DE102007056849A1

DE102007056849A1 - Verfahren zur Montage von Aggregaten an einer Fahrzeugkarosserie und Verwendung eines Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeugs

Info

Publication number: DE102007056849A1
Application number: DE200710056849
Authority: DE
Inventors: Franz Sabo
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2009-05-28

Abstract

Ein Verfahren zur Montage von Aggregaten an einer Fahrzeugkarosserie (1) weist folgende Schritte auf: Es werden Aggregate auf einem Montage-Aggregatsträger (5) und eine Karosserie (1) in einem Hängeförderer (2) bereitgestellt. Die Aggregate werden auf dem Montage-Aggregatsträger (5) und die Karosserie (1) wird in dem Hängeförderer (2) in eine Fügestation angeliefert. Die Aggregate werden auf dem Montage-Aggregatsträger (5) gegen die Karosserie (1) angehoben. Es wird die Position der Karosserie (1) in der Fügestation erfasst und die Aggregate werden auf dem Montage-Aggregatsträger (5) nach der Position der Karosserie (1) ausgerichtet. Anschließend wird der Montage-Aggregatsträger (5) mit dem Hängeförderer (2) verbunden und Schrauben (14) zur Verbindung der Aggregate mit der Karosserie (1) werden an Anschraubpunkten in Schraubenlöcher (22) mittels eines Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeugs (13) eingedreht, wobei das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug (13) einen einzigen Antrieb und mindestens zwei Abtriebe aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft die Montage von Aggregaten, insbesondere die Montage einer Hinterachse, an einer Fahrzeugkarosserie. Sie betrifft weiter die Verwendung eines Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeugs zum Eindrehen von Schrauben bei diesem Verfahren.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von Aggregaten und Karosserie ist beispielsweise aus der DE 35 45 449 A1 bekannt.
Bei der Montage von Aggregaten wie beispielsweise der Hinterachse, der Vorderachse, dem Motor und dem Antriebsstrang wird nach der „Hochzeit" das Verschrauben der Aggregate mit der Karosserie in einer Schraubstation vorgenommen. Dabei werden die Schrauben an den entsprechenden Anschraubpunkten zunächst durch von Industrierobotern geführte Zwischenspindeln locker in die Muttergewinde eingedreht. Erst danach erfolgt typischerweise ebenfalls automatisch das feste Einschrauben durch Schraubspindeln.
Die Zwischenspindeln werden dabei typischerweise zusammen mit dem Montage-Aggregatsträger bestückt und werden jeweils zusammen mit dem Aggregatsträger verfahren.
Nachteilig ist dabei, dass die Zwischenspindeln zum Eindrehen der Schrauben dann, wenn die Anschraubpunkte auf engem Raum zusammenliegen, aus Platzgründen nicht mehr einzeln, sondern als Spindelpaket ausgeführt werden müssen. Sie sind dann je doch nicht mehr flexibel an das aktuell zu verschraubende Fahrzeugmodell anpassbar, sondern müssten jeweils als Paket ausgewechselt werden, was mit erheblichem Kosten- und Zeitaufwand verbunden wäre.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Montage von Aggregaten an einer Fahrzeugkarosserie anzugeben, das besonders flexibel an die Anordnung und Zahl der Anschraubpunkte anpassbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Montage von Aggregaten an einer Fahrzeugkarosserie weist folgende Schritte auf: Zunächst werden die zu montierenden Aggregate auf einem Montage-Aggregatsträger bereitgestellt. Außerdem wird die Karosserie in einem Hängeförderer bereitgestellt. Es erfolgt das Anliefern der Aggregate auf dem Montage-Aggregatsträger und der Karosserie in dem Hängeförderer in eine Fügestation. In der Fügestation wird die Position der Karosserie erfasst und die Aggregate werden auf dem Montage-Aggregatsträger nach der Position der Karosserie ausgerichtet. Die Aggregate werden zur Hochzeit auf dem Montage-Aggregatsträger gegen die Karosserie angehoben oder die Karosserie wird zu den Aggregaten abgesenkt.
