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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Transport von Fahrzeugkarosserien, bei dem die Fahrzeugkarossieren auf Transportwagen gefördert werden, die nur über Laufrollen, aber nicht über eigene Antriebe verfügen. Zum Antreiben werden Antriebseinheiten eingesetzt, die nur zeitweise an die Transportwagen ankoppeln.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen werden die Fahrzeugkarosserien zwischen den und innerhalb der unterschiedlichen Bearbeitungsstationen mit Hilfe von Transportsystemen gefördert. Bekannt ist beispielsweise, die Fahrzeugkarosserien auf rahmenartigen Gestellen zu befestigen, die ein Paar paralleler Auflagekufen aufweisen. Mit diesen Kufen liegen diese üblicherweise als Skids bezeichneten Gestelle beim Transport auf einem Band- oder Rollbahnförderer auf. Die besonders weit verbreiteten Rollenbahnförderer umfassen zwei parallele Stahlprofile, in die angetriebene und frei laufende Rollen eingelassen sind. Die Rollenbahnförderer haben sich zwar in der Praxis bewährt, erfordern aber einen relativ hohen Investitionsaufwand und ermöglichen keine Förderung der Fahrzeugkarosserien abseits der Rollenbahnförderer.
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Aus der
US 5,669,309 ist ein Transportsystem bekannt, bei dem die Fahrzeugkarosserien von einfach aufgebauten Transportwagen gefördert werden, die mit nicht angetriebenen Laufrollen auf einer Bodenfläche abrollen. Die Transportwagen werden entweder von einem stationären Kettenförderer, der von unten an den Transportwagen angreift, oder von einer ebenfalls stationären zweiten Transporteinrichtung angetrieben. Die zweite Transporteinrichtung weist auf Schienen verfahrbare Schleppeinheiten auf, die von der Seite her an den Transportwagen angreifen und diese mitnehmen. Am Ende der Förderstrecke werden die Schleppeinheiten umgesetzt und auf einer anderen Schiene wieder zum Ausgangspunkt zurückgefahren.
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Das aus der
US 6,324,992 B1 bekannte Transportsystem verwendet zum Transport der Fahrzeugkarosserien Skids, die zusätzlich über nicht angetriebene Laufrollen verfügen, mit denen die Skids auf Schienen ablaufen können. Die Skids werden dabei von einem Schleppantrieb angetrieben, dessen Mitnehmer sich zwischen den Schienen bewegt.
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Ein ähnliches Transportsystem ist aus der
EP 1 980 474 B1 bekannt. Auch dort werden als Transportwagen Skids verwendet, die über nicht angetriebene Laufrollen verfügen. Die Laufrollen sind an Schwenkholmen befestigt, die normalerweise hochgeklappt sind, um das Fördern auf den Skidkufen nicht zu beeinträchtigen. Wenn die Skids auf den Laufrollen fahren sollen, werden die Schwenkholme in eine vertikale Position überführt. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Skids in dieser Betriebsart von einer fahrerlosen Antriebseinheit angetrieben, die nicht spurgebunden ist und selbsttägig an die Transportwagen ankoppelt.
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Aus der
JP 2004 269143 A ist ein Transportsystem bekannt, das allerdings nicht explizit für den Transport von Fahrzeugkarossieren vorgesehen und hierfür wohl auch nicht geeignet ist. Bei den Transportwagen handelt es sich um tischartige Gestelle, die auf nicht angetriebenen Laufrollen ablaufen. Die Transportwagen bilden auf der Förderstrecke einen Schubverband, bei dem der jeweils letzte Transportwagen von einem fahrerlosen und nicht spurgebundenen Antriebseinheit angetrieben wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zum Transportieren von Fahrzeugkarosserien anzugeben, dessen Transportwagen einfach und preisgünstig aufgebaut sind, aber keine teuren stationären Antriebseinrichtungen zum Antreiben der Transportwagen benötigt. Das System soll außerdem sicher und zuverlässig auch in Werkhallen mit schwierigen baulichen Gegebenheiten betrieben werden können.
