DE102010055139A1

DE102010055139A1 - Verfahren zur Montage eines Gegenstandes, Montageanlage und Gegenstand

Info

Publication number: DE102010055139A1
Application number: DE102010055139A
Authority: DE
Inventors: Joachim Echle; Franz Armbruster; Jürgen Müller
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Priority date: 2010-12-18
Filing date: 2010-12-18
Publication date: 2012-06-21
Also published as: WO2012097769A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Montage eines mehrteiligen Gegenstandes, wobei der Gegenstand Komponenten aufweist, welche jeweils eine durchgehende Bohrung aufweisen und welche längs einer Längsachse eines Trägerelements auf vorgebbaren axialen Positionen angeordnet sind. Die Erfindung beinhaltet, dass ein Teil der Komponenten auf ein Tablett aufgebracht werden, dass für jede Komponente das Tablett derartig verschoben wird, dass sich jeweils die durchgehende Bohrung jeweils einer Komponente an einer vorgebbaren Position befindet, und dass für jede Komponente das Trägerelement senkrecht zum Tablett jeweils durch die durchgehende Bohrung derartig bewegt wird, dass die Komponente ihre vorgegebene axiale Position einnimmt. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Montageanlage zur Umsetzung des Verfahrens und auf einen entsprechend gefertigten Gegenstand.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Montage eines mehrteiligen Gegenstandes, wobei der Gegenstand zumindest mehrere Komponenten aufweist, welche jeweils mindestens eine durchgehende Bohrung aufweisen und welche längs einer Längsachse eines Trägerelements auf vorgebbaren axialen Positionen angeordnet sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Montageanlage zur Umsetzung des Verfahrens, sowie auf einen entsprechend gefertigten Gegenstand. Bei dem zu fertigenden Gegenstand handelt es sich beispielsweise um eine Nockenwelle oder um eine Getriebewelle.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zur Montage von sog. gebauten Nockenwellen bekannt, bei welchen die Nocken und sonstigen Funktionselemente separat gefertigt und auf die Welle als Trägerelement bei der Montage aufgebracht werden. Im Karosseriebau ist es weiterhin bekannt, Roboter zu verwenden, um die Fertigung zu automatisieren (z. B. DE 202 16 636 U1 ).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für mehrteilige Gegenstände, wie z. B. Nockenwellen, eine verbesserte Montage vorzuschlagen. Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Verfahren und eine Montageanlage. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen entsprechend gefertigten Gegenstand.
Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Teil der Komponenten auf ein Tablett aufgebracht werden, dass für mindestens einen Teil der Komponenten, welche sich auf dem Tablett befinden, das Tablett derartig verschoben wird, dass sich jeweils die durchgehende Bohrung einer Komponente an einer vorgebbaren Position befindet, und dass das Trägerelement im Wesentlichen senkrecht zum Tablett jeweils durch die durchgehende Bohrung, welche sich an der vorgebbaren Position befindet, derartig bewegt wird, dass die jeweilige Komponente ihre vorgegebene axiale Position längs der Längsachse des Trägerelements einnimmt. Im erfindungsgemäßen Verfahren werden somit die Komponenten, welche längs der Längsachse auf das Trägerelement zu montieren sind, auf einem Tablett gelagert. Für die Fertigung wird das Tablett – alternativ auch als Palette bezeichnet – jeweils so verschoben, dass jede Komponente oder genauer: die Bohrung der Komponente auf einer bestimmten, vorgebbaren Position befindlich ist. Ist die jeweilige Komponente positioniert, so wird das Trägerelement durch die Bohrung – allgemein als Aussparung oder Durchgang bezeichnet – hindurchgeführt, bis die Komponente ihre axiale Position längs der Längsachse einnimmt. Bei der Fertigung wird somit das Trägerelement jeweils auf einer festen Stelle axial bewegt und das Tablett wird mit den Komponenten in einer Ebene senkrecht dazu mit den Aussparungen/Bohrungen dorthin verschoben. Das Tablett wird beispielsweise zeitweise vermittels Transportbändern und/oder über Linearachsen verschoben oder durch Roboter transportiert.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass alle Komponenten auf dem Tablett aufgebracht werden.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Trägerelement auf dem Tablett aufgebracht wird, dass das Trägerelement von dem Tablett – insbesondere von einem Roboter – herunter genommen wird, und dass das Trägerelement in eine Lage gebracht wird, in welcher die Längsachse des Trägeelements im Wesentlichen senkrecht auf dem Tablett steht. In dieser Ausgestaltung wird auch das Trägerelement – zumindest kurzzeitig – auf dem Tablett gelagert und dann für die Fertigung in eine für die axialen Bewegungen passende Lage versetzt. Werden zusätzlich noch alle Komponenten auf dem Tablett aufgebracht, so befinden sich die Einzelteile eines Gegenstandes jeweils komplett auf einem Tablett.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mindestens ein Teil der Komponenten auf dem Tablett in – insbesondere als Negativform ausgebildete – Nester eingebracht wird. In dieser Ausgestaltung werden die Komponenten somit gegen axiales Verschieben oder Verrutschen gesichert. Insbesondere bei rotationssymmetrischen Komponenten ist diese Fixierung vorteilhaft.