Anschließend erfolgt das Verbinden des Montage-Aggregatsträgers mit dem Gehänge des Hängeförderers oder direkt mit der Karosserie. Damit sind die Positionen von Karosserie und Aggregaten relativ zueinander festgelegt und fixiert.
Anschließend erfolgt das Eindrehen von Schrauben zur Verbindung der Aggregate mit der Karosserie an Anschraubpunkten in Schraubenlöcher bzw. Muttergewinde mittels eines Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeugs, wobei das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug einen einzigen Antrieb und mindestens zwei Abtriebe aufweist. Dabei entspricht die Anzahl der Abtriebe der Anzahl der Schraubenlöcher oder Muttergewinde.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass einzeln angetriebene und verfahrbare Schraubspindeln, wie sie herkömmlich eingesetzt werden, zur besonders flexiblen Anpassung des Verfahrens an die Zahl und die Position der Anschraubpunkte gut geeignet sind, dass sie jedoch in bestimmten Montagesituationen einen zu großen Platzbedarf pro Spindel aufweisen. Die Erfindung geht nicht den grundsätzlich denkbaren Weg, mehrere Spindeln zu einem Paket zusammenzufassen, in dem die Spindeln eine festgelegte Position auf einem Halter aufweisen, sondern sie ersetzt die Spindeln gänzlich durch ein manuell bedientes Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug, das einen einzigen Antrieb für mehrere Schraubennüsse aufweist und mit dem gleichzeitig mehrere Schrauben eingedreht werden können.
Ein solches Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug stellt zwar zunächst eine besonders starke Festlegung auf die aktuellen Gegebenheiten der Montage dar, weil die Geometrie des Werkzeugs, insbesondere Anzahl und Position der Schraubennüsse, an die Anzahl und die Position der Schraubenlöcher angepasst werden müssen. Mit der Bereitstellung, dem Betrieb und der Wartung des Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeugs ist jedoch ein derart geringer Aufwand verbunden, dass verschiedene Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeuge für verschiedene Montagesituationen bereitgehalten werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit den Vorteil, dass das Eindrehen der Schrauben für die Montage von Aggregaten an der Karosserie besonders einfach und mit geringem Platzbedarf erfolgen kann. Durch den geringen apparativen Aufwand ist auch eine Umstellung auf andere Fahrzeugmodelle mit tragbarem Zeit- und finanziellen Aufwand möglich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug manuell bedient. Auf diese Weise ist ein besonders flexibler und gleichzeitig Platz sparender Einsatz des Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeugs möglich. Denkbar ist jedoch auch die Bedienung des Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeugs durch einen Industrieroboter.
In einer Ausführungsform weist das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug ein Antriebsritzel und für jeden Abtrieb ein Abtriebsritzel auf. Es wird demnach nicht jede Schraubennuss einzeln und direkt angetrieben, sondern ein einziger Antrieb mit einem Antriebsritzel stellt das Drehmoment für mehrere Abtriebe mit Abtriebsritzeln für die Schraubennüsse bereit, so dass mehrere Schrauben simultan eingedreht werden können.
Die Abtriebsritzel sind dabei mit dem Antriebsritzel entweder direkt oder über einen Zahnriemen oder über eine Kette verbunden, wobei die direkte Verbindung den Vorteil eines geringen Platzbedarfs aufweist, jedoch nicht mit einer beliebigen Anzahl und Anordnung von Abtriebsritzeln realisierbar ist.
Jedes Abtriebsritzel ist vorteilhaft mit einer Schraubennuss verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise über eine starre oder eine flexible Welle oder über eine Gelenkwelle realisiert sein. Gleichzeitig kann die Welle auch in ihrer Länge variabel sein, so dass der Abstand zwischen dem jeweiligen Abtriebsritzel und der zugeordneten Schraubennuss für jeden Abtrieb individuell den Gegebenheiten anpassbar ist.
