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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bedienung von Montageplattformen
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und einen zur Durchführung des Verfahrens vorgesehenen
Stellkrafterzeuger gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 7.
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Bekannte
Montageplattformen werden in der Automobilindustrie zum Transportieren
von Rohfahrzeugen in Fertigungslinien verwendet. Diese Montageplattformen
sind mit einer jeweiligen Hubvorrichtung versehen, mittels der das
auf der Montageplattform befindliche Montageobjekt, beispielsweise
das mit dem Motor zu bestückende
Rohfahrzeug, an jeweiligen Montageplätzen der Fertigungslinie positioniert
werden kann. Nach Erreichen eines der Montageplätze wird das Montageobjekt
mittels der Hubvorrichtung in vorgesehene Bedienstellungen angehoben
bzw. abgesenkt, so daß für eine Montagephase mittels
Montageroboter oder Bedienpersonal optimale Positionen erreichbar
sind. Diese Hubvorrichtungen weisen dabei eine hydraulisch oder
elektrisch zu betätigende
Antriebs-Baugruppe auf, so daß auf
den in der Fertigungslinie zu verlagernden Montageplattformen jeweils
entsprechender Einbauraum für
diese Antriebs-Baugruppe sowie eine Steuerung der Hubvorrichtung
erforderlich ist.
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Die
Erfindung befaßt
sich mit dem Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bedienung von
Montageplattformen so zu gestalten, daß innerhalb einer Fertigungslinie
mit einer Vielzahl von Montageplattformen eine einfachere Steuerung
der jeweils das Montageobjekt tragenden Hubvorrichtungen möglich, in
deren Bereich durch eine geringere Anzahl von Baugruppen der Raumbedarf
verringert und damit das System insgesamt weniger störanfällig ist.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und zur Durchführung
des Verfahrens ist ein die Merkmale des Anspruchs 7 aufweisender
Stellkrafterzeuger vorgesehen. Weitere vorteilhafte Ausführungen
ergeben sich aus den Ansprüchen
2 bis 6 bzw. 8 bis 18.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Bedienung jeweiliger eine Hubvorrichtung aufweisender Montageplattformen
ist vorgesehen, daß diese
in der Fertigungslinie beweglichen Montageplattformen nur noch phasenweise
mit einem die Hubvorrichtung betätigenden
Stellkrafterzeuger verbunden werden. Dieser ist als eine extern
neben der Fertigungslinie angeordnete Baugruppe so ausgebildet, daß damit
eine bisher übliche
Konstruktion mit elektrischem oder hydraulischem Antrieb an jeder
Hubvorrichtung der jeweiligen Montageplattformen entbehrlich wird.
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Die
Bedienphasen beim Positionieren der Montageobjekte werden dabei
so gesteuert, daß der zumindest
eine Stellkrafterzeuger zumindest phasenweise mit der in Richtung
der Fertigungslinie bewegten Montageplattform mitgeführt werden
kann, dabei lediglich eine kurzzeitige Ankopplung des Stellorgans
des Stellkrafterzeugers an die Hubvorrichtung erfolgt, diese verbundenen
Baueinheiten dabei in einem Bereich nahe dem vorgesehenen Montageplatz
verlagert werden und dabei der kontinuierliche Montageablauf in
der Fertigungslinie unbeeinflußt
ist. Ebenso ist denkbar, daß durch
eine entsprechende Anzahl von Stellkrafterzeugern gleichzeitig mehrere Hubvorrichtungen
von Montageplattformen beim Erreichen ihrer jeweils vorgesehenen
Bedienstellung bzw. am Montageplatz von dem Stellkrafterzeuger angesteuert
werden.
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Als
Stellkrafterzeuger ist dabei erfindungsgemäß ein als Drehantrieb ausgebildeter
Antrieb vorgesehen, dessen abtriebsseitiges Stellorgan linear verlagerbar
und mittels einer Verbindungswelle o. dgl. mit einer Antriebsbaugruppe
der Hubvorrichtung kuppelbar ist. Als Drehantrieb ist dabei zweckmäßigerweise
ein Elektromotor vorgesehen, so daß dessen als Stellorgan wirksame
Abtriebswelle lediglich mit einer Aufnahmebaugruppe im Bereich der
Hubvorrichtung zu verbinden und nach der Stell-Phase von dieser zu lösen ist.
