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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wechseln der Materialwagen eines insbesondere fahrerlosen Transportsystems einer Fertigungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5.
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Solche Transportsysteme werden zum Beispiel bei der Serienfertigung von Kraftfahrzeugen verwendet und sind allgemein bekannt. Dabei werden die Materialwagen an einem geeigneten Ort kommisioniert bzw. mit zu verbauenden Teilen beladen. Dann dockt ein fahrerloses Schleppfahrzeug von unten an, indem es unter den Materialwagen fährt und über eine Kupplungseinrichtung mit diesem verbunden wird. Über im Boden befindliche Leiteinrichtungen fährt das Schleppfahrzeug fahrerlos zu einem definierten Montageort, an dem ein zwischenzeitlich entleerter Materialwagen geparkt ist. Der Ablauf ist dann so, dass der beladene Materialwagen auf den entleerten Materialwagen quasi auffährt und diesen verschiebt, bis der beladene Materialwagen den definierten Montageort erreicht hat. Dann wird über die Leiteinrichtung der Transportwagen entkuppelt, fährt unter den entleerten Transportwagen, kuppelt diesen an und fährt über eine Schleife wieder zum Kommisionierungsort.
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Bei dem beschriebenen Wechsel der Materialwagen hat sich das wieder Andocken des entleerten Materialwagens gelegentlich als problematisch erwiesen, weil dessen Position beim Wiedereinkuppeln nicht genau zur Position des Schleppfahrzeuges übereinstimmte.
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Aus der
EP 0 718 179 A1 ist weiter bereits eine Bearbeitungsanlage für Werkstücke, wie zum Beispiel Pkw-Karossen, mit einer Bearbeitungslinie bekannt, die von einer Vielzahl von Bearbeitungsplattformen gebildet wird. Diese Bearbeitungsplattformen sind fahrerlose Transportfahrzeuge, die je einen Eigenantrieb und eine dazugehörige Steuerung haben, die in Bearbeitungslinien lückenlos aneinander liegend einen Schubverband bilden und die sich in den anderen Bereichen selbst und die sich in den anderen Bereichen selbstfahrend fortbewegen. Um sicherzustellen, dass derartige Bearbeitungslinien mit nur geringem Aufwand verändert werden können, sieht die
EP 0 718 179 A1 vor, die fahrerlosen Transportfahrzeuge auch im Schubverband auf ihren eigenen Rädern fahren zu lassen, und zwar mit ihrem eigenen Antrieb, so dass diese von ihrer eigenen Steuerung gesteuert werden können. Dadurch soll auf den Einsatz von Schienensystem verzichtet werden.
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Weiter ist aus der
EP 1 352 817 A1 eine Transporteinrichtung zum Transport langer Bauteile entlang einer definierten Transportstrecke bekannt, wobei die Bauteile eine solche Länge aufweisen, dass ein einzelnes Transportfahrzeug nicht ausreicht. Dementsprechend ist bei der
EP 1 352 817 A1 vorgesehen, mehrere Transportfahrzeuge beabstandet voneinander vorzusehen, auf denen die langen Bauteile positioniert und abgestützt werden können. Die Kopplung der Transportfahrzeuge untereinander soll hierbei durch das Bauteil selbst erfolgen. Über eine zusätzliche Kopplungseinrichtung, zum Beispiel eine Deichsel, können die beiden Transportfahrzeuge bei Bedarf auch untereinander gekoppelt werden.
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Eine Anhängerkupplung für eine Zugmaschine für Transportwagen ist auch aus der
DE 103 30 637 A1 bekannt, bei der eine mit der Zugmaschine fest verbundene Anhängerkupplung quer zu einem Ankoppelholm bewegbare, durch Federn gespannte Greifer aufweist, die den Ankoppelholm für einen lockeren Formschluss umfassen können. Die vorgespannten Schließfedern für die Greifer können über einen Auslöser entriegelt werden, in dem ein mit dem Transportwagen fest verbundenes Teil auf den Auslöser wirkt. Hierzu muss vorher mittels einer Verrastungsvorrichtung sichergestellt werden, dass die Schließfedern durch eine äußere Krafteinwirkung bis zu einem Einhakpunkt die Greifer auseinanderzieht.
