DE102005062691A1

DE102005062691A1 - Fördersystem

Info

Publication number: DE102005062691A1
Application number: DE200510062691
Authority: DE
Inventors: Roland Heinz Dr. Aßmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12
Also published as: WO2007077056A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fördersystem (1) einer Montageeinrichtung für Kraftfahrzeuge (4) und ein Verfahren zum Betrieb des Fördersystems (1). Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, den mit der Förderung einhergehenden Aufwand bei der Montage eines Kraftfahrzeuges zu reduzieren und gleichzeitig eine hohe Verfügbarkeit des Fördersystems zu erreichen. Hierzu wird vorgeschlagen, dass für jedes Kraftfahrzeug (4) eine fahrende Plattform (2) vorgesehen ist, welche eine Hubeinrichtung (5) für das Kraftfahrzeug (4) aufweist, wobei die Hubeinrichtung (5) in der Vertikalprojektion neben dem Kraftfahrzeug (4) angeordnet ist. Es soll für jedes Kraftfahrzeug (4) eine fahrende Plattform (2) vorgesehen sein, wobei das Kraftfahrzeug (4), beginnend mit dem ersten Montageschritt und endend mit dem letzten Montageschritt, auf der Plattform (2) verbleibt. Auf diese Weise wird der Aufwand des Förderns erheblich reduziert und die Verfügbarkeit der Produktionsstraße erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fördersystem einer Montageeinrichtung für Kraftfahrzeuge, welche sich entlang einer Produktionsstrasse erstrecken. Daneben ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fördersystems vorgenannter Art Gegenstand der Erfindung.

Im Bereich der automobilen Fertigung, insbesondere der Endmontage von Kraftfahrzeugen, ist es spätestens seit Henry Ford bekannt, den Fertigungsablauf mittels eines Fließbandes zu optimieren. Hierbei werden die Kraftfahrzeuge von einer Arbeitsstation zu der nächsten transportiert, wobei an jeder Station nur wenige, einfache Arbeitsschritte durchgeführt werden. Die hierzu benutzte Fördertechnik muss besonderen Anforderungen genügen, da die zu transportierenden Werkstücke, nämlich Kraftfahrzeuge, einerseits verhältnismäßig schwer sind und andererseits vielseitig zugänglich sein müssen, damit sämtliche Arbeitsschritte hinreichend ergonomisch getätigt werden können. Ein übliches Verfahren ist hierbei die Beförderung der unfertigen Fahrzeuge mittels Hängeförderer, die z.B. als Elektrohängebahn oder als Power & Free-Förderer ausgebildet sind. Bei der Power & Free-Technik werden zwei unterschiedliche Förderstränge benutzt – einer ist hierbei angetrieben und der andere nicht. Die beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 31 46 807 A1 bekannte Power & Free-Technik sieht meist vor, dass die Kraftfahrzeugkarosserie zum Transport an entsprechenden Trägern aufgehängt ist. Diese Anordnung ist besonders zweckmäßig für beispielsweise das Lackieren der Karosserie. Es ist jedoch üblich, nach den Arbeiten an dem hängenden Werkstück dieses an eine so genannte Plattformanlage zu übergeben. Dieser Vorgang geschieht meist unmittelbar nach der so genannten „Hochzeit", bei welcher der Antriebsstrang und das Fahrwerk von unten an der Karosserie angebracht werden. Die Übergabe von dem hängenden System auf das Plattformsystem erfordert eine Umsetzeinrichtung, welche häufig nur in einfacher Ausführung für einen Produktionsstrasse vorgesehen ist. Neben dem Zeitaufwand für das Umsetzen kann auch ein Ausfall der Umsetzeinrichtung zu einem Stillstand der gesamten Produktionsstrasse führen.

Ausgehend von den Problemen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, den mit der Förderung einhergehenden Aufwand bei der Montage eines Kraftfahrzeuges zu reduzieren und gleichzeitig eine hohe Verfügbarkeit des Fördersystems zu erreichen.

Zur Lösung wird erfindungsgemäß ein Fördersystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines Fördersystems gemäß Anspruch 14 vorgeschlagen. Die rückbezogenen Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen. Die Erfindung erstreckt sich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind sondern die offenbarten Merkmale der Erfindung können – soweit dies technisch sinnvoll ist – beliebig kombiniert werden.