Im Bereich der Montageplattform ist damit durch eine vergleichsweise
einfache und geringen Einbauraum erfordernde Umlenkbaugruppe die Übertragung
einer Antriebsbewegung in die Hubvorrichtung möglich.
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Diese
auf der Montageplattform befindliche Hubvorrichtung weist als mit
dem Stellorgan des Stellkrafterzeugers kuppelbare Antriebskonstruktion eine
mittels eines Zahnradgetriebes verlagerbare Schubmastkette auf,
deren in eine vertikale Stützstellung
verlagerbare Kettenglieder eine stabile und positionsgenaue Hub-Senk-Verlagerung
einer das Montageobjekt aufnehmenden Tischplatte o. dgl. Tragelement
der Montageplattform ermöglichen.
Das Zahnradgetriebe bzw. dessen Antriebsritzel kann mit geringem
technischem Aufwand mit dem Stellkrafterzeuger verbunden, dessen
Drehbewegung übernommen
und damit die einen geringen Einbauraum erfordernde Schubmastkette
bewegt werden.
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Nach
Erreichen einer vorgesehenen Endposition des Montageobjektes wird
der Stellkrafterzeuger von der Montageplattform gelöst und diese
kann innerhalb der Fertigungslinie zu einem als nächstes vorgesehenen
Montageplatz weiterbewegt werden. In dieser Phase wirken die Bauteile
im Bereich der Schubmastkette bzw. deren Antriebskonstruktion als eine
mechanische Bremse zusammen, so daß ohne Anwendung zusätzlicher
Stellglieder ungewollte Verlagerungen der Tischplattform vermieden
sind.
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Hinsichtlich
weiterer Ausgestaltungen wird auf die nachfolgende Beschreibung
und die Zeichnung verwiesen, in der das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren
mit dem Stellkrafterzeuger im Bereich der Hubvorrichtung näher veranschaulicht
ist. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht einer mit mehreren Montageplattformen versehenen
Fertigungslinie, wobei die Montageplattformen als Montagezug verlagerbar
sind,
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2 eine
Schnittdarstellung des Montagezuges gemäß einer Linie II-II in 1,
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3 eine
vergrößerte Ausschnittsdarstellung
der Draufsicht gemäß 1,
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4 eine
Prinzipdarstellung ähnlich 2 im
Bereich einer Montageplattform, die eine mit einem Stellkrafterzeuger
verbindbare Hubvorrichtung aufweist,
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5 eine
vergrößerte Ausschnittsdarstellung
des Stellkrafterzeugers im Bereich einer Kupplung zwischen Hubvorrichtung
und Antriebsbaugruppe,
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6 eine
Ausschnittsdarstellung ähnlich 5 mit
den Bauteilen in Antriebsverbindung, und
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7 eine
Explosivdarstellung der Bauteile im Bereich der Antriebsbaugruppe
gemäß 5.
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In 1 ist
in einer schematischen Draufsicht eine Fertigungslinie L, beispielsweise
eine Pkw-Montagelinie, dargestellt, wobei jeweilige Montageplattformen 1 nach
Art eines mehrteiligen Montagezuges in Pfeilrichtung 2, 2' bewegt werden
und dabei vorgegebene Montageplätze
P, P' erreichen.
In Zusammenschau mit 2 wird deutlich, daß die Montageplattform 1 bei
Erreichen des Montageplatzes P im Bereich einer mit dieser verbundenen
Hubvorrichtung 3 so zu betätigen ist, daß ein auf
dieser gehaltenes Montageobjekt 4 in einer Hubrichtung 5 in eine
mit 4' verdeutlichte
obere Bedienstellung verlagerbar ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Steuerung von die Hubvorrichtung 3 aufweisenden Montageplattformen 1 ist
vorgesehen, daß die
Montageplattform 1 kurz vor oder erst bei Erreichen eines jeweiligen
Montageplatzes P zumindest phasenweise mit einem die Hubvorrichtung 3 betätigenden Stellkrafterzeuger 6 verbunden
wird. Damit sind bisher auf den Montageplattformen 1 vorgesehene
Antriebe in Form von Hydraulikzylindern, Elektromotoren o. dgl.
aktiven Hubantrieben entbehrlich, die extern antreibbare Hubvorrichtung 3 kann
mit geringerem technischen Aufwand raumsparend installiert werden
und die Störanfälligkeit
des Systems, beispielsweise durch Leckagen an einem Hydraulikantrieb
o. dgl. auf der verlagerbaren Montageplattform 1, ist vorteilhaft
gesenkt.
