DE102011052068A1 - Conveyer system for transporting vehicle chassis in automobile production line, has carrying unit that is provided for carrying vehicle chassis and provided with composite material - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fördersystem zum Transport von Fahrzeugkarosserien oder Teilen von Fahrzeugkarosserien für die Automobilproduktion, aufweisend wenigstens eine Trageinheit, mit der die Fahrzeugkarosserie oder ein Teil einer Fahrzeugkarosserie beförderbar ist.The present invention relates to a conveyor system for transporting vehicle bodies or parts of vehicle bodies for automobile production, comprising at least one support unit, with which the vehicle body or a part of a vehicle body is conveyed.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Aus der
Bekannte Fördersysteme sind als Metallkonstruktionen ausgeführt und weisen eine Rohr- oder Profilstruktur auf. Insbesondere können die Trageinheit und auch der Tragrahmen auch zur Bildung des Fördersystems aus einer metallischen Profil- oder Rohrkonstruktion bestehen.Known conveyor systems are designed as metal structures and have a pipe or profile structure. In particular, the support unit and the support frame can also consist of a metallic profile or pipe construction for the formation of the conveyor system.
Nachteilhafterweise sind die bewegten Massen der Metallkonstruktion sehr groß, die mit der Fahrzeugkarosserie mitbewegt werden müssen. Es können sogar die mitbewegten Massen der Trageinheit zur Aufnahme der Fahrzeugkarosserie größer sein als die Masse der Fahrzeugkarosserie selbst. Im Ergebnis muss die Konstruktion des Fördersystems entsprechend steif ausgeführt werden, was wiederum zu einer entsprechend starken Dimensionierung der Komponenten des Fördersystems führt, wodurch sich folglich die dynamisch bewegte Massen erhöhen. Weiterhin ist ein erheblicher Energieaufwand notwendig, um große Massen dynamisch zu beschleunigen und zu verzögern, die zusätzlich zur Masse der Fahrzeugkarosserie mitbewegt werden müssen.Disadvantageously, the moving masses of the metal structure are very large, which must be moved with the vehicle body. It can even be the moving masses of the support unit for receiving the vehicle body is greater than the mass of the vehicle body itself. As a result, the construction of the conveyor system must be carried out according stiff, which in turn leads to a correspondingly strong dimensioning of the components of the conveyor system, which consequently the increase dynamically moving masses. Furthermore, a considerable amount of energy is required to dynamically accelerate and decelerate large masses that must be moved in addition to the mass of the vehicle body.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Fördersystem zum Transport von Fahrzeugkarosserien oder Teilen von Fahrzeugkarosserien zu schaffen, das die vorstehend dargelegten Nachteile des Standes der Technik überwindet und eine verbesserte Konstruktion aufweist. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fördersystem zu schaffen, das unter Beibehaltung einer notwendigen Steifigkeit geringere bewegte Massen aufweist.It is therefore the object of the present invention to provide an improved conveyor system for transporting vehicle bodies or parts of vehicle bodies, which overcomes the above-described disadvantages of the prior art and has an improved construction. In particular, it is the object of the present invention to provide a conveyor system which has lower moving masses while maintaining a necessary rigidity.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Fördersystem zum Transport von Fahrzeugkarosserien oder Teilen von Fahrzeugkarosserien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved on the basis of a conveyor system for transporting vehicle bodies or parts of vehicle bodies according to the preamble of claim 1 in conjunction with the characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass wenigstens die Trageinheit einen Faserverbundwerkstoff aufweist.The invention includes the technical teaching that at least the support unit comprises a fiber composite material.