Ein entscheidender Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein Wechsel bzw. ein Umsetzen des Kraftfahrzeugs bzw. des Werkstückes von einem Fördersystem auf ein anderes Fördersystem nicht mehr erforderlich ist. Ein Fördersystem gemäß der Erfindung lässt aufgrund der seitlichen Anordnung des Hubwerks insbesondere den Untergrund des Werkstücks bzw. des Kraftfahrzeugs frei zugänglich, so dass alle Arbeiten an dem Werkstück auf der erfindungsgemäßen Plattform durchgeführt werden können.

Besonders flexibel sind die erfindungsgemäßen Plattformen in der Handhabung, wenn eine kabellose Energieversorgung vorgesehen ist. Arbeiten werden auf diese Weise nicht aufgrund der Energieversorgungsstränge behindert. Die Energieübertragung auf die Plattform beispielsweise für Antriebe zur Fortbewegung oder für das Hubwerk, können zweckmäßig induktiv oder schlicht mittels elektrischer Leitung beispielsweise von einem Schienensystem auf die fahrende Plattform übertragen werden. Im gleichen Sinne vorteilhaft ist eine drahtlose Verbindung zwischen einer Steuerung der Plattform und einer zentralen Steuerung, die insbesondere das Zusammenspiel verschiedener Plattformen miteinander koordiniert. Hierbei kann auf die bewährte WLAN-Technik zurückgegriffen werden. Damit die einzelnen Plattformen möglichst autark voneinander sind, ist es sinnvoll, wenn jeweils ein eigener Fahrantrieb vorgesehen ist. Da die Produktionsstrasse regelmäßig einer Linie ohne Abzweigungen folgt, ist es zweckmäßig, wenn die Plattform als schienengebundenes Fahrzeug ausgebildet ist. Selbst bei Abzweigungen kann mittels Weichen hier der Vorteil einer einfachen Steuerung für die im Wesentlichen eindimensionale Fortbewegung genutzt werden.

Damit eine größtmögliche Bewegungsfreiheit im Bereich des Werkstücks gegeben ist, ist es sinnvoll, wenn die Hubeinrichtung vertikale Säulen aufweist. Anders als beispielsweise bei einem Scherentisch, ermöglichen vertikale Säulen einer in Vertikalprojektion neben dem Kraftfahrzeug angeordnete Hubeinrichtung den problemlosen Zugang zu dem Untergrund des Kraftfahrzeuges bzw. Werkstücks.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich die Säulen im Verlauf des Hubvorgangs aus der Plattform herausbewegen. Hierbei können die Säulen beispielsweise aus zwei jeweils in einer Richtung flexiblen, in der anderen Richtung biegesteifen länglichen Formstücken, beispielsweise besonderen Ketten, bestehen, die im rechten Winkel zueinander angeordnet miteinander mechanisch verknüpft werden, so dass nach der Verknüpfung eine nicht biegsame Säule entsteht. Eine andere vorteilhafte Möglichkeit liegt darin, die Säulen aus voneinander trennbaren Segmenten zu erzeugen, welche im Verlauf des Hubvorgangs aufeinander geschichtet werden.

Daneben ist auch die Möglichkeit gegeben, dass die Säulen der Hubeinrichtung feststehend ausgebildet sind. Zweckmäßig ist eine Anzahl von zwei bis vier Säulen pro Plattform. Damit hinreichender Abstand zwischen den Säulen der Hubeinrichtung und dem Kraftfahrzeug realisiert werden kann ist es sinnvoll, wenn an den Säulen Kragarme vorgesehen sind, von denen das Kraftfahrzeug getragen wird.

Für eine stets sichere Halterung des Kraftfahrzeuges an der Hubeinrichtung ist es sinnvoll, wenn die Hubeinrichtung Aufnahmedorne aufweist, welche mit entsprechenden Aufnahmeausnehmungen an dem Kraftfahrzeug zentrierend zusammenwirken.

Die Steuerung der Hubeinrichtung sollte einerseits koordiniert von einer zentralen Steuerung erfolgen, welche mit einer Steuerung an der Plattform kommuniziert und andererseits kann mit Vorteil an der Plattform mindestens ein Bedienelement vorgesehen sein, mittels dessen die Hubeinrichtung und der Fahrantrieb steuerbar sind. Auf diese Weise können an der Arbeitsstation individuelle und von dem grundsätzlichen Sollwert abweichende Hubhöhen oder Fahrgeschwindigkeiten gegebenenfalls innerhalb bestimmter von der Steuerung vorgegebener Grenzwerte eingestellt werden.

