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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Montagebefestigungssystem, das in einer Montagelinie verwendet wird, und insbesondere auf ein Montagebefestigungssystem zur Verwendung beim Montieren von mehreren Getriebemodellen innerhalb derselben Getriebefamilie an derselben Montagelinie
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung dar und können, müssen jedoch nicht Stand der Technik bilden.
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Typische Fertigungs- oder Montagesysteme umfassen Fördersysteme zum Transportieren von Anordnungen wie z. B. Motoren oder Getrieben zwischen zahlreichen Arbeitsstationen, die verschiedene Vorgänge an den Anordnungen durchführen. Die Fördersysteme umfassen Montagepaletten, die Anordnungen von einer Arbeitsstation zur nächsten tragen. Vorherige Montagepraktiken erzeugten eine einzelne Motor- oder Getriebegestaltung, die an einer zweckgebundenen Montagelinie moniert wurde. Da Fahrzeugkonstruktions- und -fertigungssysteme komplexer wurden, erzeugten die Ingenieure eine Familie von Motor- oder Getriebegestaltungen, die eine ähnliche Basisarchitektur umfassten, während sie beispielsweise in den Unterbringungsanforderungen geringfügige Veränderungen aufwiesen. Aufgrund der begrenzten Flexibilität der Montagelinien müssen jedoch verschiedene Modelle innerhalb der Familie gemeinsame Merkmale aufweisen, die vom Montagesystem verwendet wurden, um die Anordnung zu verarbeiten. Dies erzwingt, dass die Gestaltung für das Montagesystem den Montageprozess kompensiert, wenn ein Motor oder ein Getriebe entworfen wird, was wiederum zu Kompromissen in der Wirksamkeit und Effizienz des Motors oder Getriebes führen kann.
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Eine Lösung besteht darin, eine spezifische Montagepalette für jedes Modell der Gestaltungsfamilie zu erzeugen. Obwohl dies ermöglicht, dass sich die Gestaltung der Anordnung auf andere Faktoren als den Montageprozess konzentriert, erzeugten die spezifischen Montagepaletten hohe zusätzliche Kosten, die zu den Gesamtkosten des Produkts beitragen können.
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Obwohl sich diese Verbesserungen der Montageeffizienz als sinnvoll erwiesen haben, besteht ein anhaltender Wunsch, die Kosten und die Komplexität des Montagesystems zu verringern. Folglich besteht auf dem Fachgebiet Raum für ein verbessertes Montagebefestigungsadaptersystem mit einer universellen Montagepalette und einer anpassungsfähigen Montagebefestigungsvorrichtung.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Transportieren einer ersten Werkstückanordnung auf einer Montagelinie. Die Vorrichtung umfasst eine Palette, eine universelle Befestigungsvorrichtung und eine anpassungsfähige Befestigungsvorrichtung. Die Palette weist eine rechteckige Basis, ein erstes Stützelement und ein zweites Stützelement auf. Die Basis weist einen ersten Rand und einen zweiten Rand entgegengesetzt zum ersten Rand auf. Das erste Stützelement weist ein erstes Ende auf, das an dem ersten Rand der Basis befestigt ist, und das zweite Stützelement weist ein erstes Ende auf, das an dem zweiten Rand der Basis befestigt ist. Die universelle Befestigungsvorrichtung weist einen Rahmen, einen ersten und einen zweiten Stützarm und eine erste, eine zweite und eine dritte Werkstückhalterung auf. Der Rahmen weist ein erstes Element und ein zweites Element gegenüber dem ersten Element auf. Ein erstes Ende des ersten Stützarms ist am ersten Element des Rahmens befestigt und ein erstes Ende des zweiten Stützarms ist am zweiten Element des Rahmens befestigt. Die erste, die zweite und die dritte Werkstückhalterung sind zumindest am ersten und am zweiten Element des Rahmens befestigt. Die universelle Befestigungsvorrichtung ist durch das erste und das zweite Stützelement der Befestigungsvorrichtungspalette über den ersten und den zweiten Stützarm drehbar gelagert. Die anpassungsfähige Befestrigungsvorrichtung weist einen Rahmen, eine erste, eine zweite und eine dritte Befestigungsvorrichtungshalterung und eine erste, eine zweite und eine dritte Werkstückhalterung auf. Der Rahmen weist eine obere und eine untere Oberfläche auf. Die Befestigungsvorrichtungshalterungen sind an der unteren Oberfläche des Rahmens angeordnet und auf die Werkstückhalterungen der universellen Befestigungsvorrichtung ausgerichtet. Die erste, die zweite und die dritte Werkstückhalterung der anpassungsfähigen Befestigungsvorrichtung sind an der oberen Oberfläche des Rahmens angeordnet und auf eine erste, eine zweite und eine dritte Positionierungsvorrichtung der Werkstückanordnung ausgerichtet.
