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Die
Erfindung betrifft eine Koppelstange nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Eine
Vorrichtung zum Verbinden des Chassis und der Karosserie eines Kraftfahrzeugs,
wie sie bei der „Hochzeit" in der Kraftfahrzeugmontage
verwendet wird, ist aus der
DE
37 29 084 C2 bekannt. Bei der darin gezeigten Vorrichtung
ist von Nachteil, dass zur Montage der Chassisteile der Vorderachse und
der Hinterachse ein gemeinsamer Aufnahmerahmen verwendet wird. Dies
hat sich in der Massenfertigung von Kraftfahrzeugen nicht als vorteilhaft
herausgestellt. Dasselbe gilt für
die in der
US 4 928
386 A gezeigte Vorrichtung.
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In
der gattungsgemäßen
US 4 734 979 A wird
vorgeschlagen, für
die Chassisbereiche der Vorderachse und für die Chassisbereiche der Hinterachse
jeweils einen separaten Aufnahmerahmen vorzusehen. Bei dieser Vorrichtung
ist zwar eine erhöhte Flexibilität gewährleistet.
Allerdings sind zum Teil erhebliche Nacharbeiten erforderlich, um
bei der Montage mit dieser Vorrichtung einen hohen Qualitätsstandard
einzuhalten.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, bei
der sich in kurzer Montagezeit ein Ergebnis mit hoher Qualität erreichen
lässt.
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Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen.
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Gemäß der Erfindung
hat die Montagevorrichtung für
das Chassis eines Kraftfahrzeugs einen Vorderbereich und einen Hinterbereich.
Diese sind auf jeweils einer Hubvorrichtung angeordnet, wobei jeweils
eine Aufnahme für
Komponenten eines vorderen Chassisbereichs bzw. eines hinteren Chassisbereich
vorgesehen sind.
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Zwischen
der vorderen Aufnahme und der hinteren Aufnahme ist eine Koppelstange
vorgesehen. Die Koppelstange ist im Wesentlichen starr ausgebildet
und an ihren Enden jeweils mit einem Gelenk zur Verbindung mit der
vorderen Aufnahme bzw. mit der hinteren Aufnahme versehen.
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Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass aufwändige Fügearbeiten und Qualitätsmängel auftreten,
wenn bei einer Bewegung der vorderen Aufnahme bezüglich der
hinteren Aufnahme die gleichzeitig mit dem Chassis des Kraftfahrzeugs montierte
Auspuffanlage auseinander gezogen wird. Dies tritt gerade bei automatischen
Positionierstationen auf, bei denen Chassiskomponenten automatisch
montiert werden. Zwar ist es möglich,
die in einer automatischen Positionierstation im Endmontagenbereich
verwendeten Hubvorrichtungen zu koordinieren, so dass die Auspuffanlage
bei der Montage der Chassiskomponenten nicht auseinander gezogen
wird. Gemäß der Erfindung
geht man einen weniger aufwändigen
Weg, indem die vordere Aufnahme über
eine bewegliche Koppelstange mit der hinteren Aufnahme verbunden
ist.
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Grundsätzlich ist
es denkbar, zwischen der vorderen Aufnahme und der hinteren Aufnahme
ein Verbindungsseil vorzusehen, das das Auseinanderziehen der Auspuffanlage
verhindert. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass ein solches
Verbindungsseil das Einhalten der benötigten Fügeposition der Auspuffanlage
nicht gewährleisten
kann. Eine starre Koppelstange, die an ihren Enden jeweils gelenkig mit
der vorderen Aufnahme bzw. mit der hinteren Aufnahme verbunden ist,
so dass ein Höhenausgleich bzw.
ein seitlicher Ausgleich gewährleistet
ist, stellt eine hohe Montagequalität sicher.
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Die
Bezeichnung "starr" meint hier eine
Ausführung,
bei der die Koppelstange aufgrund ihrer Struktur eine gewissen Eigenfestigkeit
aufweist, so dass nicht nur Zugkräfte, sondern auch Druckkräfte übertragen
werden können.