Die Erfindung schlägt ein Fördersystem zum Transport von Fahrzeugkarosserien oder zumindest von Teilen von Fahrzeugkarosserien für die Automobilproduktion vor, das wenigstens teilweise einen Faserverbundwerkstoff aufweist, insbesondere für Bauteile oder Bauteilbereiche, die zur Bildung der Struktur beispielsweise der Trageinheit oder des sonstigen Fördersystems dienen und somit als kraftaufnehmende Strukturbauteile ausgebildet sind. Dabei kann wenigstens die Trageinheit, mit der die Fahrzeugkarosserie aufgenommen ist, einen Faserverbundwerkstoff aufweisen, wobei der Faserverbundwerkstoff entweder einen konventionellen metallischen Werkstoff substituiert oder den konventionellen metallischen Werkstoff wenigstens teilweise verstärkt. Damit kann das Fördersystem auch vorteilhafter Weise eine Hybridbauweise aufweisen, die einerseits einen konventionellen Stahlwerkstoff und überdies einen Faserverbundwerkstoff aufweist. Beispielsweise können Komponenten aus einem Stahlwerkstoff und weitere Komponenten aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen. Erfindungsgemäß ist jedoch auch die Möglichkeit vorgesehen, eine Komponente auszubilden, die sowohl einen metallischen Werkstoff als auch einen Faserverbundwerkstoff aufweist. Beispielsweise kann der metallische Werkstoff eine Grundstruktur des Bauteils des Fördersystems bilden, und der Faserverbundwerkstoff dient zur Ausbildung der Kraftflussbereiche des Bauteils. Faserverbundwerkstoffe können als Hochleistungswerkstoffe ausgebildet sein und bei geringem Gewicht eine hohe Festigkeit bieten.The invention proposes a conveyor system for transporting vehicle bodies or at least parts of vehicle bodies for automobile production, which at least partially comprises a fiber composite material, in particular for components or component areas which serve to form the structure of, for example, the support unit or the other conveyor system and thus as force-absorbing Structural components are formed. In this case, at least the support unit, with which the vehicle body is received, have a fiber composite material, wherein the fiber composite material either substituted a conventional metallic material or at least partially reinforced the conventional metallic material. Thus, the conveyor system can also advantageously have a hybrid construction, on the one hand has a conventional steel material and also a fiber composite material. For example, components made of a steel material and other components may consist of a fiber composite material. According to the invention, however, the possibility is also provided to form a component which has both a metallic material and a fiber composite material. For example, the metallic material can form a basic structure of the component of the delivery system, and the fiber composite material serves to form the force flow regions of the component. Fiber composites can be designed as high performance materials and offer high strength with low weight.
Vorteilhafterweise kann der Faserverbundwerkstoff wenigstens teilweise eine Faserverbundstruktur mit einer Kunststoffmatrix aufweisen. Insbesondere können metallische Komponenten in die Kunststoffmatrix mit eingegossen sein, sodass durch die Kombination aus einer metallischen Komponente und einer Faserverbundstruktur ein Hybridbauteil des Fördersystems gebildet wird. Der Faserverbundwerkstoff kann beispielsweise ein Glasfasermaterial oder ein Kohlefasermaterial aufweisen, wobei als Matrix vorzugsweise ein Epoxydharz vorgesehen ist. Das Glasfasermaterial oder das Kohlefasermaterial dient als kraftleitende und aussteifende Komponente, und die Matrix, insbesondere gebildet durch ein Epoxydharz, dient zur Auffüllung des Glasfasermaterials oder des Kohlefasermaterials.Advantageously, the fiber composite material may at least partially have a fiber composite structure with a plastic matrix. In particular, metallic components can be cast in the plastic matrix so that a hybrid component of the conveyor system is formed by the combination of a metallic component and a fiber composite structure. The fiber composite material may comprise, for example, a glass fiber material or a carbon fiber material, wherein an epoxy resin is preferably provided as the matrix. The glass fiber material or the carbon fiber material serves as a force-conducting and stiffening component, and the matrix, in particular formed by an epoxy resin, serves to fill up the glass fiber material or the carbon fiber material.
Das Fördersystem kann einen Tragrahmen aufweisen, wobei der Tragrahmen wenigstens teilweise einen Faserverbundwerkstoff aufweist. Der Tragrahmen bildet einen nicht dynamisch bewegten Teil des Fördersystems, wobei im Hinblick auf die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften des Faserverbundwerkstoffes auch der Tragrahmen aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet oder durch einen Faserverbundwerkstoff zumindest verstärkt sein kann. Insbesondere kann der Tragrahmen eine Trägerschiene aufweisen, in der die Trageinheit beweglich geführt ist, wobei die Trägerschiene ebenfalls über einen Faserverbundwerkstoff verfügen kann.The conveyor system may comprise a support frame, wherein the support frame at least partially comprises a fiber composite material. The support frame forms a non-dynamically moving part of the conveyor system, wherein in view of the advantageous mechanical properties of the fiber composite material, the support frame may be formed of a fiber composite material or at least reinforced by a fiber composite material. In particular, the support frame may have a support rail in which the support unit is movably guided, wherein the support rail may also have a fiber composite material.
