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Die Erfindung betrifft eine Montageaufnahmevorrichtung für eine Antriebsstrangeinheit, insbesondere für einen Elektroantrieb eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Antriebsstrangeinheit.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 10 2008 035 716 B3 ist eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bohren und/oder Fräsen von Ausnehmungen in Werkstücken bekannt, die an den Roboterarm eines Fertigungsroboters andockbar ist und die mittels des Roboterarms in Bearbeitungsstellung verstellbar ist, wobei eine das Werkzeug aufnehmende Antriebsspindel über eine parallel zur Achse der Antriebsspindel angeordnete Führung, die entgegen der Bearbeitungsrichtung federnd nachgiebig ausgeführt ist, mit der andockbaren Halterung verbunden ist und die Zustellung der Antriebsspindel in Bearbeitungsrichtung über den Roboterarm gesteuert ist, wobei an dem Aufnahmekopf der Antriebsspindel eine Prüfeinrichtung mit einem in Bearbeitungsrichtung ausfahrbaren Stößel mit einer Prüfspitze befestigt ist, die in einem dem Bearbeitungsvorgang nachgeschalteten Schritt in die Ausnehmung einfahrbar ist, wobei die Führung zum Beispiel durch eine zwischen Schlitten und Halterung vorgesehene Schwalbenschwanzführung oder eine ähnliche Gleitführung gebildet sein kann, die eine präzise Übertragung der Zustellbewegung der Antriebsspindel sicherstellt. Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2004 008 691 U1 ist ein Transfersystem mit auskragenden Aufnahmen zum Bearbeiten oder Durchführen von Montage- und Prüfvorgängen an großvolumigen Produkten bekannt, wobei die Produktaufnahme des Transfersystems an einem auskragenden Arm oder einer Traverse befestigt ist und an einem manuell beweglichen oder angetriebenen Trägerwagen transportiert wird. Die gattungsbildende
DE 102 43 477 A1 offenbart eine Einrichtung zur Montage von Geräten, vorzugsweise Brennkraftmaschinen der Hubkolbenart, mit einer Aufnahmeeinrichtung für die zu montierende Brennkraftmaschine und einer Kommissionsvorrichtung, wobei die Brennkraftmaschine zur Zugänglichkeit für Montagepersonal seitlich über ein Montageband der Einrichtung hinausragt und an einem Aufnahmewagen befestigt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Montage von Antriebsstrangeinheiten, insbesondere von Elektroantrieben von Kraftfahrzeugen, mit einem Montageadapter, zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Montageaufnahmevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch eine Antriebsstrangeinheit mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst.
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Bei einer Montageaufnahmevorrichtung für eine Antriebsstrangeinheit, insbesondere für einen Elektroantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit einem Montageadapter, ist an der Antriebsstrangeinheit eine Form- und Kraftschlussgeometrie vorgesehen, mit welcher die Antriebsstrangeinheit zu Montagezwecken und/oder zur Bearbeitung lösbar an dem Montageadapter befestigbar ist. Lösbar bedeutet wiederholt zerstörungsfrei trennbar. Der Montageadapter kann relativ klein und handlich ausgeführt sein. Die Befestigung des Montageadapters an der Antriebsstrangeinheit wird durch die Form- und Kraftschlussgeometrie erheblich vereinfacht. Die Antriebsstrangeinheit kann mit Hilfe des Montageadapters auf einfache Art und Weise an einem Tragkörper der Montageaufnahmevorrichtung befestigt werden.