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Weiter ist aus der
DE 100 59 256 C2 eine Anhängerkupplung für einen mit Lenkrollen ausgerüsteten Wagen, insbesondere für einen Postrollbehälter, bekannt. Ein derartiger Anhänger ist an einer vorderen Stirnseite mit einer hochschwenkbar angelenkten Zugdeichsel versehen, die wiederum an eine Deichselaufnahme eines Zugfahrzeuges ankuppelbar ist, die einen Kupplungsbolzen für eine am freien Ende der Zugdeichsel ausgebildete Öse aufweist. Der Kupplungsbolzen ist hier feststehend und im Wesentlichen vertikal angeordnet, wobei die Deichselaufnahme in Zugrichtung vor dem Kupplungsbolzen ein die vertikale Beweglichkeit der Zugdeichsel derart einengendes Widerlager aufweist, das im Auflaufbetrieb die auf dem Kupplungsbolzen steckende Zugdeichsel mit ihrem freien Ende unter Ausnutzung der durch die in Deichselrichtung längliche Öse gegebenen Beweglichkeit mit dem Widerlager überlappt und dadurch auf dem Kupplungsbolzen gehalten wird.
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Und schließlich ist aus der
DE 20 2008 012 180 U1 ein Transportsystem für einen innerbetrieblichen Materialverkehr bekannt, bei dem der als Kupplungsstück fungierende Kupplungsring an einer Kupplungseinrichtung befestigt ist, die um eine horizontale, quer zur Längsrichtung des Wagens verlaufende Achse schwenkbar in der Deichsel gehalten ist. An der Kupplungseinrichtung sind noch zwei zu beiden Seiten der Längsachse des Wagens angeordnete, normal zum Kupplungsstück angeordnete Formschlusselemente, wie zum Beispiel Zapfen, gehalten, während die Kupplungsplatte den Formschlusselementen, das heißt konkret den Zapfen entsprechende Aufnahmen aufweist.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum unproblematischen Wechseln der Materialwagen am Montageort vorzuschlagen. Ferner soll eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
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Die Lösung der verfahrensgemäßen Aufgabe gelingt mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angeführt.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass an den Materialwagen wenigstens ein Haltemittel vorgesehen ist, das beim Kontakt der beiden Materialwagen diese aneinander hält, wobei das wenigstens eine Haltemittel beim Andocken des Schleppfahrzeuges an dem entleerten Materialwagen wieder gelöst wird. Es wurde erkannt, dass zwar der beladene Materialwagen über das Schleppfahrzeug justiert genau am Montageort zum Stillstand kommt, während der leere Materialwagen entkoppelt verschoben wird und deshalb geringen Positionsabweichungen zu der Position des Schleppfahrzeuges im Moment des Wiedereinkuppelns unterliegen kann, die den Andockvorgang stören können. Durch die Haltemittel zwischen den beiden Materialwagen ist nunmehr auch die Position des leeren Materialwagens genau definiert und ein problemloser Kuppelvorgang sichergestellt. Im Moment des Wiedereinkuppelns bzw. des Andockens am leeren Materialwagen wird die Verbindung zwischen den beiden Materialwagen gelöst. Dies kann zum Beispiel elektrisch gesteuert sein, über Schalter und elektromagnetische Stellmittel.
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In baulich und funktionstechnisch einfacher Weise können die Haltemittel mit der Kupplungseinrichtung zwischen dem Schleppfahrzeug und den Materialwagen jedoch derart zusammenwirken, dass die Haltemittel beim Andocken gelöst werden.
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Die Haltemittel können vorteilhaft mechanisch durch zumindest eine schwenkbare Klinke gebildet sein, die mit zumindest einem entsprechend einrastbaren Haltebügel am anderen Materialwagen formschlüssig zusammenwirkt und die über die Kupplungseinrichtung entriegelt wird.
