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Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung für die Herstellung von Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fertigungsanlage.
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Aus der
WO 2012/150036 A1 ist eine als Schwerkrafthängeförderer ausgebildete Fördervorrichtung bekannt. Diese Fördervorrichtung kann wenigstens einen Laufwagen zum Transport zumindest eines Bauelements und eine Förderbahn umfassen, entlang welcher der Laufwagen translatorisch bewegbar ist. Bei der beschriebenen Fördervorrichtung wird der Laufwagen mittels der Schwerkraft bewegt. Um die Bewegung des Laufwagens kontrollieren zu können, ist an diesem eine Hydraulikpumpe angeordnet. Mittels der Hydraulikpumpe kann der Laufwagen selbsttätig in Abhängigkeit von seiner Geschwindigkeit abgebremst werden.
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Nachteilig ist dabei, dass die Bewegung des Laufwagens so nicht präzise kontrolliert werden kann. Gerade bei der Herstellung von Kraftwagen ist jedoch eine präzise Kontrolle der translatorischen Bewegung des Laufwagens notwendig. Andernfalls wird das Fügen von Bauelementen und damit auch das Herstellen von Kraftwagen erschwert.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fördervorrichtung und eine Fertigungsanlage zu schaffen, mittels welchen das Herstellen von Kraftwagen besonders einfach ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fördervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Fertigungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Fördervorrichtung als vorteilhafte Ausgestaltungen der Fertigungsanlage und umgekehrt anzusehen sind.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung für die Herstellung von Kraftwagen, mit wenigstens einem Laufwagen zum Transport zumindest eines Bauelements zum Herstellen wenigstens eines der Kraftwagen und mit einer Förderbahn, entlang welcher der Laufwagen translatorisch bewegbar ist. Um mittels dieser Fördervorrichtung eine besonders einfache Herstellung der Kraftwagen zu realisieren, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Laufwagen als Magnetschwebebahn ausgebildet ist. Dadurch kann der Laufwagen mittels wenigstens eines Magnetfelds beziehungsweise mittels magnetischer Kräfte besonders präzise entlang der Förderbahn bewegt und positioniert werden. Zudem ist eine besonders schnelle Beschleunigung und/oder Abbremsung des Laufwagens darstellbar. Damit kann die Position des Laufwagens auch besonders schnell verändert werden. Ferner lässt sich so die Geschwindigkeit des Laufwagens präzise kontrollieren. Insgesamt ist dadurch beispielsweise ein besonders einfaches Fügen von weiteren Bauelementen an das transportierte Bauelement möglich, insbesondere während einer Bewegung des Laufwagens und damit auch einer Bewegung des daran gehaltenen Bauelements. Gerade bei einer Fließfertigung von Kraftwagen ist dies von Vorteil.
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Bei einer Bewegung der Magnetschwebebahn schwebt diese an der Förderbahn. Das heißt, während der Bewegung des Laufwagens entsteht keine Reibung zwischen der Förderbahn – welche auch als Laufbahn bezeichnet werden kann – und dem Laufwagen. Außerdem sind keine beweglichen Teile wie beispielsweise Räder notwendig, um den Laufwagen bewegen zu können. Dadurch ist der Verschleiß der Fördervorrichtung mit dem als Magnetschwebebahn ausgebildeten Laufwagen bei deren Betrieb besonders reduziert. Der als Magnetschwebebahn ausgebildete Laufwagen und damit auch die Fördervorrichtung sind also besonders wartungsarm.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fördervorrichtung eine Sensoreinrichtung umfasst, mittels welcher Objekte anhand eines Magnetfelds zum Bewegen des Laufwagens erfassbar sind. Mittels der Sensoreinrichtung wird beispielsweise eine Feldstärke des Magnetfelds, mittels welchem der Laufwagen bewegt wird, gemessen. Wenn ein Objekt in dieses Magnetfeld eintritt, kann die dadurch verursachte Veränderung der Feldstärke des Magnetfelds mittels der Sensoreinrichtung gemessen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung beispielsweise auch erfassen, wie das Objekt bei Eintritt in das Magnetfeld die notwendige Stromstärke und/oder Stromspannung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Feldstärke des Magnetfelds verändert. Dadurch können beispielsweise Objekte erfasst werden, welche sich im Weg des Laufwagens und/oder des daran gehaltenen Bauelements befinden.