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Die Form- und Kraftschlussgeometrie ist schwalbenschwanzähnlich mit zwei schrägen, voneinander abgewandten Spannflächen ausgeführt. Der Montageadapter ist vorteilhaft mit Spannbacken ausgestattet, die relativ zu den voneinander abgewandten Spannflächen verfahrbar sind. Die Spannflächen sind vorteilhaft in einem Winkel, insbesondere in einem Winkel von etwa sechzig Grad, zu einem Gehäusegrundkörper angeordnet, an welchem die Spannflächen ausgebildet sind.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Montageaufnahmevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannflächen an Spannschenkeln vorgesehen sind, die von einem Gehäusekörper abgewinkelt sind. Die Spannschenkel verlaufen vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander. Die Spannschenkel sind vorzugsweise einstückig mit dem Gehäusekörper verbunden, insbesondere an diesen angegossen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Montageaufnahmevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschenkel über Versteifungsrippen einstückig mit dem Gehäusekörper verbunden sind. Durch die Versteifungsrippen wird die Stabilität der Spannschenkel an dem Gehäusekörper deutlich erhöht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Montageaufnahmevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Montageadapter zwei Spannbacken aufweist, zwischen denen die Form- und Kraftschlussgeometrie zur lösbaren Befestigung der Antriebsstrangeinheit einspannbar ist. Die Spannbacken können zum Beispiel mit Hilfe mindestens einer Spindel relativ zueinander bewegt werden, um die Form- und Kraftschlussgeometrie fest, aber lösbar, mit dem Adapter zu verbinden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Montageaufnahmevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Montageadapter zwei Befestigungszapfen aufweist, mit denen der Montageadapter an einer Montagetragstruktur befestigbar ist. Die Montagetragstruktur umfasst vorteilhaft zwei Aufnahmelöcher für die Befestigungszapfen. Die Befestigungszapfen sind besonders vorteilhaft in den Aufnahmelöchern der Montagestruktur arretierbar.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Montageaufnahmevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Form- und Kraftschlussgeometrie direkt an einem Elektromotorgehäuse vorgesehen ist. Die Form- und Kraftschlussgeometrie ist besonders vorteilhaft an das Elektromotorgehäuse angegossen. Dadurch kann der Konstruktions- und/oder Montageaufwand zur Darstellung der Form- und Kraftschlussgeometrie gering gehalten werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Montageaufnahmevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Form- und Kraftschlussgeometrie eine Führungsgeometrie in Gestalt eines Langlochs aufweist, in welches ein Positionierelement eingreift, das an dem Montageadapter vorsteht. Bei dem Positionierelement handelt es sich zum Beispiel um einen Positionierstift, der beim Zusammenbringen der Antriebsstrangeinheit mit dem Montageadapter in das Langloch eingreift. Das Langloch erstreckt sich vorteilhaft quer zu den Spannschenkeln der Form- und Kraftschlussgeometrie. Dadurch wird auch dann noch eine Relativbewegung zwischen Montageadapter und der Antriebsstrangeinheit ermöglicht, wenn der Positionierstift in das Langloch eingreift.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Montageaufnahmevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrangeinheit einen Elektromotor, ein Getriebe und einen Pulswechselrichter umfasst. Die genannten Teile sind in der Antriebsstrangeinheit zusammengefasst und über den Montageadapter gemeinsam an einer geeigneten Montagetragstruktur lösbar befestigbar. Dadurch wird die Bearbeitung der Antriebsstrangeinheit erheblich vereinfacht.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Antriebsstrangeinheit, insbesondere mit einem Elektromotor mit einem Elektromotorgehäuse, mit einer Form- und Kraftschlussgeometrie zur lösbaren Befestigung an einem Montageadapter für eine vorab beschriebene Montageaufnahmevorrichtung. Die Antriebsstrangeinheit, insbesondere der Elektromotor mit dem Elektromotorgehäuse, ist separat handelbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Montageaufnahmevorrichtung, an der mit Hilfe eines Montageadapters eine Antriebsstrangeinheit lösbar befestigt ist;
- 2 eine weitere perspektivische Darstellung der Antriebsstrangeinheit aus 1 alleine mit dem Montageadapter;
- 3 eine stark vereinfachte Seitenansicht der Antriebsstrangeinheit aus den 1 und 2;
- 4 eine stark vereinfachte Vorderansicht der Antriebsstrangeinheit aus den 1 bis 3;
- 5 eine gegenüber 4 um einhundertachtzig Grad verdrehte Vorderansicht der Antriebsstrangeinheit mit dem Montageadapter und
- 6 eine perspektivische Darstellung einer Form- und Kraftschlussgeometrie an einem Elektromotorgehäuse der Antriebsstrangeinheit aus den 1 bis 5.
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In 1 ist eine Montageaufnahmevorrichtung 1 mit einem Boden 3 und einer Montagetragstruktur 4 perspektivisch dargestellt. Die Montagetragstruktur 4 umfasst einen Tragkörper 5, an dem mit Hilfe eines Montageadapters 8 eine Antriebsstrangeinheit 10 lösbar befestigt ist.
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Die Antriebsstrangeinheit 10 umfasst einen Elektroantrieb für ein Kraftfahrzeug. Der Elektroantrieb wiederum umfasst einen Elektromotor 11, ein Getriebe 12 und einen Pulswechselrichter 13. Bei der Montage wird der Elektroantrieb 10 über den Montageadapter 8 aufgenommen.
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Der Montageadapter 8 greift den Elektroantrieb 10 über eine schwalbenschwanzähnliche, mechanisch bearbeitete Kontur am Gehäuse des Elektroantriebs 10. Das Greifen und Festhalten wird über einen Formschluss an der Gehäusekontur realisiert. Zusätzlich wird das Gehäuse über einen zylinderförmigen Pin oder Stift in einem Langloch ausgerichtet.