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In bevorzugter, alternativer Ausgestaltung der Erfindung können die Haltemittel durch zumindest einen Magneten am einen Materialwagen und durch zumindest eine Kontaktplatte am anderen Materialwagen gebildet sein, wobei die Magnetkraft über die Kupplungseinrichtung mittelbar oder unmittelbar aufgehoben wird. Bei Verwendung eines Elektromagneten könnte dies durch Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromagneten mittelbar erfolgen. Alternativ dazu kann ein Dauermagnet verwendet sein, dessen Haltekraft durch Wegschwenken, Abkippen, etc. von einem Kontaktteil unterbrochen wird.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der die Kupplungseinrichtung durch einen vorzugsweise vertikal nach oben ausfahrbaren Kupplungsbolzen am Schleppfahrzeug gebildet ist, der beim Andocken eines Materialwagens in eine dann vorzugsweise nach unten offene Kupplungsöse des Materialwagens einfährt, besteht darin, dass mit der Betätigung des Kupplungsbolzens die Haltemittel über ein Gestänge oder einen Seilzug lösbar sind. Eine derartige Vorrichtung ist im Dauerbetrieb besonders robust und fertigungstechnisch einfach herstellbar.
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Dabei kann das Gestänge zum Beispiel als ein zweiarmiger, am Materialwagen schwenkbar gelagerter Hebel ausgebildet sein, dessen eines Ende über den Kupplungsbolzen verschwenkt wird und dessen anderes Ende die Haltemittel löst.
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Dazu kann in besonders vorteilhafter Weise an dem einen Materialwagen stirnseitig zumindest ein Magnet, vorzugsweise ein Dauermagnet angeordnet sein, der mit zumindest einer metallischen Kontaktplatte am anderen Materialwagen als Haltemittel zusammenwirkt, wobei die Kontaktplatte an dem einen Ende des zweiarmigen Hebels ausgebildet ist und der Hebel so ausgeführt ist, dass beim Andocken des jeweils leeren Materialwagens das die Kontaktplatte tragende Ende des Hebels von dem Magneten wegschwenkbar ist und damit die Haltekraft aufhebt.
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Schließlich kann in der Haltestellung des Hebels dessen Drehachse im Wesentlichen in einer horizontalen Kraftwirkungsebene mit dem Magneten bzw. Dauermagneten ausgerichtet sein. Dies stellt sicher, dass die ggf. auftretenden Zugkräfte zwischen den beiden Materialwagen senkrecht auf die Kontaktfläche des Magneten wirken und somit die größte Haltekraft sicherstellen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
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1 eine skizzenhafte Übersicht eines fahrerlosen Transportsystems für eine Fertigungseinrichtung, mit einem spurgeführten Schleppfahrzeug, das mehrere Materialwagen im Hucke-Pack-Verfahren von einem Kommisionierungsort a zu einem Montageort b und zurück befördert,
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2 eine Ansicht X der 1 auf das an einem der Materialwagen über eine Kupplungseinrichtung angedockte Schleppfahrzeug,
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3 einen senkrechten Mittellängsschnitt durch zwei im Wechsel am Montageort b befindliche Materialwagen, wobei der beladene Materialwagen mit dem leeren Materialwagen über Haltemittel gekoppelt ist, und
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4 die gleiche Ansicht auf die Materialwagen gemäß 3, bei der der leere Materialwagen mit dem Andocken des Schleppfahrzeuges vom beladenen Materialwagen gelöst ist.
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Die 1 zeigt als einfache Übersicht ein fahrerloses Transportsystem für eine Fertigungseinrichtung zum Beispiel bei einer Serienfertigung von Kraftfahrzeugen, mittels dem zu verbauende Bauteile (zum Beispiel Innenverkleidungen von Türen oder Seitenteile von Kraftfahrzeugen) von einem Kommisionierungsort a zu einem entfernt dazu befindlichen Montageort b befördert werden.