In einer Ausführungsform erfolgt das Eindrehen der Schrauben mit dem Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug in einer Schraubstation, in die die Karosserie und die Aggregate nach der Hochzeit in der Fügestation transportiert werden. Alternativ kann das Eindrehen der Schrauben mit dem Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug jedoch auch bereits in der Fügestation erfolgen.
Da das Eindrehen der Schrauben mit dem Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug manuell erfolgen kann, kann der Ort, an dem das Eindrehen stattfindet, flexibel den Gegebenheiten angepasst werden.
In einer Ausführungsform wird die Karosserie mit den Aggregaten nach dem Eindrehen der Schrauben mit dem Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug in einer Schraubstation automatisch oder manuell verschraubt. Beim Verschrauben werden die zunächst nur lose eingedrehten Schrauben fest angezogen, so dass Karosserie und Aggregate fest miteinander verbunden werden.
In einer Ausführungsform ist das an der Karosserie zu montierende Aggregat der Halter für eine Hinterachse des Fahrzeugs. Für die Montage des Halters der Hinterachse kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft eingesetzt werden, da im Bereich der Schraubenlöcher des Halters bei manchen Fahrzeugmodellen besonders wenig Platz vorhanden ist, so dass eine Lösung mit einzelnen Zwischenspindeln nur schwer oder gar nicht realisierbar ist. Falls es für das Eindrehen der Schrauben am Halter der Hinterachse eingesetzt wird, weist das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug vier Abtriebe auf und es werden vier Schrauben gleichzeitig eingedreht.
Erfindungsgemäß wird demnach ein Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug mit einem Antrieb und mehreren Abtrieben zum Eindrehen von Schrauben in dem beschriebenen Verfahren zur Montage von Aggregaten an einer Fahrzeugkarosserie verwendet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt schematisch einen Hängeförderer mit einer Karosserie und einen Montage-Aggregatsträger mit einem Halter für eine Hinterachse vor der Montage;
2 zeigt schematisch den Hängeförderer und den Montage-Aggregatsträger gemäß 1 während der Montage;
3A zeigt schematisch den Hängeförderer und den Montage-Aggregatsträger gemäß 2 während eines weiteren Verfahrensschritts;
3B zeigt schematisch den Hängeförderer und den Montage-Aggregatsträger gemäß 2 während eines alternativen Verfahrensschritts;
4 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus der Karosserie und dem Halter der Hinterachse vor dem Eindrehen der Schrauben;
5 zeigt schematisch das Eindrehen der Schrauben mit einem Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug;
6 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus der Karosserie und dem Halter der Hinterachse nach dem Eindrehen der Schrauben und
7 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus der Karosserie und dem Halter der Hinterachse nach dem Verschrauben.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt schematisch einen Hängeförderer 2 mit einer Karosserie 1 und einen Montage-Aggregatsträger 5 mit einem Halter 11 für eine Hinterachse vor der Montage. Der Hängeförderer 2 mit der Karosserie 1 und der Montage-Aggregatsträger 5 mit dem Halter 11 wurden in eine Fügestation gefahren, in der der Halter 11 an die Karosserie 1 gefügt werden soll.
Die Karosserie hängt dazu am Gehänge 4 eines Hängeförderers 2, der sich in Richtung des Pfeils 3 bewegen kann. Der Halter 11 liegt beispielsweise schwimmend auf dem Montage-Aggregatsträger 5 auf, der ebenfalls in der Richtung des Pfeils 3 verfahrbar ist.
Zum Zusammenfügen von Halter 11 und Karosserie 1 wird der Montage-Aggregatsträger 5 durch eine Hubeinrichtung 6 gegen die Karosserie 1 angehoben oder es wird umgekehrt die Karosserie 1 auf den Montage-Aggregatsträger 5 abgesenkt. 2 zeigt das Ergebnis dieses Verfahrensschritts.