Die Übertragung
von Druckkräften
hat sich nämlich
als hilfreich bei der Montage herausgestellt.
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Die
erfindungsgemäße Positionierkoppelstange
verbindet insbesondere eine Vorderachsmontageplatte und eine Hinterachsmontageplatte
miteinander und stellt somit sicher, dass das benötigte Abstandsmaß aller
Chassiskomponenten wie beispielsweise Kühler, Motor, Vorderradträger, Hinterachse und
insbesondere die Auspuffanlage bereits vor dem eigentlichen Fügevorgang
durch die automatische Positionierstation gewährleistet ist.
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Die
erfindungsgemäße Positionierkoppelstange
hat eine Mittelstange, die an einem ihrer Enden oder an beiden Enden
in einem Gehäuse
mit je einer Verschlussklappe gelagert ist. Die Gehäuse ermöglichen
einen Toleranzausgleich in seitlicher Richtung bezüglich der
Förderrichtung
des Kraftfahrzeugs von ca. +/– 10
mm und in einer Richtung nach oben und unten von ca. +/– 80 mm.
Bei einem Höhenunterschied
von größer als
ca. 80 mm wird die jeweilige Verschlussklappe von der zentralen
Stange angehoben. Dadurch wird ein zusätzlicher Toleranzausgleich
in Längsrichtung
von ca. zusätzlich
80 mm freigegeben, ohne dass Verspannungen in der Anlage bzw. zwischen
den Montageplatten verursacht werden.
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Gemäß der Erfindung
verbleiben die Auspuffanlagen während
des Hochzeitsvorgangs in der automatischen Positionierstation im
gefügten
Zustand zusammen. Dadurch wird vermieden, dass sie in einer schwierigen Überkopfarbeit
wieder zusammengefügt
werden müssen,
wenn sie sich unerwünschterweise
voneinander gelöst
haben. Zusätzlich
ergeben sich eine Qualitätsverbesserung
und eine Zeitersparnis von ca. 20 sek. pro zusätzlich notwendigem Fügeprozess.
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Hinzu
kommt, dass durch den Einsatz der Positionierkoppelstange eine manuelle
Hochzeit nur noch mit zwei Montagearbeitern und nicht wie dem im
Stand der Technik bekannten Vorrichtungen mit vier Montagearbeitern
durchgeführt
werden braucht. Durch die Erfindung bleiben die beiden Montageplatten
miteinander verbunden und dementsprechend positioniert. Wenn man
davon ausgeht, dass pro Schicht ca. 10 bis 20 manuelle Hochzeiten
durchgeführt
werden und wenn man von einem Zeitaufwand von 1 Minute pro Hochzeit
je Montagearbeiter ausgeht, dann ergibt sich eine Zeitersparnis
von ca. 20 bis 40 Arbeitsminuten pro Schicht. Dabei ist noch nicht
berücksichtigt,
dass gerade für
eine Hochzeit häufig
so genannte „Springer" von anderen Arbeitsstationen
abgezogen werden müssen,
um eine kurze Zeit bei der Ausrichtung der Chassiskomponenten bezüglich der
Karosserie zu unterstützen.
Die Wege- und Ausfallzeiten dieser Springer müssen in die Zeitersparnis noch
eingerechnet werden.
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Die
Erfindung geht weiterhin von der Erkenntnis aus, dass Verschiebekräfte in der
Auspuffanlage, die in montiertem Zustand die vordere Aufnahme mit
der hinteren Aufnahme verbindet, dadurch auftreten, dass der Vorderachsbereich
und der Hinterachsbereich beim Anheben in die Karosserie ungewollt
ungleichmäßig bewegt
werden. Dadurch ergibt sich eine Längsverschiebung des Vorderachsbereichs
relativ zum Hinterachsbereich.