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Das Transportsystem weist dazu ein Schleppfahrzeug 10 und mehrere, zumindest zwei gestellförmige Materialwagen 12 auf, die jeweils auf mehreren, insbesondere vier Rädern 14, 16 am Boden 18 der Fertigungseinrichtung abrollen.
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Das Schleppfahrzeug 10 ist elektrisch betrieben und wird über eine in den Boden 18 eingebaute, spurführende Leiteinrichtung 20 (nur angedeutet) elektrisch (zum Beispiel induktiv) oder mechanisch (zum Beispiel über spurgeführte Lenkhebel an den Rädern 14) gesteuert. Über die Leiteinrichtung 20 werden auch die Haltsignale für das Schleppfahrzeug bei a und b sowie der noch zu beschreibende Andockvorgang gesteuert.
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Zum Andocken eines der baugleichen Materialwagen 12 fährt das Schleppfahrzeug 10 im Hucke-Pack-Verfahren (vergleiche 2) unter den Materialwagen 12 ein, dessen Fahrgestell mit nach unten abragenden Stützen 22, mit oberen Querstreben 24 und seitlichen Längsstreben 26 einen U-förmigen, durchgängigen Freiraum 28 bildet.
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An dem Schleppfahrzeug 10 ist in dessen senkrechter Längsmittelebene eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung 30 mit einem nach oben ausfahrbaren Kupplungsbolzen 32 vorgesehen, die mit einer korrespondierenden Kupplungsöse 34 an den Materialwagen 12 zusammenwirkt. Nach dem Einfahren des Kupplungsbolzens 32 in die Kupplungsöse 34 kann der Materialwagen 12 von dem Schleppfahrzeug 10 über die Leiteinrichtung 20 spurgeführt von a nach b befördert werden.
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An einem jeden Materialwagen 12 sind Haltemittel an dessen vorderer und hinterer Stirnseite angeordnet, die sich einerseits aus einem Dauermagneten 36 und andererseits aus einer metallischen, mit dem Dauermagneten 36 zusammenwirkenden Kontaktplatte 38 zusammensetzt.
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Die Kontaktplatte 38 ist am Ende eines zweiarmigen Hebels 40 ausgebildet, der über eine am Materialwagen 12 an einer Querstrebe 42 über eine Schwenkachse 44 gelagert ist und dessen anderes Ende die Kupplungsöse 34 des Materialwagens 12 derart überragt, dass mit dem Einfahren des Kupplungsbolzens 32 beim Andocken des Materialwagens 12 der Hebel 40 verschwenkt wird.
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Der in Längsrichtung des Materialwagens 12 sich erstreckende Hebel 40 ist in der Haltestellung (1) etwa horizontal ausgerichtet, wobei dessen Kontaktplatte 38 und die Schwenkachse 44 in gleicher Höhe liegen. Ferner liegt dabei die Kontaktplatte 38 unmittelbar dem Dauermagneten 36 des jeweils anderen Materialwagens 12 gegenüber, so dass diese beim Auffahren des einen Materialwagens 12 auf den anderen Materialwagen 12 miteinander in Kontakt geraten und durch Magnetkraft aneinander gehalten sind.
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Die 3 und 4 zeigen den Wechsel eines beladenen Materialwagens 12 mit einem leeren Materialwagen 12 mit entsprechendem Abkoppeln des beladenen Materialwagens 12 von dem Schleppfahrzeug 10 (der besseren Übersichtlichkeit wegen ist das Schleppfahrzeug 10 nicht dargestellt, lediglich der Kupplungsbolzen 32 der Kupplungseinrichtung 30 ist ersichtlich) und Andocken des leeren Materialwagens 12 zu dessen Rückbeförderung und weiteren Beladung.