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Entsprechend kann der Laufwagen vor einer Kollision mit diesem Objekt gestoppt werden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn sich ein Mensch in den Weg des Laufwagens und/oder des transportierten Bauelements begibt. Hierbei ist der als Magnetschwebebahn ausgebildete Laufwagen von Vorteil, da dieser besonders schnell nach einer Erfassung des im Weg befindlichen Menschen abbremsen kann. Ein als Magnetschwebebahn ausgebildeter Laufwagen kann beispielsweise innerhalb weniger Millimeter gestoppt werden. Vergleichbare Laufwagen, welche beispielsweise auf Rollen elektrisch entlang einer Förderbahn bewegt werden, benötigen beispielsweise einen Bremsweg von 20 Zentimetern oder mehr. Die Fördervorrichtung ist also besonders sicher. Aufgrund des besonders kurzen Bremswegs der Magnetschwebebahn kann gegebenenfalls auf eine zusätzliche Schutzeinrichtung, wie beispielsweise einen Schutzzaun, verzichtet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Halbleiter vorgesehen, mittels welchem durch Kühlen des Halbleiters die magnetischen Kräfte beziehungsweise das Magnetfeld zum Bewegen des Laufwagens bereitstellbar sind beziehungsweise ist. Ein Halbleiter mit dem Material Galliummanganarsenid kann beispielsweise auf Temperaturen unter 100 Kelvin abgekühlt werden, um magnetisch zu werden. Andere Halbleitermaterialien können beispielsweise bereits ab 150 Kelvin magnetisch sein. Durch das Bereitstellen der magnetischen Kräfte durch das Kühlen des Halbleiters kann beispielsweise auf eine elektrische Spule an dem Laufwagen verzichtet werden. Beispielsweise kann an dem Laufwagen ein Tank mit einem Kühlmittel vorgesehen sein, mittels welchem der an dem Laufwagen angeordnete Halbleiter abgekühlt wird. In diesem Fall muss der Laufwagen nicht mehr mit einer externen elektrischen Stromversorgung zum Bereitstellen einer notwendigen großen elektrischen Leistung für das Erzeugen eines Magnetfeldes verbunden sein. Beispielsweise reicht dann bereits eine Batterie an dem Laufwagen, um etwaig vorhandene Steuereinrichtungen und/oder andere elektrische Verbraucher des Laufwagens mit Elektrizität versorgen zu können. Dadurch kann der Aufbau der Förderbahn besonders einfach gehalten werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Laufwagen intermittierend und/oder bedarfsgesteuert an einer Füllstation mit neuem Kühlmedium befüllt wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fördervorrichtung als Hängeförderer ausgebildet ist. Ein Hängeförderer ist besonders vorteilhaft beim Herstellen von Kraftwagen. Bauelemente des Kraftwagens können bei einem Hängeförderer freischwebend an dem Laufwagen gehalten werden. Damit sind auch Arbeiten an der Unterseite des herzustellenden Kraftwagens beziehungsweise an der Unterseite des transportierten Bauelements problemlos möglich. Außerdem ist die Bauweise eines Hängeförderers bei dem als Magnetschwebebahn ausgebildeten Laufwagen besonders vorteilhaft. Die Förderbahn und/oder der Laufwagen müssen gegebenenfalls mit einer großen Stromstärke und/oder großen Stromspannung zum Bewegen des Laufwagens versorgt werden. Bei einer als Hängeförderer ausgebildeten Fördervorrichtung können dafür notwendige elektrische Leitungen so verlegt werden, dass Menschen nicht in ihre Nähe kommen oder sie gar berühren können. Dadurch kann auf eine spezielle Schutzeinrichtung zum Verhindern eines elektrischen Schlages verzichtet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass durch die Förderbahn eine Bandförderbahn gebildet ist. Eine Bandförderbahn kann besonders vorteilhaft am Boden angeordnet sein. Dadurch sind eine Oberseite des transportierten Bauelements und damit auch des herzustellenden Kraftwagens besonders einfach zu erreichen. Außerdem können mittels einer Bandförderbahn besonders variabel Bauelemente verschiedener Größe und Gewichts transportiert werden. Weiterhin kann die Förderbahn so besonders kostengünstig installiert werden, da beispielsweise keine langen Tragstelzen zum Halten der Förderbahn in einer großen Höhe mehr notwendig sind.