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Die
Zusammenschau von 3 und 4 verdeutlicht,
daß der
Stellkrafterzeuger 6 zumindest phasenweise mit der entlang
der Fertigungslinie L bewegten Montageplattform 1 mitgeführt werden kann
(Pfeil E, 4). In zweckmäßiger Ausführung ist
der Stellkrafterzeuger 6 neben der die Reihung von Montageplattformen 1 aufweisenden
Fertigungslinie L so angeordnet, daß eine Ankopplung des Stellkrafterzeugers 6 im
Bereich der Hubvorrichtung 3 quer zur Längsmittelebene N bzw. quer
zur Förderrichtung 2 (Zeichnungsebene
in 4) möglich
ist. Diese Ankopplung ist in 4 mit einem
Pfeil P verdeutlicht. Nach dieser Ankopplung erfolgt die mit Pfeilen
C dargestellte Betätigung
der Hubvorrichtung 3, wobei in dieser Betätigungsphase
ein Mitführen des
Stellkrafterzeugers 6 in Pfeilrichtung E bzw. Pfeilrichtung 2 vorgesehen
ist. Nach Abschluß der
entsprechend dem Montageobjekt 4 auf der Plattform 7 vorgesehenen
Verlagerung (in Pfeilrichtung C) kann der Stellkrafterzeuger 6 entkoppelt
und in die Ausgangsstellung zurückbewegt
werden.
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Es
versteht sich, daß die
Hubvorrichtungen 3 der jeweiligen Montageplattformen 1 während des Durchlaufens
der Fertigungslinie L an mehreren Montageplätzen P, P' mit einem jeweiligen Stellkrafterzeuger 6 verbunden
werden können.
Ebenso ist denkbar, daß der
Stellkrafterzeuger 6 in eine mit 6' bezeichnete Position (3)
verlagert (Pfeil E) und aus dieser Stellung zurückgeführt wird (Pfeil E'). Ebenso ist vorgesehen,
daß mehrere
der Montageplattformen 1 durch nur einen externen Stellkrafterzeuger 6 gleichzeitig
betätigt
werden können
(nicht dargestellt). Das Mitführen
des Stellkrafterzeuger 6, beispielsweise in Pfeilrichtung
E, erfolgt in zweckmäßiger Ausführung geradlinig,
wobei auch denkbar ist, eine entsprechende Bahnkurve zu durchlaufen
(nicht dargestellt).
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Für die Betätigung der
Montageplattformen 1 sind jeweilige Hubvorrichtungen 3 bekannt,
die unterhalb der als Auflageebene für das Montageobjekt 4 vorgesehenen
Plattform 7 in Form von hydraulisch oder elektromotorisch
betätigten
Scherenhubtischen o. dgl. ausgebildet sind. Damit wird auf jeder
der Montageplattformen 1 ein entsprechendes Hydraulikaggregat
o. dgl. als Stellkrafterzeuger unmittelbar mitgeführt, so
daß bei
bisher verwendeten Montageplattformen jeweilige Pumpen oder Motoren
als Antrieb zu installieren sind, diese mit der Systemsteuerung
zu verbinden sind und bei großem
Raumbedarf entsprechende Störanfälligkeiten
zu beobachten sind.
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Die
Hubvorrichtung 3 ist erfindungsgemäß im Bereich ihres Antriebs
optimiert. Dabei ist als Antrieb ein Drehantrieb 8 vorgesehen
(4), der durch eine abtriebsseitige Verbindungswelle 9 mit
einer an der Hubvorrichtung 3 vorgesehenen Antriebsbaugruppe 10 koppelbar
ist und erst dann eine direkte Antriebsverbindung für die Tischplattform 7 gebildet ist.