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Es sei angenommen, dass der auf der Zeichnung 3 und 4 linke Materialwagen 12 leer ist, also keine zu verbauenden Bauteile mehr trägt. Der rechte Materialwagen 12 ist mit Bauteilen beladen und soll exakt am Montageort b abgestellt werden. Die besagten Bauteile (nicht dargestellt) können übrigens seitlich und/oder oberhalb des U-förmigen Fahrgestells 22, 24, 26 des Materialwagens 12 einfach entnehmbar abgestellt oder aufgehängt sein. Das Schleppfahrzeug 10 mit dem beladenen Materialwagen 12 bewegt sich in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 46.
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Der leere Materialwagen 12 steht an dem definierten Montageort b, der durch eine senkrechte Mittellinie durch die Kupplungsöse 34 des Materialwagens 12 verdeutlicht ist.
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Nähert sich das Schleppfahrzeug 10 mit dem beladenen Materialwagen 12 dem leeren Materialwagen 12 (3), so fährt der beladene Materialwagen 12 mit dem stirnseitig vorragenden Dauermagneten 36 auf die Kontaktplatte 38 des leeren Materialwagens 12 auf, die an dem horizontal abragenden Hebel 40 ausgebildet ist. Der an dem Montageort b geparkte, leere Materialwagen 12 ist nunmehr durch Magnetkraft an dem beladenen Materialwagen 12 gehalten. Das Schleppfahrzeug 10 fährt unter Mitnahme des leeren Materialwagens 12 mit dem beladenen Materialwagen 12 weiter, bis dieser exakt die Position an dem Montageort b (4) erreicht hat. Hier wird das Schleppfahrzeug 10 über die Leiteinrichtung 20 gesteuert angehalten und von dem beladenen Materialwagen 12 entkoppelt.
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Sodann fährt das Schleppfahrzeug 10 um einen definierten Abstand s weiter, so dass die Kupplungseinrichtung 30 mit dem Kupplungsbolzen 32 exakt mit der darüber liegenden Kupplungsöse 34 des leeren Materialwagens 12 übereinstimmt. Der Abstand s ist durch die Haltemittel bzw. durch den Dauermagneten 36 und die Kontaktplatte 38 mit dem Hebel 40 genau bestimmt. Es ist also vermieden, dass ggf. der leere Materialwagen 12 in eine undefinierte Position rollt und nicht angedockt werden kann.
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Nach dem Durchfahren der Strecke s wird das Schleppfahrzeug 10 erneut gestoppt und die Kupplungseinrichtung 30 betätigt. Mit dem Einfahren des Kupplungsbolzens 32 in die Kupplungsöse 34 wird der zweiarmigen Hebel 40 derart verschwenkt (vergleiche 4), dass die Kontaktplatte 38 außer Kontakt mit dem Dauermagneten 36 gerät. Der leere Materialwagen 12 ist dann von dem beladenen, nunmehr geparkten Materialwagen 12 gelöst und kann mittels des Schleppfahrzeuges 10 wieder zum Kommisionierungsort a befördert werden.
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Ein weiterer Wechsel der Materialwagen 12 erfolgt aufgrund deren Baugleichheit wie vorbeschrieben, nachdem ein jeder Materialwagen 12 die gleichen Haltemittel 36, 38, 40 aufweist.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle eines Dauermagneten 36 können auch mehrere Dauermagneten 36 vorgesehen sein, die mittels eines oder mehrerer, miteinander gekoppelter Hebel 40 betätigt werden. Die Hebel 40 können auch so konstruiert sein, dass sie beim Andockvorgang die Kontaktplatte 38 von dem Dauermagneten 36 abdrücken (anstatt wegschwenken). Ferner können anstelle der Dauermagnete 36 auch Elektromagnete vorgesehen sein, die entsprechend über die Steuerung des Schleppfahrzeuges 10 aktivierbar bzw. deaktivierbar sein können.
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Anstelle von Magnetkraft können auch formschlüssig wirkende Haltemittel wie beispielsweise schwenkbare Klinken verwendet sein, die mit entsprechenden Haltebügeln am anderen Materialwagen zusammenwirken. Die Klinken können ggf. über den Hebel 40 wie vorbeschrieben entriegelbar sein.