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Supraleiter zum Bereitstellen der magnetischen Kräfte vorgesehen ist. Mittels des Supraleiters können magnetische Kräfte mit einem besonders hohen Wirkungsgrad zur Verfügung gestellt werden. Der Supraleiter kann dabei auch als Halbleiter ausgebildet sein.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage zur Herstellung von Kraftwagen mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Fördervorrichtung. Insbesondere kann es sich um eine Fertigungsanlage handeln, welche Kraftwagen in Fließfertigung herstellt. Die sich aus der Verwendung der Fördereinrichtung gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ergebenden Merkmale und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittweise eine Fördervorrichtung für die Herstellung von Kraftwagen.
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Die Fig. zeigt eine Fördervorrichtung 10, welche für die Herstellung von Kraftwagen, insbesondere in einer Fertigungsanlage, verwendet wird und wenigstens einen Laufwagen 12 umfasst, welcher entlang einer Förderbahn 14 translatorisch bewegbar ist. Die Förderbahn 14 wird dabei mittels einer Mehrzahl von Stelzen 16 über dem Boden gehalten. Die Stelzen 16 behindern dabei nicht die translatorische Bewegung des Laufwagens 12. Unterhalb des Laufwagens 12 ist ein Bauelement 18 zum Herstellen eines der Kraftwagen freischwebend am Laufwagen 12 gehalten. Ein Abstand des Bauelements 18 zu dem Laufwagen 12 kann verändert werden, sodass das Bauelement 18 höhenverstellbar an dem Laufwagen 12 gehalten ist. Optional kann das Bauelement 18 an dem Laufwagen 12 zudem so gehalten sein, dass das Bauelement 18 wenigsten um eine Achse verdreht und/oder verschwenkt werden kann. Damit kann das Bauelement 18 für das Fügen von weiteren Bauelementen besonders gut ausgerichtet werden. Die Fördervorrichtung 10 beziehungsweise der Laufwagen 12 kann beispielsweise auch als C-Gehänge ausgebildet sein. Die Fördervorrichtung 10 kann beispielsweise auch als Elektrohängebahnsystem bezeichnet werden.
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Um nun eine besonders einfach Herstellung der Kraftwagen zu realisieren, ist der Laufwagen 12 als Magnetschwebebahn ausgebildet. Dadurch lässt sich der Laufwagen 12 hochgenau und schnell beschleunigen, abbremsen, translatorisch bewegen und translatorisch positionieren. Dadurch wird die Herstellung der Kraftwagen vereinfacht, da beispielsweise Bauelemente hochpräzise an dem Bauelement 18 während einer Bewegung des Laufwagens 12 befestigt werden können.
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Um den Laufwagen 12 zu bewegen, wird beispielsweise mittels einer Antriebseinrichtung 20, welche beispielsweise einen Halbleiter und/oder elektrische Spule umfassen kann, ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld ist in der Fig. durch Feldlinien 22 veranschaulicht. Mittels dieses Magnetfeldes wird der Laufwagen 12 schwebend über der Förderbahn 14 gehalten und bewegt werden, sodass der Laufwagen 12 die Förderbahn 14 nicht berührt. Dadurch kommt es bei einer Bewegung des Laufwagens 12 zu keiner Reibung zwischen dem Laufwagen 12 und der Förderbahn 14. Außerdem sind besonders wenig bewegliche Teile bei dem Laufwagen 12 notwendig. Dadurch kann der Verschleiß gering gehalten werden und die Fördervorrichtung 10 ist besonders wartungsarm.