3A zeigt, wie anschließend mittels einer Fügehilfe 7 der Halter 11 auf dem Montage-Aggregatsträger 5 auf die Ka rosserie 1 ausgerichtet wird. Dazu greift die Fügehilfe 7 an einem ersten Bezugspunkt 8 an der Karosserie 1 an und erfasst somit deren Position. Sie greift weiter an einem zweiten Bezugspunkt 9 an dem Montage-Aggregatsträger 5 an und richtet den Montage-Aggregatsträger 5 auf die Karosserie 1 aus.
Die Fügehilfe 7 kann auch statt am Montage-Aggregatsträger 5 direkt an dem zu fügenden Aggregat, in diesem Fall am Halter 11, angreifen. Dies hat den Vorteil, dass keine genaue Positionierung des Aggregats relativ zum Montage-Aggregatsträger 5 notwendig ist.
Nach dem Ausrichten des Halters 11 und der Karosserie 1 wird der Montage-Aggregatsträger 5 mit dem Hängeförderer 2 beziehungsweise mit dem Gehänge 4 verbunden, was ebenfalls über die Fügehilfe erfolgen kann. Anschließend ist der nunmehr fixierte Verbund aus Karosserie 1 und Halter 11 verfahrbar, beispielsweise in eine Schraubstation.
3B zeigt eine alternative Durchführung für diesen Verfahrensschritt, bei der keine Fügehilfe verwendet wird. Stattdessen sind an dem Montage-Aggregatsträger 5 Referenzierbolzen 23, auch Zentrierzylinder genannt, vorgesehen, die in entsprechende, nicht im Detail gezeigte Referenzlöcher in der Karosserie 1 eintauchen. Anstelle von in der Karosserie 1 angeordneten Referenzlöchern können auch Referenzlöcher im Gehänge 4 vorgesehen sein. Bei diesem Vorgehen werden die Aggregate möglichst genau relativ zum Montage-Aggregatsträger 5 positioniert.
Auch bei dieser Verfahrensalternative ist der Verbund aus Karosserie 1 und Halter 11 fixiert und kann beispielsweise in eine Schraubstation verfahren werden.
4 zeigt schematisch den Ausschnitt 10 gemäß den 3A und 3B aus der Karosserie 1 und dem Halter 11 der Hinterachse vor dem Eindrehen der Schrauben. Der mit der Karosserie 1 zu verschraubende Halter 11 und die Karosserie 1 weisen an den Anschraubpunkten Schraubenlöcher 22 auf. Die Karosserie 1 weist darüber hinaus Gewindemuttern 12 zur Aufnahme von Schrauben auf. Durch das bereits erfolgte Ausrichten der Karosserie 1 und des Halters 11 liegen die Schraubenlöcher 22 bereits übereinander, so dass die Schrauben eingedreht werden können.
5 zeigt schematisch das Eindrehen der Schrauben 14 in die Schraubenlöcher 22 mit den Gewindemuttern 12 mit einem Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug 13.
Das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug 13 weist einen drehbar in einer Halteplatte 17 gelagerten Drehgriff 16 und ein mit dem Drehgriff 16 verbundenes Antriebsritzel 18 auf. In der dargestellten Ausführungsform greift das Antriebsritzel 18 direkt in Abtriebsritzel 19 ein, von denen in der gezeigten Ausführungsform vier vorhanden sind. Die Abtriebsritzel 19 sind jeweils durch starre Wellen 20 mit einer Schraubennuss 21 verbunden, die jeweils den Schraubenkopf 15 einer Schraube 14 aufnimmt.
Das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug 13 wird manuell bedient und mit den bereits eingelegten Schrauben 14 an den Anschraubpunkten auf die Schraubenlöcher 22 aufgesetzt. Die vier Schrauben 14 werden in die Schraubenlöcher 22 eingeführt und simultan in die Gewindemuttern 12 eingedreht. Sie werden jedoch noch nicht festgezogen, sondern nur so weit eingedreht, dass sie vorläufig fixiert sind.