Die Vorteile der Erfindung entfalten ihren größtmöglichen Umfang, wenn das Kraftfahrzeug beginnend mit dem ersten Montageschritt und endend mit dem letzten Montageschritt entlang der gesamten Produktionsstrasse auf der erfindungsgemäßen Plattform verbleibt. Auf diese Weise wird der Aufwand eines etwaigen Umsetzens des Kraftfahrzeuges vermieden.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand spezieller Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Zeichnungen ohne Einschränkung auf diese Ausführungsbeispiele zur Verdeutlichung näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Plattform mit segmentförmigen Hubsäulen und einem Kraftfahrzeug im angehobenen Zustand,
2 die Plattform aus 1 mit einem Kraftfahrzeug im abgesenkten Zustand,
3 die Plattform aus 1 bei Fortlassung des Kraftfahrzeuges und ausgefahrenem Hubwerk,
4 die Plattform aus 1 im abgesenkten Zustand und ohne Kraftfahrzeug,
5 eine Plattform mit vier feststehenden Hubsäulen und einem Kraftfahrzeug im angehobenen Zustand,
6 die Plattform aus 1 ohne Kraftfahrzeug im angehobenem Zustand und einer Schnittdarstellung, die den Hubmechanismus zeigt,
7 der Hubmechanismus der Plattform der 1 in einer Draufsicht,
8 Detaildarstellung der Draufsicht des Hubmechanismus aus 7,
9 eine schematische Darstellung des Zusammenfügens eines Fahrwerkes und einer Karosserie unter Einsatz einer erfindungsgemäßen Plattform und
10 der Montagesschritt aus 9, wobei Karosserie und Fahrwerk zusammengefügt sind.
In den Figuren ist ein Fördersystem mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, wobei wesentliche Bestandteile des Fördersystems eine erfindungsgemäße Plattform 2 und Schienen 3 sind. Das Fördersystem 1 ist Bestandteil einer nicht näher dargestellten Produktionsstrasse für Kraftfahrzeuge 4. Die Kraftfahrzeuge 4 befinden sich erfindungsgemäß auf der Plattform 2 und sind hierbei mittels einer Hubeinrichtung 5 derart anzuheben, dass eine für die Endmontage des Kraftfahrzeuges 4 vielseitige Zugänglichkeit gewährleistet ist.
Die Plattform 2 ist auf den Schienen 3 selbst fahrend ausgebildet und weist hierzu ein Fahrwerk 6 und einen Antrieb 7 auf. Die 1 bis 4 zeigen eine erfindungsgemäße Plattform mit einer Hubeinrichtung 5, die sich im angehobenen und abgesenkten Zustand ohne und mit Kraftfahrzeug befindet. Die Hubeinrichtung 5 weist bei dieser Ausführungsform zwei Säulen 8 auf, die sich aus der Perspektive der Vertikalprojektion betrachtet seitlich auf beiden Seiten des Kraftfahrzeugs 4 befinden. Die Säulen 8 weisen jeweils einen Kragarm 9 auf, der beim Anheben das Kraftfahrzeug 4 von unten trägt. Die Kragarme 9 sind mit Aufnahmedornen 10 versehen, welche an nicht näher dargestellten Aufnahmeausnehmungen 11 des Kraftfahrzeuges selbiges sicher und eindeutig zu der Hubeinrichtung 5 positionieren. Die Säulen 8 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4, 6 sowie 7 bis 10 jeweils aus übereinander angeordneten Segmenten 12 gebildet. Im abgesenkten Zustand befinden sich die Segmente 12 in Hohlräumen der Plattform 2 in einem Magazin 21 und sind voneinander getrennt.
Die selbst fahrende Plattform 2 wird mittels der Schienen 3 mit der für einen Fahrantrieb 13 und einen Hubantrieb 14 benötigten Energie versorgt. Die Plattform 2 weist eine Steuerung 17 auf, welche mit einer Zentralsteuerung 18 drahtlos in datenübertragender Verbindung steht. Die zentrale Steuerung 18 steuert sowohl die Hubbewegung der Hubeinrichtung als auch die Fortbewegung der Plattform 2, wobei ein nicht dargestellter Benutzer mittels Bedienelementen 16 in gewissen Grenzen seine eigenen Einstellungen hinsichtlich der Fortbewegungsgeschwindigkeit und der Hubhöhe vornehmen kann. Ergonomisch besonders vorteilhaft ist der zentralen Steuerung für den nicht dargestellten Arbeiter die jeweils einzustellende Hubhöhe an der jeweiligen Arbeitsstation vorgebbar.
Wie in den 6 bis 8 dargestellt, befindet sich in einem Hohlraum 20 der Plattform 2 das Magazin 21 von Segmenten 12 der Säulen 8. Mittels eines Zahnstangen 22 und Zahnrädern 23 umfassenden Hubantriebes 14 werden die Segmente 12 aufeinander gestapelt und vertikal nach oben befördert bzw. voneinander getrennt und vertikal abgesenkt. Hierbei bilden die Segmente 12 im miteinander verbundenen Zustand die Zahnstangen 22. Vom mehreren Seiten werden die Segmente 12 mittels der Zahnräder 23, welche zueinander synchronisiert sind, angetrieben.
Eine andere Möglichkeit einer erfindungsgemäßen Plattform 2 zeigt 5, bei welcher an den vier Ecken der Plattform 2 jeweils eine feststehende Säule 8 vorgesehen ist, die über einen Kragarm 9 verfügt, wobei die Kragarme 9 an den Säulen 8 jeweils angehoben oder abgesenkt werden können.
Die 9 und 10 zeigen die Vereinigung einer Karosserie 30 mit einem Kraftfahrzeugfahrwerk 32 unter Anwendung einer erfindungsgemäßen Plattform. Das Kraftfahrzeugfahrwerk 32 befindet sich hierbei auf einer gesonderten Teleskopeinrichtung 33 und wird in die angehobene Karosserie 30 von unten eingebracht. Anschließend befestigt eine Verschraubungseinrichtung 34 das Kraftfahrzeugfahrwerk 32 an der Karosserie 30.