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In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung umfassen die Stützelemente der Palette jeweils ein zweites Ende mit einem halbzylindrischen Element. Das halbzylindrische Element des ersten Stützelements ist auf das halbzylindrische Element des zweiten Stützelements axial ausgerichtet.
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In einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung weisen der erste und der zweite Stützarm der universellen Befestigungsvorrichtung jeweils einen zylindrischen Abschnitt auf. Der zylindrische Abschnitt des ersten Stützarms weist eine Achse auf, die auf eine Achse des zylindrischen Abschnitts des zweiten Stützarms ausgerichtet ist.
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In einem nochmals weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung ist der zylindrische Abschnitt des ersten Stützarms durch das zweite Ende des ersten Stützelements der Befestigungsvorrichtungspalette drehbar gelagert und ist der zylindrische Abschnitt des zweiten Stützarms durch das zweite Ende des zweiten Stützelements drehbar gelagert.
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In einem nochmals weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung weist die universelle Befestigungsvorrichtung einen Drehbewegungsbereich von 360° relativ zur Palette um die Achse der zylindrischen Abschnitte der Stützarme auf.
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In einem nochmals weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eines der halbzylindrischen Elemente der Palette und der zylindrischen Abschnitte der universellen Befestigungsvorrichtung einen Drehverriegelungsmechanismus.
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In einem nochmals weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung umfassen die Werkstückhalterungen der universellen Befestigungsvorrichtung und der anpassungsfähigen Befestigungsvorrichtung Klemmmechanismen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf dieselbe Komponente, dasselbe Element oder dasselbe Merkmal beziehen.
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ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur Erläuterungszwecken und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung keineswegs begrenzen;
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1 ist eine Seitenansicht einer anpassungsfähigen Montagebefestigungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Draufsicht einer universellen Befestigungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine Draufsicht der anpassungsfähigen Montagebefestigungsvorrichtung, die ein erstes Getriebe trägt, gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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4A ist eine Draufsicht der anpassungsfähigen Befestigungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung von oben;
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4B ist eine Draufsicht der anpassungsfähigen Befestigungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung von unten; und
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5 ist eine Draufsicht der universellen Befestigungsvorrichtung gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder Verwendungen nicht begrenzen.
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In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, ist in 1 eine Seitenansicht einer anpassungsfähigen Montagebefestigungsvorrichtung 10, die ein erstes Werkstück 12 oder in diesem Beispiel ein erstes Getriebe trägt, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gezeigt und wird nun beschrieben. Im Allgemeinen wird die anpassungsfähige Montagebefestigungsvorrichtung 10 verwendet, um das erste Werkstück 12 auf einem Fördersystem durch eine Anzahl von Arbeitsstationen (nicht dargestellt) oder eine Montagelinie zu tragen. Die anpassungsfähige Montagebefestigungsvorrichtung 10 kann jedoch durch eine Montage oder einen anderen Prozess durch ein beliebiges Mittel transportiert werden, einschließlich eines automatisch geführten Fahrzeugs oder dergleichen, ohne vom Schutzbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Die Fördereinrichtung transportiert die anpassungsfähige Montagebefestigungsvorrichtung 10 von einer Arbeitsstation zur nächsten und hält das Werkstück 12 in der Arbeitsstation, während Montagepersonal oder eine Montagemaschine einen Vorgang am Werkstück 12 durchführt. Die anpassungsfähige Montagebefestigungsvorrichtung 10 umfasst eine Palette 14, eine universelle Befestigungsvorrichtung 16 und eine Adapterbefestigungsvorrichtung 18. Die Palette 14 umfasst eine Basis 20 und ein erstes und ein zweites Stützelement 22 und 24. Die Basis 20 kann vorwiegend rechteckig und flach sein und kann auf einem Fördersystem (nicht dargestellt) transportiert werden. Das erste und das zweite Stützelement 22, 24 weisen jeweils ein erstes Ende 22A, 24A und ein zweites Ende 22B, 24B auf. Das erste Ende 22A des ersten Stützelements 22 ist in einem rechten Winkel zu einem ersten Rand 20A der Basis 20 befestigt, während das erste Ende 24A des zweiten Stützelements 24 in einem rechten Winkel zu einem zweiten Rand 20B der Basis 20 befestigt ist, die zum ersten Rand 20A entgegengesetzt ist. Die zweiten Enden 22B, 24B der Stützelemente 22, 24 umfassen jeweils ein halbzylindrisches Element 22C, 24C. Die halbzylindrischen Elemente 22C, 24C ähneln Zylindern, die der Länge nach halbiert sind und axial aufeinander ausgerichtet sind. Ein Paar von Flanschen 22E, 24E schafft zusätzliche Festigkeit für die Stützelemente 22, 24.