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In 2 sieht man, dass der Montageadapter 8 zwei Befestigungszapfen 21, 22 aufweist. Die Befestigungszapfen 21, 22 stehen senkrecht von dem Montageadapter 8 ab und dienen dazu, die Antriebsstrangeinheit beziehungsweise den Elektroantrieb 10 auskragend an dem Tragkörper 5 der Montagetragstruktur 4 anzubringen.
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Die auskragende Montageaufnahme ermöglicht einem in 1 angedeuteten Werker eine Bearbeitung des Elektroantriebs 10 von drei Seiten. Des Weiteren kann der Elektroantrieb 10 mit Hilfe der Montageaufnahmevorrichtung 1 in eine ergonomisch günstige Höhe gefördert und über den Tragkörper 5 gedreht werden. Die auskragende Bauteilaufnahme ermöglicht die Montage von einer größeren Anzahl der Elektroantriebe 10 im kontinuierlichen Fluss.
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Mit Hilfe einer standardisierten Schnittstelle des Montageadapters 8 können verschiedene Produkte einheitlich aufgenommen werden. Der Montageadapter 8 ermöglicht eine Mixfertigung verschiedener Elektroantriebe 10 auf einer Montagelinie.
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Der Montageadapter 8 bietet Flexibilität hinsichtlich neuer Produkte, Varianten und Änderungen an dem Elektroantrieb. Neue Varianten und Prozesse können dadurch einfacher in die Montage integriert werden.
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Der Montageadapter 8 enthält eine standardisierte Schnittstelle zum Greifen mit Robotern. Dadurch können die Elektroantriebe 10 mit geringem Aufwand in Automatikanlagen vom Tragkörper 5, der auch als Werkstückträger bezeichnet werden kann, gelöst und transportiert werden.
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Mit der standardisierten Roboterschnittstelle kann das Werkstück, insbesondere der Elektroantrieb 10, flexibel verschiedenen Produktionsoperationen, zum Beispiel Einpressen, Beschichten, zugeführt werden.
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In den 3 und 4 ist vereinfacht dargestellt, dass an der Antriebsstrangeinheit 10 beziehungsweise dem Elektroantrieb 10 eine Form- und Kraftschlussgeometrie 30 ausgebildet ist, die zur Befestigung an dem Montageadapter dient.
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Die Form- und Kraftschlussgeometrie 30 umfasst zwei voneinander abgewandte Spannflächen 31, 32. Durch einen Doppelpfeil 34 ist in 4 angedeutet, dass die Spannfläche 31 in einem Winkel von etwa sechzig Grad zu einer Horizontalen in 4 angeordnet ist. Die Spannfläche 32 ist symmetrisch dazu ebenfalls in einem Winkel von etwa sechzig Grad zu der Horizontalen angeordnet.
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In 5 sieht man, dass an einem Elektromotorgehäuse 50 der Antriebsstrangeinheit 10 Spannflächen 61, 62 ausgebildet sind. Die Spannflächen 61, 62 sind an einen Gehäusekörper 55 des Elektromotorgehäuses 50 angegossen und werden in 5 von Spannbacken 51, 52 umgriffen, die an dem Montageadapter 8 angebracht sind.
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Durch Pfeile 56, 57 sind in 5 Kräfte angedeutet, die über die Spannbacken 51, 52 auf die Spannflächen 61, 62 aufgebracht werden, um die Antriebsstrangeinheit 10 stabil an dem Montageadapter 8 zu befestigen.
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In 6 sieht man, dass die Spannflächen 61, 62 eine ähnliche Form- und Kraftschlussgeometrie 30 wie in den 3 und 4 darstellen. Die Spannflächen 61, 62 sind an Spannschenkeln 63, 64 vorgesehen, die einstückig mit dem Gehäusekörper 55 des Elektromotorgehäuses 50 verbunden sind. Die Spannschenkel 63, 64 sind über Versteifungsrippen 73, 74 versteift, die sowohl mit den Spannschenkeln 63, 64 als auch mit dem Gehäusekörper 55 einstückig verbunden sind.
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Die Form- und Kraftschlussgeometrie 30 ist mit einer Führungsgeometrie 66 kombiniert. Die Führungsgeometrie 66 umfasst ein im Wesentlichen mittig zwischen den Spannschenkeln 63, 64 angeordnetes Langloch 67, das von einer Umrandung 68 eingefasst ist. Die Umrandung 68 ist ebenfalls an den Gehäusekörper 55 des Elektromotorgehäuses 50 angegossen.
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Das Langloch 67 dient zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Pins oder Stifts, der an dem Montageadapter 8 vorgesehen ist. Dabei ermöglicht das Langloch 67 Relativbewegungen beim Positionieren des Elektromotorgehäuses 50 relativ zu dem Montageadapter 8, und umgekehrt.