Dabei ist der Stellkrafterzeuger 6 – unabhängig von der Verlagerung der
Montageplattformen 1 (Pfeil 2, 2') – mit deren
jeweiliger Hubvorrichtung 3 in einer Antriebsverbindung
koppelbar. In zweckmäßiger Ausführung ist
dabei eine horizontale Verschiebung R (4) vorgesehen,
mit der die Verbindungswelle 9 mit der Antriebsbaugruppe 10 der
Hubvorrichtung 3 im Bereich einer Antriebswelle 12 kuppelbar
ist. Als Drehantrieb 8 ist dabei in zweckmäßiger Ausführung ein
Elektromotor 11 vorgesehen.
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Die
Zusammenschau von 5 bis 7 verdeutlicht,
daß die
Verbindungswelle 9 des Drehantriebes 8 eine im
wesentlichen komplementär
zu einer Aufnahmebaugruppe 13 der gegenüberliegenden Antriebswelle 12 ausgebildete
Steckbaugruppe 14 aufweist. Die Steckbaugruppe 14 ist
dabei mit einem im Querschnitt U-förmigen Topf-Profilteil 15 versehen, dessen
Basiswandteil 16 ein in axialer Richtungvorstehendes Verzahnungsprofil 17 aufweist.
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Die
im Bereich der Antriebswelle 12 vorgesehene, weitgehend
komplementär
geformte Antriebsbaugruppe 13 ist ihrerseits mit einem
stirnseitig an der Antriebswelle 12 befindlichen Adapterteil 18 versehen,
das zumindest einerseits ein mit dem Verzahnungsprofil 17 der
Verbindungswelle 9 axial verbindbares Zahnringprofil 19 trägt. Dieser
Adapterteil 18 ist auf seiner in Kupplungsrichtung R zur
Montageplattform 1 gerichteten Seite mit einem zweiten
Verzahnungsprofil 20 versehen (6), das
mit einem auf der Verbindungswelle 9 axial verschiebbaren
Bremselement 21 verbindbar ist. In zweckmäßiger Ausführung ist
dabei ein weiteres Zahnringprofil 22 vorgesehen (6),
das mit der Verzahnung 20 zusammenwirkt (5).
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Die
Gesamtschau der Aufnahmebaugruppe 13 verdeutlicht, daß die Antriebswelle 12 ihrerseits mit
einem das Bremselement 21 drehfest aufnehmenden Topfteil 23 versehen
ist, wobei das Bremselement 21 und der Topfteil 23 dabei
durch eine Nut-Feder-Verbindung 24, 25 (7)
axial verschieblich verbunden sind.
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Die
Schnittdarstellungen gemäß 5 und 6 verdeutlichen,
daß das
Bremselement 21 bei Wirkung der Verschiebung R gegen eine
bodenseitig am Topfprofilteil 23 anlegbare Druckfeder 26 verlagerbar
ist (6, Pfeil G) und diese dabei zusammengepreßt wird.
Mittels dieser gespeicherten Energie ist eine Rückverlagerung (Pfeil G', 5)
möglich,
wobei in dieser Rückverlagerungsphase
die Verzahnung 22 des Bremsteils 21 mit der Verzahnung 20 des
Adapterteils 18 verbunden wird.
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In
das Bremselement 21 ist im Bereich einer Ringnut 27 (7)
ein als geteiltes Ringkugellager ausgebildetes Stützlager 28 eingebracht,
an dem die Verbindungs welle 9 bzw. deren stirnseitiges
Topfprofilteil 15 im Bereich eines äußeren Ringes 28' abstützbar ist
(6), so daß dieser
relativ zum inneren Ring 28'' schwenk- bzw.
drehbar ist.
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Die
in
4 im Zusammenwirken mit dem Stellkrafterzeuger
6 dargestellte
Hubvorrichtung
3 ist in erfindungsgemäßer Ausführung mit zwei Antriebsbaugruppen
29,
30 versehen,
die eine jeweilige die Tischplattform
7 untergreifende
Schubmastkette
31 aufweisen. Bei diesem Antriebskonzept
wird in vorteilhafter Ausführung
eine Konstruktion verwendet, die eine bereits aus
EP 03 016 149.1 und
EP 04 208 209.1 bekannt gewordene
Schubmastkette
31 verwendet.
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Die
Wirkungsweise des vorbeschriebenen Stellkrafterzeugers 6 bzw.
der mit diesem verbundenen Hubvorrichtung 3 ergibt sich
aus der Zusammenschau von 5 und 6.