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Mit Bezug auf 2 und 3 und mit weiterem Bezug auf 1 ist eine Draufsicht der universellen Befestigungsvorrichtung 16 gezeigt und wird nun beschrieben. Die universelle Befestigungsvorrichtung 16 umfasst einen Rahmen 26, einen ersten und einen zweiten Stützarm 28, 30 und eine erste, eine zweite und eine dritte Werkstückhalterung 32, 34, 36. Der Rahmen 26 umgibt das erste Werkstück 12 auf mindestens drei Seiten mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Element 37, 39, 41, die in vorwiegend rechten Winkeln an den Enden 37A, 37B, 39A, 39B, 41A, 41B von jedem Element 37, 39, 41 fest miteinander verbunden sind. Zwei der Elemente, beispielsweise das erste und das zweite Element 37, 39 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Eine offene Seite 26A der universellen Befestigungsvorrichtung 16 ermöglicht ein ergonomisches Laden und Entladen des ersten Werkstücks 12. Der erste und der zweite Stützarm 28, 30 weisen einen zylindrischen Abschnitt 28A, 30A auf, wobei ein erstes Ende 28B des ersten Stützarms 28 am ersten Element 37 der universellen Befestigungsvorrichtung 16 befestigt ist, und ein erstes Ende 30B des zweiten Stützarms 30 am zweiten Element 39 der universellen Befestigungsvorrichtung 16 befestigt ist. Die Stützarme 28, 30 erstrecken sich vom Rahmen 26 nach außen. Der erste und der zweite Stützarm 28, 30 sind koaxial entlang einer Achse i ausgerichtet und sind durch die halbzylindrischen Elemente 22C, 24C der Stützelemente 22, 24 der Palette 14 drehbar gelagert. Der erste und der zweite Stützarm 28, 30 und auch die universelle Befestigungsvorrichtung 16 können um die Achse i gedreht werden. Ein Verriegelungsmechanismus 22D ist an mindestens einem der halbzylindrischen Elemente 22C, 24C der Palette 14 und der Stützarme 28, 30 der universellen Befestigungsvorrichtung 16 angeordnet. Der Verriegelungsmechanismus 22D wird zum Verriegeln der universellen Befestigungsvorrichtung 16 in mehreren gedrehten Positionen relativ zur Palette 14 in Abhängigkeit von dem am ersten Werkstück 12 durchgeführten Vorgang selektiv aktiviert.
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Die Werkstückhalterungen 32, 34, 36 sind jeweils am Rahmen 26 so angeordnet, dass sie drei Positionierungs- oder Anbringungsmerkmalen 12A–C am ersten Werkstück 12 entsprechen und darauf ausrichten, und in 3 gezeigt. Es sollte erkannt werden, dass die spezifischen Orte der Werkstückhalterungen 32, 34, 36 sowie die Anzahl von Werkstückhalterungen variieren können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Mindestens eine, jedoch gewöhnlich alle der Werkstückhalterungen 32, 34, 36 umfassen Klemmmechanismen 32A, 34A, 36A, um die Positionierungsmerkmale 12A–C des ersten Werkstücks 12 festzuhalten. Der Klemmmechanismus 32A, 34A, 36A der Werkstückhalterungen 32, 34, 36 kann ein beliebiger von einer Anzahl von Klemmverfahren sein, einschließlich Verriegelungsklemmen oder Gewindebefestigungsvorrichtungen. Außerdem sind die Werkstückhalterungen 32, 34, 36 auch zum Positionieren und Klemmen der anpassungsfähigen Befestigungsvorrichtung 18 in der Lage, wie nachstehend genauer beschrieben.