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass mindestens ein Teil der Komponenten mindestens durch eine Federkraft ausgerichtet und/oder gehalten wird. Die Federkraft – ob mechanisch oder z. B. elektromagnetisch – erlaubt die orientierte Fixierung der Komponenten auf dem Tablett. Dies ist beispielsweise bei Nocken als Komponenten erforderlich, die mit einer definierten Winkelstellung auf die Welle aufzubringen sind.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass auf dem Tablett Informationen über mindestens einen Teil der Komponenten aufgebracht werden. Es werden somit beispielweise in einem RFID-Tag Daten über die Komponenten, z. B. deren Abmessungen, Orientierungen, Toleranzen hinterlegt, damit das Tablett anschließend – nach einem Auslesen der Daten – passend verschoben werden kann. Alternativ oder ergänzend dazu werden Bezeichnungen, z. B. Nummern für die Komponenten auf dem Tablett hinterlegt, durch welche in einer Datei die konkreten Abmessungen auslesbar sind. Die Daten werden somit in einer Ausgestaltung komplett auf dem Tablett hinterlegt und ergeben sich beispielsweise in einer anderen Ausgestaltung aus den Daten auf dem Tablett, die eine Zuordnung zu einer elektronischen Datenbank erlauben.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass für jede Komponente, welche sich auf dem Tablett befindet, das Tablett in Abhängigkeit von hinterlegten Informationen über die jeweilige Komponente verschoben wird. Die Daten für das Verschieben sind entweder vollständig von einer Datenspeichereinheit auf dem Tablett auslesbar oder sie ergeben sich aus dem Zugriff auf eine Datenbank.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das mit den Komponenten versehene Tablett – insbesondere zumindest in Bezug auf eine Vollständigkeit der Komponenten – vor der Montage, insbesondere optisch – kontrolliert wird. In dieser Ausgestaltung wird beispielsweise über eine Kamera mit nachgeordneter Bilderkennung kontrolliert, ob alle Komponenten auf dem Tablett vorhanden sind und/oder ob es sich um die richtigen Komponenten mit der richtigen Orientierung bzw. Lagerung handelt.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Trägerelement vor der Montage zumindest teilweise mit einem Fügemittel versehen wird.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Trägerelement zwischen einer Spindel und einer Spitze eines Gegenlagers zentriert und insbesondere mit einem vorgebbaren Anpressdruck wegunabhängig geführt wird. In einer Ausgestaltung sind zumindest zwei Spindeln vorgesehen, so dass gleichzeitig mehrere Gegenstände, z. B. mehrere Nockenwellen gefertigt werden können.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass die mit Federkraft auf dem Tablett gehaltenen Komponenten, nachdem die Komponenten ihre vorgegebene axiale Position längs der Längsachse des Trägerelements eingenommen haben, entlastet werden. Die Komponenten werden somit über Federkraft nur solange auf dem Tablett gehalten, bis sie auf der entsprechenden axialen Position befindlich sind.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der montierte Gegenstand auf dem Tablett abgelegt wird.
Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe durch eine Montageanlage zur Umsetzung des Verfahrens nach einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen.
Die Erfindung bezieht sich zudem auf einen Gegenstand, gefertigt mit dem Verfahren nach einer der oben genannten Ausgestaltungen bzw. in der erfindungsgemäßen Montageanlage. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Nockenwelle oder um eine Getriebewelle.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1: eine Nockenwelle als ein Beispiel eines zu fügenden Gegenstandes,
2: die Einzelteile einer Nockenwelle auf einem Tablett, und
3: einen Teil der Anlage für die Bewegung des Trägerelements und dessen zentraler Lagerung.
Die 1 zeigt eine Nockenwelle als einen zu montierenden mehrteiligen Gegenstand, wobei hier Nocken als Beispiele für die zu befestigenden Komponenten 1 auf der Welle als Trägerelement 2 aufgebracht sind. Die Komponenten 1 befinden sich dabei auf vorgebbaren axialen Positionen längs der Längsachse des Trägerelements 2.
In der 2 sind die Einzelteile einer zu montierenden Nockenwelle auf einem Tablett 3 aufgebracht. Die Komponenten 1 befinden sich teilweise in Negativformen und sind teilweise über Federkraft in passender Orientierung gehalten. Die Welle als Trägerelement 2 ist hier ebenfalls auf dem Tablett 3 abgelegt, so dass alle Einzelteile einer Nockenwelle zusammen auf einem Tablett 3 vor der Montage vereint sind. Unter den Komponenten 1 befinden sich in dem Tablett 3 durchgehende Aussparungen, durch welche das Trägerelement 2 bei der Montage hindurchgeführt wird. Die seitlichen Vorrichtungen des Tabletts 3 erlauben eine z. B. Aufnahme über ein Nullpunktspannsystem.
Die 3 zeigt das Trägerelement 2 angeordnet zwischen der Spindel 4 und dem Gegenlager 5. Durch diese Anordnung wird das Trägerelement 2 jeweils axial durch die Aussparungen der Komponenten hindurch bewegt, so dass die Komponenten sich jeweils auf der ihnen zugeordneten axialen Position befinden. Dabei wird das Trägerelement 2 mit einem eingestellten Anpressdruck geführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20216636 U1 [0002]