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Mit der Antriebseinrichtung 20 zum Erzeugen des Magnetfelds ist eine Sensoreinrichtung 24 verbunden. Mittels der Sensoreinrichtung 24 kann beispielsweise erfasst werden, wenn ein Objekt 26 in die Nähe des Laufwagens 12 kommt. Dieses Objekt 26 ist beispielsweise ein Mensch, wie in 1 dargestellt. Die Sensoreinrichtung 24 kann erfassen, ob sich dieser Mensch in dem Weg des Laufwagens 12 und/oder des Bauelements 18 befindet. In diesem Fall kann der Laufwagen 12 rechtzeitig gestoppt werden. Somit ist die Fördervorrichtung 10 besonders sicher. Zum Erfassen des Objekts 26 nutzt die Sensoreinrichtung 24 das Magnetfeld zum Bewegen des Laufwagens. Dringt das Objekt 26 in das Magnetfeld ein, so wird beispielsweise dessen Feldstärke verändert, was mittels der Sensoreinrichtung 24 erfasst wird. Durch dieses Erfassen der Änderungen der Feldstärke kann erfasst werden, dass das Objekt 26 in das Magnetfeld eingedrungen ist.
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Da der Laufwagen 12 als Magnetschwebebahn ausgebildet ist, kann er besonders reaktionsschnell auch bei Höchstgeschwindigkeit innerhalb einer Distanz von wenigen Millimetern gestoppt werden. Bei einer Fördervorrichtung mit einem Laufwagen mit Rollen und elektrischem Antrieb können dagegen Bremswege von mehreren Zentimetern anfallen. Dies kann bei solchen Laufwagen eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung, um ein Eintreten eines Menschen in den Weg des Laufwagens 12 beziehungsweise des daran gehaltenen Bauelements 18 zu verhindern, erfordern. Dies ist bei dem als Magnetschwebebahn ausgebildeten Laufwagen 12 nicht notwendig. Es kann also bei der Fördervorrichtung 10 auf eine zusätzliche Schutzeinrichtung, wie beispielsweise einen Schutzzaun, verzichtet werden.
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Wenn die Antriebseinrichtung 20 einen Halbleiter umfasst, kann dieser mittels Abkühlung die magnetischen Kräfte bereitstellen. Zu diesem Zweck kann der Laufwagen 12 beispielsweise einen Tank mit flüssigem Stickstoff mitführen. Wenn der Halbleiter massiv abgekühlt wird, beispielsweise auf eine Temperatur von 150 Kelvin oder weniger, bekommt dieser magnetische Eigenschaften. Dann kann auf eine elektrische Versorgung des Laufwagens 12 mit beispielsweise einem wartungsintensiven schleifenden elektrischen Kontakt an der Förderbahn 14 verzichtet werden. Stattdessen können die restlichen elektrischen Verbraucher des Laufwagens 12, wie beispielsweise eine Steuereinrichtung der Antriebseinrichtung 20 und die Sensoreinrichtung 24, problemlos mit einer besonders kleinen Batterie versorgt werden. Dadurch kann die Konstruktion der Förderbahn 14 besonders vereinfacht sein und insbesondere auf eine Ummantelung der schleifenden Kontakte und/oder auf einen Schutz vor elektrischen Schlägen von Menschen verzichtet werden. Der Tank des Laufwagens 12 kann dabei beispielsweise an einer an der Förderbahn 14 angeordneten Füllstation automatisch intermittierend und/oder bedarfsgerecht wieder aufgefüllt werden. Ebenso kann eine gegebenenfalls an dem Laufwagen 12 angeordnete Batterie intermittierend und/oder bedarfsgerecht aufgeladen und/oder ausgetauscht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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