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Mit Bezug auf 4A, 4B und 5 mit weiterem Bezug auf 1 ist die anpassungsfähige Befestigungsvorrichtung 18 gezeigt und wird nun beschrieben. Wie in 1 und 5 gezeigt, wird die anpassungsfähige Befestigungsvorrichtung 18 an der universellen Befestigungsvorrichtung 16 angebracht, um eine Stützstruktur für ein zweites Werkstück 13 zu schaffen, das ein zweites Getriebe mit externen Merkmalen sein kann, die von jenen des ersten Werkstücks 12 verschieden sind. Die Positionierungs- oder Montagemerkmale des zweiten Werkstücks 13 können beispielsweise von jenen des ersten Werkstücks 12 aufgrund von Änderungen der Größe und Form des Getriebes verschieden angeordnet sein. 4 zeigt die anpassungsfähige Befestigungsvorrichtung 18 mit einem Rahmen 38, einer ersten, einer zweiten und einer dritten Befestigungsvorrichtungshalterung 40, 42, 44 und einer ersten, einer zweiten und einer dritten Werkstückhalterung 46, 48, 50. Der Rahmen 38 folgt derselben Basisform wie der Rahmen 26 der universellen Befestigungsvorrichtung 16. Der Rahmen 38 umgibt den äußeren Umfang des Werkstücks und weist eine obere und eine untere Oberfläche 38A, 38B und eine offene Seite 38C auf, die auf die offene Seite 26A der universellen Befestigungsvorrichtung 16 ausrichtet, wenn er an der universellen Befestigungsvorrichtung 16 angebracht ist, wie in 5 gezeigt. Die Befestigungsvorrichtungshalterungen 40, 42, 44 sind an der unteren Oberfläche 38B des Rahmens 38 und in einer Position angeordnet, um die Werkstückhalterungen 32, 34, 36 der universellen Befestigungsvorrichtung 16 aufzunehmen. Wie vorher angegeben, sind die Werkstückhalterungen 32, 34, 36 in der Lage, das erste Werkstück 12 an der universellen Befestigungsvorrichtung 16 zu befestigen. Die Werkstückhalterungen 32, 34, 36 sind jedoch auch in der Lage, die Befestigungsvorrichtungshalterungen 40, 42, 44 der anpassungsfähigen Befestigungsvorrichtung 18 festzuklemmen. Die Werkstückhalterungen 46, 48, 50 der anpassungsfähigen Befestigungsvorrichtung 18 sind in der Lage, das zweite Werkstück 13 an drei Werkstückpositionierungs- oder Maschinenansätzen 13A–C zu positionieren und festzuklemmen, in derselben Weise wie die universelle Befestigungsvorrichtung 16 die Positionierungsvorrichtungen 12A–C des ersten Werkstücks 12 positioniert und festklemmt.
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Die anpassungsfähige Montagebefestigungsvorrichtung 10 kann in einer Anzahl von Weisen verwendet werden. Das Adaptersystem 10 kann beispielsweise derart ausgelegt sein, dass die universelle Befestigungsvorrichtung 16 zum Klemmen sowohl an ein Getriebe als auch mehrere anpassungsfähige Befestigungsvorrichtungen 18 mit denselben Befestigungsvorrichtungshalterungen 40, 42, 44 in der Lage ist. Die universelle Befestigungsvorrichtung 16 kann auch so ausgelegt sein, dass sie verschiedene Variationen der anpassungsfähigen Befestigungsvorrichtungen 18 aufnimmt, so dass jedes Getriebe an der universellen Befestigungsvorrichtung 16 unter Verwendung einer zweckgebundenen anpassungsfähigen Befestigungsvorrichtung 18 angebracht wird. In beiden Beispielen werden signifikante Kosten- und Platzeinsparungen durch Verringern der Menge der zweckgebundenen Montagepalette 14, die für jedes zusätzliche Getriebe erforderlich ist, verwirklicht.
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Die Beschreibung der Erfindung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und Veränderungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen. Solche Veränderungen sollen nicht als Abweichung vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung betrachtet werden.