Claims

Verfahren zur Montage eines mehrteiligen Gegenstandes, wobei der Gegenstand zumindest mehrere Komponenten aufweist, welche jeweils mindestens eine durchgehende Bohrung aufweisen und welche längs einer Längsachse eines Trägerelements auf vorgebbaren axialen Positionen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Komponenten auf ein Tablett aufgebracht werden, dass für mindestens einen Teil der Komponenten, welche sich auf dem Tablett befinden, das Tablett derartig verschoben wird, dass sich jeweils die durchgehende Bohrung einer Komponente an einer vorgebbaren Position befindet, und dass das Trägerelement im Wesentlichen senkrecht zum Tablett jeweils durch die durchgehende Bohrung, welche sich an der vorgebbaren Position befindet, derartig bewegt wird, dass die jeweilige Komponente ihre vorgegebene axiale Position längs der Längsachse des Trägerelements einnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Komponenten auf dem Tablett in – insbesondere als Negativform ausgebildete – Nester eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Tablett Informationen über mindestens einen Teil der Komponenten aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Komponente, welche sich auf dem Tablett befindet, das Tablett in Abhängigkeit von hinterlegten Informationen über die jeweilige Komponente verschoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit den Komponenten versehene Tablett – insbesondere zumindest in Bezug auf eine Vollständigkeit der Komponenten – vor der Montage, insbesondere optisch – kontrolliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement zwischen einer Spindel und einer Spitze eines Gegenlagers zentriert und insbesondere mit einem vorgebbaren Anpressdruck wegunabhängig geführt wird.
Montageanlage zur Umsetzung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Gegenstand, gefertigt mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder in der Montageanlage des Anspruchs 7.
Gegenstand nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Nockenwelle oder um eine Getriebewelle handelt.