, in die ein Meßgerät
zum räumlichen Vermessen der Maßgebenden Punkte der Heftsta
tion (1, 1') fixierbar ist.
16. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Aufbauplatte (30) der Schweißstation (2, 2') auf der
Oberseite einer Hubvorrichtung (31) angeordnet ist.
17. Anlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die die Aufbauplatte (30) der Schweißstation (2, 2') tragen
de Hubvorrichtung (31) als Scherenhubtisch ausgebildet ist.
18. Anlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
im begehbaren Bereich der Schweißstation (2, 2') zwei diame
tral gegenüberliegend angeordnete auf die Hubvorrichtung
(31) ausgerichtete Laserscanner (32) mit horizontaler Scan
ning-Ebene (34) und einem Erfassungswinkel von wenigstens
90° angeordnet sind, wobei die Scanning-Ebene (34) etwa in
Wadenhöhe angeordnet ist.
19. Anlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Hubvorrichtung (31) der Schweißstation (2, 2') mit einem
Faltenbalg umgeben ist.
20. Anlage nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die hubbewegliche Aufbauplatte (30) der Schweißstation (2,
2') in Querrichtung (24) schmaler als die schmalste Fahr
zeugkarosserie (21) und in Längsrichtung (3) kürzer als die
kürzeste Fahrzeugkarosserie (21) ausgebildet ist und daß auf
diese Aufbauplatte (30) eine einheitliche, individuell nach
Form und Größe dem Flächenbedarf für die Anordnung von Auf-
Aufnahmeeinheiten (18') für den zu fertigenden Fahrzeugtyp
entsprechende Adapterplatte (33) lagegenau fixiert ist.
21. Anlage nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Adapterplatte (33) der Schweißstation (2, 2') angenähert
der Grundrißkontur des zu fertigenden Fahrzeugtyps ent
spricht.
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