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Die
Erfindung bewährt
sich besonders bei dem Einsatz von geteilten Aufnahmerahmen für den Vorderachsbereich
und den Hinterachsbereich. Im Stand der Technik, bei dem ein durchgehender
Aufnahmerahmen für
die Chassiskomponenten verwendet werden, tritt dieser Fehler nicht
oder nur in geringem Maße
auf.
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Wenn
die erfindungsgemäße Koppelstange einen
auslösbaren
Längenausgleichsmechanismus aufweist,
dann wird dadurch sichergestellt, dass übermäßige Verspannungen vermieden
werden. Der Längenausgleichsmechanismus
kann eine Rastnase an einer beweglichen Klappe aufweisen, die an
einem Gelenkabschnitt eines Gelenks angelenkt ist. Diese Rastnase
greift in einen Rastabsatz in der Koppelstange ein. Dabei wird durch
eine besondere Gestaltung der Koppelstange sichergestellt, dass
die Rastnase vom Rastabsatz abhebt, wenn Verspannungen zwischen
vorderer Aufnahme und hinterer Aufnahme auftreten.
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Besonders
einfach ergibt sich eine erfindungsgemäße Gestaltung dann, wenn die
Drehachse der Klappe mit einem Abstand von der zu ihr parallelen
Drehachse der Koppelstange im betreffenden Gelenk angeordnet ist.
Dabei braucht im Gelenk nicht eine notwendigerweise parallele Drehachse
zu der Drehachse der Klappe vorgesehen sein. Es genügt, wenn
die gelenkige Anordnung der Koppelstange im Gelenk eine Auslenkung
der Koppelstange parallel zur Drehachse der Klappe ermöglicht.
Durch einen Abstand zwischen den beiden Drehachsen kann auf einfache
Weise ein Abheben der Klappe von der Koppelstange in Abhängigkeit
der Auslenkung der Koppelstange im Gelenk erzeugt werden. Dazu sind die
Rastnase und der Rastabsatz so ausgebildet, dass der Eingriff der
Rastnase in den Rastabsatz aufgehoben wird, wenn der Auslenkwinkel
der Koppelstange in dem mit der Klappe ausgerüsteten Gelenk einen vorgegebenen
Winkel überschreitet.
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Vorteilhafterweise
ist im Längenausgleichsmechanismus
eine Begrenzungseinrichtung vorgesehen, die eine Verlängerung
der Koppelstange auf einen vorgegebenen Wert beschränkt. Dadurch
wird vermieden, dass sich die Auspuffteile voneinander lösen, wenn
ein zusätzlicher
Auslenkungsweg durch den Längenausgleichsmechanismus
freigegeben wird.
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Die
Begrenzungseinrichtung kann dabei als Endelement ausgebildet sein,
das in einer im Bereich der Koppelstange vorgesehenen Hülse eingreift.
Dabei ist eine Öffnung
in der Hülse
so bemessen, dass das Endelement, das in die Öffnung eingreift, nicht in verlängerter
Richtung in der Koppelstange aus der Hülse austreten kann. Durch die
Wirkung des Endelements zusammen mit der Öffnung wird eine übermäßige Verlängerung
des Längenausgleichsmechanismus
verhindert.
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Die
Erfindung betrifft auch die Verwendung einer solchen Montagevorrichtung
zu Montage der Komponenten eines Chassis in einer Karosserie.
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Die
Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs während eines Montageschritts,
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2 zeigt
einen Teilbereich einer Koppelstange, wie sie in 1 gezeigt
ist,
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3 bis 8 zeigen
Komponenten der Koppelstange aus 2 und
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9 zeigt
einen Teilbereich der Koppelstange aus 2 kurz vor
dem Auslösen
eines Längenausgleichsmechanismus
der Koppelstange.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung
1,
die im Bereich eines Hängeförderers
2 zur
Kfz-Montage angeordnet ist. Der Hängeförderer
2 entspricht
im Wesentlichen dem in der
DE
37 29 084 C2 veröffentlichten
Hängeförderer.