Mit besonderem Vorteil kann das Glasfasermaterial oder das Kohlefasermaterial des Faserverbundwerkstoffes eine Faserstruktur aufweisen, die wenigstens teilweise in einer Kraftflussrichtung verläuft. Insbesondere die Trageinheit, mit der die Fahrzeugkarosserie aufgenommen ist, dient als Komponente im Kraftfluss zur Aufnahme der Masse der Fahrzeugkarosserie, und das Glasfasermaterial oder das Kohlefasermaterial zur Bildung wenigstens eines Teils der Trageinheit kann eine Faserstruktur aufweisen, die in Kraftflussrichtung verläuft. Damit wird eine besondere Steifigkeit und Kraftaufnahmefähigkeit der Trageinheit geschaffen, da der Faserverbundwerkstoff in Richtung der Faserstruktur des Glasfasermaterials oder des Kohlefasermaterials die höchste Belastbarkeit aufweist. Bildet das Bauteil des Fördersystems eine Strebe, ein Rohr oder einen Träger mit einer jeweiligen Längsrichtung, so kann die Faserstruktur vorzugsweise in der Längsrichtung des Bauteils verlaufen. Der Verlauf der Faserstruktur bezieht sich dabei auf den Hauptanteil der Faserstruktur, wobei wenigstens ein weiterer Faseranteil in der Faserstruktur vorhanden sein kann, der nicht in Kraftflussrichtung verläuft, beispielsweise unter einem beliebigen Winkel zur Kraftflussrichtung oder quer oder diagonal zur Kraftflussrichtung.With particular advantage, the glass fiber material or the carbon fiber material of the fiber composite material may have a fiber structure which extends at least partially in a force flow direction. In particular, the support unit with which the vehicle body is received, serves as a component in the power flow for receiving the mass of the vehicle body, and the glass fiber material or the carbon fiber material for forming at least a portion of the support unit may have a fiber structure extending in the direction of force flow. Thus, a special rigidity and force-absorbing capacity of the support unit is created, since the fiber composite material in the direction of the fiber structure of the glass fiber material or the carbon fiber material has the highest load capacity. If the component of the conveyor system forms a strut, a tube or a carrier with a respective longitudinal direction, the fiber structure may preferably extend in the longitudinal direction of the component. The course of the fiber structure refers to the majority of the fiber structure, wherein at least one further fiber portion may be present in the fiber structure, which does not extend in the direction of force flow, for example, at any angle to the direction of force flow or transverse or diagonal to the direction of force flow.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Fördersystem Krafteinleitungselemente und/oder Verbindungselemente aufweisen, die wenigstens teilweise einen Faserverbundwerkstoff aufweisen. Krafteinleitungselemente können beispielsweise durch Elemente gebildet sein, mit denen die Fahrzeugkarosserie unmittelbar aufgenommen ist. Ferner können Krafteinleitungselemente durch Winkelelemente, Profilendstücke, Gelenkelemente oder dergleichen gebildet sein, die zumindest teilweise aus Faserverbundwerkstoff ausgebildet sein können. Verbindungselemente können beispielsweise mehrere Profilelemente oder Rohrelemente miteinander verbinden, und sind vorzugsweise in Eckbereichen der Trageinheit und/oder des Tragrahmens angeordnet. Damit bilden Verbindungselemente ebenfalls Krafteinleitungselemente, die wenigstens teilweise aus Faserverbundwerkstoff bestehen können. Vorzugsweise können die Profil- und/oder Rohrelemente zur Bildung des Fördersystems mit den Verbindungselementen verklebt sein, da eine Klebetechnologie zur Verbindung von Faserverbundwerkstoffen bevorzugt Verwendung finden kann. Insbesondere kann eine Klebetechnologie auch zwischen konventionellen Komponenten aus einem metallischen Werkstoff und erfindungsgemäßen Komponenten aus einem Faserverbundwerkstoff des Fördersystems Verwendung finden.According to a further advantageous embodiment, the conveyor system may comprise force introduction elements and / or connecting elements, which at least partially comprise a fiber composite material. Force introduction elements can be formed, for example, by elements with which the vehicle body is directly received. Furthermore, force introduction elements may be formed by angle elements, profile end pieces, joint elements or the like, which may be formed at least partially from fiber composite material. Connecting elements, for example, connect a plurality of profile elements or pipe elements together, and are preferably arranged in corner regions of the support unit and / or the support frame. Thus, connecting elements also form force introduction elements, which may at least partially consist of fiber composite material. Preferably, the profile and / or tubular elements may be glued to the formation of the conveyor system with the connecting elements, since an adhesive technology for the connection of fiber composite materials may preferably be used. In particular, an adhesive technology can also be used between conventional components made from a metallic material and components according to the invention from a fiber composite material of the conveyor system.