In 5 ist die aus 2 schematisch
ersichtliche Ausgangsstellung der Montageplattform 1 im
Bereich eines Montageplatzes P dargestellt, wobei die Details der
Stellkraftübertragung
deutlich werden. Durch entsprechende, nicht näher dargestellte Positionssensoren
o. dgl. Meßelemente
sind die Verbindungswelle 9 und die Antriebswelle 12 in
axialer Gegeneinanderüberlage positioniert
(Achsen Z, Z'),
so daß nur
noch ein geringer Spaltabstand S besteht (5).
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In
dieser Stellung ist die Antriebsbaugruppe 10 mittels der
formschlüssigen
Zahn-Verbindungen 20, 22 und 24, 25 in
einer Bremsstellung fixiert, so daß ein über eine Gewichtslast M des
Montageobjektes 4 auf die Hubvorrichtung 3 wirkendes
Drehmoment (Pfeil D', 5)
ohne Lageveränderungen
aufgenommen werden kann. Da bei ist die Antriebswelle 12 unter
Wirkung der Druckfeder 26 im Bereich des Adapterteils 18 durch
das Verzahnungsprofil 22 mit der Verzahnung 20 des
Bremselementes 18 verbunden und gleichzeitig wird über die
Nut-Feder-Verbindung 24, 25 das Drehmoment D' mittels einer Stützverbindung
des Topfteiles 23 am Gestell 32 aufgenommen. Damit
wird deutlich, daß die
Antriebsbaugruppe 10 neben der Verlagerung C auch eine
mechanische Bremse aufweist, damit eine vorteilhafte Doppelfunktion
des Stellkrafterzeugers erreicht ist und zusätzliche Brems- und Stützbaugruppen
zur Sicherung der Hubvorrichtung 3 entbehrlich sind.
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Aus
dem Übergang
der Verbindungsphasen aus 6 in 5 ist
die Wirkung der Verschiebebewegung R im Bereich des Stellkrafterzeugers 6 ableitbar.
Dabei wird mittels eines am Elektromotor 11 befindlichen
Getriebes 32 (4) oder einer Rollführung 32' die Verlagerung
in die Pfeilrichtung R eingeleitet und das Verzahnungsprofil 17 im
Topfprofilteil 15 mit dem Verzahnungsprofil 19 am
Adapterteil 18 in Eingriff gebracht. Auf diese Verschiebung
in Pfeilrichtung R ist die mit einem Pfeil T (5)
veranschaulichte Tiefe des Topfprofilteils 15 so abgestimmt,
daß bei
Erreichen der Verbindungsposition der Verzahnungsprofile 17, 19 (bzw.
kurz vor dieser Position) das stirnseitige Ringprofil 33 des
Topfprofilteils 15 im Bereich des Stützlagers 28 bzw. dessen
Stützrings 28' zur Anlage
kommt (Verschiebeweg W, 6) und damit das in Richtung
R vordere Verzahnungsprofil 20 des Adapterteils 18 vom
Verzahnungsprofil 22 der Bremseinheit 21 gelöst wird.
In dieser Stellung ist die Übertragung
der antreibenden Drehbewegung D des Stellkrafterzeugers 6 als
eine Antriebsbewegung D'' auf die Hubvorrichtung 3 bzw.
deren Schubmastkette 31 mög lich, da nur die ineinandergreifenden
Verzahnungen 17 und 19 zur Momentenübertragung
wirksam sind.
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Während dieses Übertragungsvorgangs
ist die Druckfeder 26 in die gemäß 6 ersichtliche Preßstellung
(Pfeil G) verlagert und eventueller radialer Schlupf zwischen den
Bauteilen wird durch die Wirkung des Stützlagers 28 bzw. des
an dessen Stützring 28' anliegenden
Ringprofils 33 ausgeglichen. Nach Erreichen der entsprechenden
Bedienposition im Bereich der Montageplattform 1 bzw. des Montageobjektes 4 wird
die Antriebsbewegung D im Bereich des Elektromotors 11 gestoppt,
die Verbindungswelle 9 entgegen der Schubrichtung R zurückverlagert
(Pfeil R'), die
aus 5 ersichtliche Bremsstellung wird erreicht und
damit ist die vorgesehene Lage (Höhe 5, 2)
des Montageobjektes 4' gesichert.