Er weist eine durchgehende Schienenführung
13 auf, an dem
mehrere Gehänge vorgesehen
sind, von denen hier nur ein Gehänge
11 gezeigt
ist. Die Karosserie
10 ist in dem Gehänge
11 aufgehängt, ohne
dass dies hier näher
veranschaulicht ist.
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Um
die Montagevorrichtung 1 ist auf einer hier nicht näher gezeigten
Vorschubeinrichtung auf einem Boden einer Montagehalle angeordnet,
so dass sich die Montagevorrichtung 1 mit dem Gehänge 11 mitbewegt.
In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Gehänge 11 aus
der Förderung
durch den Hängeförderer ausgegliedert,
die Montagevorrichtung 1 steht dann starr auf dem Boden
der Montagehalle.
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Die
Montagevorrichtung 1 gliedert sich in eine hintere Tragplatte 3,
die von einem in dieser Ansicht nicht gezeigten hinteren Hubtisch
höhenverstellbar
beweglich getragen wird, sowie in eine vordere Tragplatte 4,
die von einem in dieser Ansicht nicht gezeigten vordern Hubtisch
beweglich getragen wird. Auf der hinteren Tragplatte 3 ist
ein hinterer Aufnahmerahmen 5 vorgesehen, der sich in einen
hinteren Tragrahmen 6 und in eine hintere Aufnahmeplatte 7 gliedert.
Auf der vorderen Tragplatte 6 ist ein vorderer Aufnahmerahmen 14 vorgesehen,
der sich in einen vorderen Tragrahmen 15 und in eine vordere
Aufnahmeplatte 16 gliedert. Zwischen dem hinteren Aufnahmerahmen 5 und
dem vordern Aufnahmerahmen 14 erstreckt sich eine erfindungsgemäße Koppelstange 17,
die an ihren Enden mit einem hinteren Gelenk 18 und mit
einem vorderen Gelenk 19 versehen ist.
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Der
Höhenunterschied
zwischen dem hinteren Gelenk 18 und dem vorderen Gelenk 19 ist
als Höhendifferenz
h eingezeichnet. Der Abstand des hinteren Gelenks 18 vom
vorderen Gelenk 19 in Förderrichtung
bzw. Längsrichtung
des Kfz ist als Länge l
in 1 eingetragen.
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Stellvertretend
von den zahlreichen Chassiskomponenten, die mit der Montagevorrichtung 1 montiert
werden, ist schematisch eine Hinterachse 20 im hinteren
Aufnahmerahmen 5, eine Vorderachse 21 im vorderen
Aufnahmerahmen 14 sowie ein Auspuffsystem 22 mit
einem vorderen Auspuffrohr 23, das in ein hinteres Auspuffrohr 24 eingeschoben ist.
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Wie
man anhand der Darstellung in 1 besonders
gut sieht, muss bei der Montage des Auspuffsystems 22 mit
der Montagevorrichtung 1 darauf geachtet werden, dass die
hintere Tragplatte 3 gleichzeitig mit der vorderen Tragplatte 4 angehoben werden
muss, um eine Veränderung
der Länge
l zu vermeiden.
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2 sowie
die 3 bis 8 zeigen Details der Koppelstange 17.
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Die
Koppelstange 17 gliedert sich in ein Mittelrohr 25,
das an beiden Seiten mit einem Nutelement 26 verschlossen
ist. Dabei ist das Nutelement 26 mit dem Mittelrohr 25 verschweißt. Das
Nutelement 26 weist eine Nut 27 auf, die beiderseits
von einem Kragen 28 begrenzt ist. Außerdem hat das Nutelement 26 ein über den äußeren Kragen 28 hinaus abstehendes
Verlängerungsende 29,
das an seinem Ende mit einem Innengewindeloch versehen ist, in das
eine Halteschraube 30 zum Halten einer Anlaufscheibe 31 eingesetzt
ist. Die Koppelstange 17 weist weiterhin ein Innengehäuse 32 auf,
das an einem Ende einen Gehäuseboden 33 mit
einem Durchtrittsloch 34 hat. An dem dem Durchtrittsloch 34 gegenüberliegenden
Ende ist ein Gelenkloch 35 vorgesehen.