Zumindest die Trageinheit und/oder der Tragrahmen können wenigstens teilweise aus Hohlprofilen ausgebildet sein. Die Hohlprofile können aus Faserverbundwerkstoff bestehen, und weisen aufgrund ihrer Hohlstruktur eine hohe Belastbarkeit, insbesondere eine hohe Biegesteifigkeit auf, wobei trotz der hohen Biegesteifigkeit Hohlprofile aus Faserverbundwerkstoff ein geringes Gewicht aufweisen. Der Tragrahmen kann aus miteinander verstrebten Hohlprofilen aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet sein, und die Trageinheit kann ebenfalls aus Hohlprofilen ausgebildet sein, die beispielsweise durch Verbindungselemente miteinander verbunden sind, die beispielsweise auch aus Faserverbundwerkstoff ausgebildet sind. Zur Aufnahme der Fahrzeugkarosserie in der Trageinheit können Krafteinleitungselemente dienen, die beispielsweise durch eine Klebetechnik an die Trageinheit angebracht sind.At least the support unit and / or the support frame may be at least partially formed from hollow profiles. The hollow profiles may consist of fiber composite material, and have due to their hollow structure a high load capacity, in particular a high flexural rigidity, wherein despite the high bending stiffness hollow profiles made of fiber composite material have a low weight. The support frame may be formed of mutually braced hollow profiles of a fiber composite material, and the support unit may also be formed of hollow profiles, which are interconnected, for example, by connecting elements, which are for example also formed from fiber composite material. For receiving the vehicle body in the support unit can serve force introduction elements, which are attached for example by an adhesive technique to the support unit.
Ein besonderer Vorteil bei der Bildung eines Fördersystems zum Transport von Fahrzeugkarosserien oder Teilen von Fahrzeugkarosserien kann erreicht werden, wenn das Fördersystem in seiner Struktur nach Art einer Stahlkonstruktion ausgebildet ist, wie diese aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist. Dabei kann wenigstens die Trageinheit und/oder der Tragrahmen durch die Vorsehung von Radien und/oder angepassten Querschnittsabmessungen der kraftaufnehmenden Komponenten der Bauweise einer Faserverbundwerkstoffkonstruktion angepasst werden. Beispielsweise können Stahlstreben, Stahlrohre oder Stahlprofile substituiert werden durch Faserverbundwerkstoffkomponenten, die mit entsprechenden Radien und angepassten Querschnittsabmessungen ausgebildet sind, um die konventionelle Stahlkonstruktion einer erfindungsgemäßen Faserverbundwerkstoffkonstruktion anzupassen. Beispielsweise ist es bei kraftaufnehmenden Komponenten wichtig, in Strukturübergängen, beispielsweise in Ecken, Radien, Verbindungsstellen, Krafteinleitungsstellen und dergleichen, Radien zur Bildung von kerbfreien Strukturen vorzusehen, um die Bildung von Kraftspitzen im Faserverbundwerkstoff zu vermeiden. Ferner können Querschnittsabmessungen, insbesondere von Profilelementen, von Rohren und Verstrebungen, jedoch auch von Verbindungselementen und Krafteinleitungskomponenten, der Belastbarkeit des Faserverbundwerkstoffs angepasst werden.A particular advantage in the formation of a conveyor system for the transport of vehicle bodies or parts of vehicle bodies can be achieved if the conveyor system is formed in its structure in the manner of a steel structure, as it is already known from the prior art. In this case, at least the support unit and / or the support frame can be adapted by the provision of radii and / or adapted cross-sectional dimensions of the force-absorbing components of the construction of a fiber composite construction. For example, steel struts, steel tubes or steel profiles may be substituted by fiber composite components formed with respective radii and adjusted cross-sectional dimensions to accommodate the conventional steel construction of a fiber composite construction according to the present invention. For example, it is important in force-absorbing components, in structural transitions, for example in corners, radii, joints, force application points and the like, to provide radii for the formation of notch-free structures in order to avoid the formation of force peaks in the fiber composite material. Furthermore, cross-sectional dimensions, in particular of profile elements, of pipes and struts, but also of Connecting elements and force introduction components, the resilience of the fiber composite material to be adjusted.