Das Ergebnis des Einschraubens ist in 6 gezeigt. Die Schrauben 14 ragen dabei noch etwas aus den Schraubenlöchern 22 heraus.
Anschließend werden die Schrauben 14, wie in 7 gezeigt, in einer Schraubstation beispielsweise mittels Schraubspindeln vollständig in die Gewindemuttern 12 eingedreht und festgezogen. Damit ist der Halter 11 endgültig an der Karosserie 1 montiert.

1: Karosserie
2: Hängeförderer
3: Pfeil
4: Gehänge
5: Montage-Aggregatsträger
6: Hubeinrichtung
7: Fügehilfe
8: erster Bezugspunkt
9: zweiter Bezugspunkt
10: Ausschnitt
11: Halter der Hinterachse
12: Gewindemutter
13: Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug
14: Schraube
15: Schraubenkopf
16: Drehgriff
17: Halteplatte
18: Antriebsritzel
19: Abtriebsritzel
20: Welle
21: Schraubennuss
22: Schraubenloch
23: Referenzierbolzen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3545449 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Montage von Aggregaten an einer Fahrzeugkarosserie (1), das folgende Schritte aufweist: – Bereitstellen von Aggregaten auf einem Montage-Aggregatsträger (5); – Bereitstellen einer Karosserie (1) in einem Hängeförderer (2); – Anliefern der Aggregate auf dem Montage-Aggregatsträger (5) und der Karosserie (1) in dem Hängeförderer (2) in eine Fügestation; – Anheben der Aggregate auf dem Montage-Aggregatsträger (5) gegen die Karosserie (1); – Erfassen der Position der Karosserie (1) in der Fügestation und Ausrichten der Aggregate auf dem Montage-Aggregatsträger (5) nach der Position der Karosserie (1); – Verbinden des Montage-Aggregatsträgers (5) mit dem Hängeförderer (2) oder der Karosserie (1); – Eindrehen von Schrauben (14) zur Verbindung der Aggregate mit der Karosserie (1) an Anschraubpunkten in Schraubenlöcher (22) mittels eines Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeugs (13), wobei das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug (13) einen einzigen Antrieb und mindestens zwei Abtriebe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug (13) manuell bedient wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug (13) ein Antriebsritzel (18) und für jeden Abtrieb ein Abtriebsritzel (19) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Abtriebsritzel (19) mit dem Antriebsritzel (18) direkt verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Abtriebsritzel (19) mit dem Antriebsritzel (18) jeweils über einen Zahnriemen verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Abtriebsritzel (19) mit dem Antriebsritzel (18) jeweils über eine Kette verbunden sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jedes Abtriebsritzel (19) mit einer Schraubennuss (21) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei jedes Abtriebsritzel (19) über eine starre Welle (20) mit der Schraubennuss (21) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei jedes Abtriebsritzel (19) über eine flexible Welle mit der Schraubennuss (21) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei jedes Abtriebsritzel (19) über eine Gelenkwelle mit der Schraubennuss (21) verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Eindrehen der Schrauben (14) mit dem Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug (13) in einer Schraubstation erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Eindrehen der Schrauben (14) mit dem Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug (13) in der Fügestation erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Karosserie (1) mit den Aggregaten nach dem Eindrehen der Schrauben (14) mit dem Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug (13) in einer Schraubstation automatisch oder manuell verschraubt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das an der Karosserie (1) zu montierende Aggregat der Halter (11) für eine Hinterachse des Fahrzeugs ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeug (13) vier Abtriebe aufweist und vier Schrauben (14) gleichzeitig eingedreht werden.
Verwendung eines Mehrfachschrauben-Eindrehwerkzeugs (13) mit einem Antrieb und mehreren Abtrieben zum Eindrehen von Schrauben (14) in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15.