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Das
Innengehäuse 32 ist
mit einem Außengehäuse 36 verbunden.
Das Außengehäuse 36 gliedert
sich dabei in eine Führungswange 37 für das Innengehäuse 32,
wobei die Führungswange 37 ein Gelenkloch 38 zur
Führung
eines hier nicht gezeigten Gelenkbolzens aufweist. Dieser Gelenkbolzen
stellt die drehbare Verbindung zwischen Innengehäuse 32 und Außengehäuse 36 dar.
An der Führungswange 37 ist
untenseitig eine horizontal verlaufende Gelenkwange 39 vorgesehen.
Die Gelenkwange 39 hat ein Gelenkloch 40, in dem
ein in 2 gezeigter Gelenkbolzen 41 eingesetzt
ist. Außerdem
ist in der Führungswange 37 noch
eine Klappengelenkbohrung 42 vorgesehen, in der ein hier
nicht gezeigter Klappengelenkbolzen eingesetzt ist.
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Auf
dem Klappengelenkbolzen in der Führungswange 37 ist
eine Verschlussklappe 43 angeordnet, die zwei Klappenwangen 44 mit
je einer Klappenwangenbohrung 45 hat. Der Klappengelenkbolzen
verläuft
dabei durch die Klappengelenkbohrung 42 und durch die Klappenwangenbohrung 45,
so dass die Verschlussklappe 43 drehbar auf dem Außengehäuse 36 aufgenommen
ist. Wie man in 2 besonders gut sieht, erstreckt
sich dabei ein langer Mittelteil 46 der Verschlussklappe 43 ausgehend
vom Außengehäuse 36 über das
Innengehäuse 32 hinweg.
Am Ende der Verschlussklappe 43 sind dabei zwei Rasthaken 47 gabelförmig nach
unten weg, wobei diese fingerartig in die Nut 27 des Nutelements 26 einkämmen. In
der in 2 gezeigten Stellung ruht der Rasthaken 47 aufgrund
seines Eigengewichts in der Nut 27.
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Schließlich ist
noch ein hinteres Anflanschstück 48 vorgesehen,
das gabelförmig
auf dem Gelenkbolzen 41 aufgenommen ist und eine horizontale gelenkige
Verdrehung zwischen dem hinteren Anflanschstück 48 und Außengehäuse 36 bereitstellt. Eine
Befestigungsöffnung 49 schafft
eine Möglichkeit zur
Befestigung des hinteren Anflanschstücks 49 an dem hinteren
Aufnahmerahmen 5.
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In 3 ist
ein vorderes Anflanschstück 50 gezeigt,
das eine Befestigung der Koppelstange 17 an demjenigen
Ende der Koppelstange 17 erlaubt, das dem in 2 gezeigten
Ende gegenüberliegt.
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In 9 ist
die Funktionsweise des Längenausgleichmechanismus
veranschaulicht, der sich aus der in 2 gezeigten
Anordnung ergibt. In 9 ist die Koppelstange 17 um
einen Winkel α aus der
Horizontalen nach oben ausgelenkt, weil die hintere Tragplatte 3 weniger
nach oben gefahren wurde als die vordere Tragplatte 4.
In diesem Zustand hat sich das Mittelrohr 25 zusammen mit
dem Nutelement 26 und dem Innengehäuse 32 um den Gelenkbolzen
in den Gelenklöchern 35 und 38 herum
verdreht, so dass diese schräg
zum Außengehäuse 36 stehen.
Durch die Bewegung der Koppelstange 17 hat sich die Verschlussklappe 43 ebenfalls
nach oben gedreht, und zwar um den Klappengelenkbolzen in der Klappengelenkbohrung 42 herum.