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Fördersystems zum Transport von Fahrzeugkarosserien oder Teilen von Fahrzeugkarosserien für die Automobilproduktion, aufweisend wenigstens eine Trageinheit, mit der die Fahrzeugkarosserie oder zumindest ein Teil einer Fahrzeugkarosserie beförderbar ist, wobei das Verfahren wenigstens die Schritte des Bereitstellens einer Konstruktion des Fördersystems, der Berechnung von mechanischen Belastungen wenigstens für die Trageinheit und der Herstellung wenigstens der Trageinheit aus einem Faserverbundwerkstoff umfasst.The object of the present invention is further achieved by a method for producing a conveyor system for transporting vehicle bodies or parts of vehicle bodies for automobile production, comprising at least one support unit, with which the vehicle body or at least a part of a vehicle body is conveyed, the method at least Steps of providing a construction of the conveyor system, the calculation of mechanical loads at least for the support unit and the production of at least the support unit made of a fiber composite material.
Bei der Bereitstellung der Konstruktion des Fördersystems kann auf ein Fördersystem zurückgegriffen werden, die eine Metallkonstruktion aus dem Stand der Technik aufweist. Dabei kann nach der Berechnung der mechanischen Belastung des Fördersystems nach Art der Metallkonstruktion die strukturelle Ausführung der Komponenten des Fördersystems den Belastbarkeiten des Faserverbundwerkstoffs angepasst werden. Beispielsweise können Radien in Übergängen von Komponenten vorgesehen werden, oder es werden Querschnittsabmessungen von kraftaufnehmenden Komponenten der Faserverbundwerkstoffkonstruktion angepasst.In providing the construction of the conveyor system, one may resort to a conveyor system having a prior art metal construction. In this case, after the calculation of the mechanical load of the conveyor system on the type of metal structure, the structural design of the components of the conveyor system can be adapted to the load capacity of the fiber composite material. For example, radii may be provided in transitions of components, or cross-sectional dimensions of load-bearing components of the fiber composite construction may be adjusted.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. It shows:
Das Fördersystem
Mit der Trageinheit
Erfindungsgemäß ist wenigstens die Trageinheit
Weiterhin kann auch der Tragrahmen
Die vertikalen Stützen des Tragrahmens
Im Ergebnis wird ein Fördersystem
Die beispielhaft gezeigte Trageinheit
In
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. All features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including design details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Fördersystemconveyor system
- 1010
- Fahrzeugkarosserievehicle body
- 1111
- Trageinheitsupport unit
- 1212
- Tragrahmensupporting frame
- 1313
- Faserstrukturfiber structure
- 1414
- KrafteinleitungselementForce application element
- 1515
- Verbindungselementconnecting element
- 1616
- Beförderungseinheittransport unit
- 1717
- ÜbergangsradiusTransition radius
- 1818
- Konstruktionselementdesign element
- 1919
- Konstruktionselementdesign element
- 20 20
- Trägerschienesupport rail
- 2121
- Laufrollecaster
- 2222
- Laufwagencarriage
- 2323
- Bodenground
- 2424
- Übergangcrossing
- 2525
- Gelenkelementjoint element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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R138 | Derivation of utility model |
Ref document number: 202011051375 Country of ref document: DE |
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R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140201 |