1: Fördersystem
2: Plattform
3: Schienen
4: Kraftfahrzeuge
5: Hubeinrichtung
6: Fahrwerk
7: Antrieb
8: Säule
9: Kragarme
10: Aufnahmedorn
11: Aufnahmeausnehmung
12: Segment
13: Fahrantrieb
14: Hubantrieb
16: Bedienelement
17: Steuerung
18: zentrale Steuerung
20: Hohlraum
21: Magazin
22: Zahnstange
23: Zahnrad
30: Karosserie
32: Kraftfahrzeugfahrwerk
33: Teleskopeinrichtung
34: Verschraubungseinrichtung

Claims

Fördersystem (1) einer Montageeinrichtung für Kraftfahrzeuge (4), welches sich entlang einer Produktionsstrasse erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Kraftfahrzeug (4) eine fahrende Plattform (2) vorgesehen ist, welche eine Hubeinrichtung (5) für das Kraftfahrzeug (4) aufweist, wobei die Hubeinrichtung (5) in der Vertikalprojektion neben dem Kraftfahrzeug (4) angeordnet ist.
Fördersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (2) eine kabellose Energieversorgung aufweist.
Fördersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (2) eine Steuerung (17) aufweist, welche mit einer zentralen Steuerung (18) drahtlos in datenübertragender Verbindung steht.
Fördersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (2) einen eigenen Fahrantrieb (13) aufweist.
Fördersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (2) als an Schienen (3) gebundenes Fahrzeug ausgebildet ist.
Fördersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung (5) vertikale Säulen (8) aufweist.
Fördersystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulen (8) derart ausgebildet sind, dass sie sich im Verlauf des Hubvorgangs aus der Plattform (2) heraus bewegen.
Fördersystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulen (8) feststehend ausgebildet sind.
Fördersystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulen aus voneinander trennbaren Segmenten (12) bestehen, welche im Verlauf des Hubvorgangs aufeinander geschichtet werden.
Fördersystem (1) nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Säulen (8) Kragarme (9) vorgesehen sind, von denen das Kraftfahrzeug (4) getragen wird.
Fördersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung (5) Aufnahmedorne aufweist, welche mit entsprechenden Aufnahmeausnehmungen an dem Kraftfahrzeug (4) zentrierend zusammenwirken.
Fördersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (2) Bedienelemente (16) aufweist, mittels derer die Hubeinrichtung (5) und der Fahrantrieb (13) steuerbar ist.
Fördersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung (5) und der Fahrantrieb (13) von der zentralen Steuerung (18) gesteuert werden.
Verfahren zum Betrieb eines Fördersystem (1) einer Montageeinrichtung für Kraftfahrzeuge (4), insbesondere eines Fördersystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches sich entlang einer Produktionsstrasse erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Kraftfahrzeug (4) eine fahrende Plattform (2) vorgesehen ist, welche eine Hubeinrichtung (5) für das Kraftfahrzeug (4) aufweist, wobei die Hubeinrichtung (5) in der Vertikalprojektion neben dem Kraftfahrzeug (4) angeordnet ist, wobei das Kraftfahrzeug (4) beginnend mit dem ersten Montageschritt und endend mit dem letzten Montageschritt auf der Plattform (2) verbleibt.