Wird in diesem Zustand ein Zug oder Druck auf die Koppelstange 17 ausgeübt, dann
kann der Rasthaken 47 über einen
der Kragen 28 des Nutelements 26 hinausrutschen.
In der Folge kann sich die Koppelstange 17 um die Länge des
Verlängerungsendes 29 aus
dem Innengehäuse 32 herausbewegen.
Die Anlaufscheibe 31 steht danach an dem Gehäuseboden 33 des Innengehäuses 32 an.
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Solange
dieser Zustand nicht eingetreten ist, d. h. solange die Koppelstange 17 nicht
um einen bestimmten vorgegebenen Winkel aus der Horizontalen ausgelenkt
ist, halten die Rasthaken 47 in der Nut 27 fest.
Dabei bestimmt der Abstand zwischen dem Klappengelenkbolzen in der
Klappengelenkbohrung 42 und der Gelenkbolzen in den Gelenklöchern 35 und 38 das
Maß des
Winkels, zu dem die Rasthaken 47 aus der Nut 27 herausrutschen
können.
Die Gestaltung der Kragen 28 sowie der Rasthaken 47 spielt dabei
ebenfalls eine Rolle.
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Die
Erfindung stellt dabei in einem voneinander unabhängigen vorderen
und hinteren Positionierbereich ein gewisses Spiel der Montageplatten
zueinander bereit.
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Dabei
haben die Rasthaken 47 in der Nut 27 ein gewisses
Spiel um horizontale Kräfte
in einer horizontalen Bewegung durch Anschläge zu kompensieren. Dadurch
wird sichergestellt, dass solche horizontalen Bewegungen den Auspuff
beim Fügen
der Chassiskomponenten in der Karosserie nicht als auseinanderrutschen.
Die durch Gelenkbolzen bereitgestellten Drehachsen zwischen hinterem
Anflanschstück 48,
vorderem Anflanschstück 50,
Außengehäuse 36 und
Innengehäuse 32 gewährleisten,
dass hintere Tragplatte 3 und vordere Tragplatte 4 nicht
synchron miteinander abgesenkt oder angehoben werden brauchen. Gewisse
Niveauveränderungen
können
so ausgeglichen werden, wobei die Stabilität des Gesamtverbands erhalten
bleibt.
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- 1
- Montagevorrichtung
- 2
- Hängeförderer
- 3
- Hintere
Tragplatte
- 4
- Vordere
Tragplatte
- 5
- Hinterer
Aufnahmerahmen
- 6
- Hinterer
Tragrahmen
- 7
- Hintere
Aufnahmeplatte
- 10
- Karosserie
- 11
- Gehäuse
- 13
- Schienenführung
- 14
- vorderer
Aufnahmerahmen
- 15
- vorderer
Tragrahmen
- 16
- vordere
Aufnahmeplatte
- 17
- Koppelstange
- 18
- hinteres
Gelenk
- 19
- vorderes
Gelenk
- 20
- Hinterachse
- 21
- Vorderachse
- 22
- Auspuffsystem
- 23
- vorderes
Auspuffrohr
- 24
- hinteres
Auspuffrohr
- 25
- Mittelrohr
- 26
- Nutelement
- 27
- Nut
- 28
- Kragen
- 29
- Verlängerungsende
- 30
- Halteschraube
- 31
- Anlaufscheibe
- 32
- Innengehäuse
- 33
- Gehäuseboden
- 34
- Durchtrittsloch
- 35
- Gelenkloch
- 36
- Außengehäuse
- 37
- Führungswange
- 38
- Gelenkloch
- 39
- Gelenkwange
- 40
- Gelenkloch
- 41
- Gelenkbolzen
- 42
- Klappengelenkbohrung
- 43
- Verschlussklappe
- 44
- Klappenwange
- 45
- Klappenwangenbohrung
- 46
- Mittelteil
- 47
- Rasthaken
- 48
- hinteres
Anflanschstück
- 49
- Befestigungsöffnung
- 50
- vorderes
Anflanschstück