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Hinsichtlich des Systems wird die Aufgabe durch ein System zum Transport von Fahrzeugkarosserien gelöst, das einen Transportwagen aufweist, der eine Aufnahmeeinrichtung zum lösbaren Befestigen einer Fahrzeugkarosserie und mehrere nicht angetriebene Laufrollen hat, mit denen der Transportwagen auf einer Bodenfläche rollen kann. Das System weist ferner eine fahrerlose Antriebseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, an den Transportwagen selbsttätig anzukuppeln, um den Transportwagen mit der darauf befestigen Fahrzeugkarosserie auf einem Förderweg zu fördern, und sich am Ende des Förderwegs vom Transportwagen selbsttätig abzukoppeln. Erfindungsgemäß weist der Transportwagen eine von der Antriebseinheit aktivierbare und deaktivierbare Feststellbremse auf.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass neu errichtete Werkhallen zwar häufig Bodenflächen besitzen, die exakt horizontal verlaufen. Auf solchen Bodenflächen können Transportwagen sich ohne Antriebseinheit nicht in Bewegung setzen, da es mangels Neigung an der erforderlichen Hangabtriebskraft fehlt. In älteren Werkhallen jedoch sind häufig die baulichen Gegebenheiten weniger optimal. Dort kann die Bodenfläche zumindest Stellenweise eine leichte Neigung aufweisen. Da die Transportwagen nicht über eigene Antriebe aufweisen und daher nur ein geringes Eigengewicht haben müssen, ist die Haftreibung im Stillstand vergleichsweise gering. Daher können solche Transportwagen schon bei kleinem Gefälle der Bodenfläche von alleine ins Rollen geraten und den Platz verlassen, an dem sie zuvor von der Antriebseinheit abgestellt wurden.
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Wenn die Transportwagen mit einer erfindungsgemäßen Feststellbremse ausgestattet sind, kann ein solches unbeabsichtigtes Wegrollen der Transportwagen vermieden werden. Das System kann zum Beispiel so ausgestaltet sein, dass die Feststellbremse von der Antriebseinheit automatisch aktiviert wird, wenn die Antriebseinheit sich von dem Transportwagen abkoppelt, und automatisch deaktiviert wird, wenn die Antriebseinheit sich an den Transportwagen ankuppelt. Auf diese Weise ist der Transportwagen entweder infolge der Ankopplung an die Antriebseinheit oder durch die Feststellbremse an einem unbeabsichtigten Wegrollen gehindert.
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Alternativ kann die Aktivierung die Feststellbremse vom Ort des Transportwagens abhängen. Wenn beispielsweise bekannt ist, dass in einem bestimmten Bereich der Werkhalle die Bodenfläche (dabei kann es sich natürlich auch um einen Geschossboden handeln) perfekt horizontal verläuft oder andere bauliche Maßnahmen wie Seitenführungen o.ä. ein unbeabsichtigtes Wegrollen des Transportwagens verhindern, muss die Feststellbremse nicht betätigt werden.
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Der Transportwagen kann drei oder vier Laufrollen haben, die auch als Doppelrollen ausgeführt sein können. Zumindest einige der Laufrollen können als Bockrollen ausgebildet sein. Bei einer Bockrolle ist die Laufachse der Rolle nicht um eine Hochachse drehbar. Wenn nur Lenkrollen vorhanden sind, kann es mit Blick auf die Fahreigenschaften des Transportwagens günstig sein, zumindest einige der um eine Hochachse drehbaren Lenkrollen, z.B. das hintere Paar von Lenkrollen, mit einem von der Antriebseinheit deaktivierbaren Richtungsfeststeller zu versehen, der dazu eingerichtet ist, Drehungen der Lenkrolle um die Hochachse zu blockieren. Die Aktivierung eines solchen Richtungsfeststellers kann auch erforderlich sein, wenn die Feststellbremse nur auf die vorderen Laufräder wirkt, da ansonsten das hintere Ende des Transportwagens bei geneigten Bodenflächen ausschwenken kann.
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Da der Transportwagen mit seinen Laufrollen auf der Bodenfläche abrollt, muss die Antriebseinheit weder das Gewicht des Transportwagens noch das Gewicht der davon getragenen Fahrzeugkarosserie tragen. Daher können leichte und kostengünstige Antriebseinheiten verwendet werden.
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Bei der Antriebseinheit kann es sich um ein herkömmliches fahrerloses Transportsystem (FTS, englisch Automated Guided Vehicle) handeln. Darunter versteht man flurgebundene Fördersysteme mit automatisch gesteuerten Fahrzeugen, deren primäre Aufgabe der Materialtransport ist. Solche Antriebseinheiten arbeiten üblicherweise mit einer Leitsteuerung zusammen und umfassen Einrichtungen zur Standortbestimmung und zur Datenübertragung.
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Die Feststellbremse kann dazu eingerichtet sein, auf mindestens eine Laufrolle des Transportwagens einzuwirken, um diese zu blockieren. Dieser weit verbreitete Typ einer Feststellbremse in einfach realisierbar und hat den Vorteil, dass die Bremse an die Reibungseigenschaften der Laufrolle des Transportwagens angepasst werden kann.
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Wenn die mindestens eine Laufrolle eine Lenkrolle ist und sich somit um eine vertikale Hochachse drehen kann, genügt eine Feststellung einer einzigen solchen Laufrolle möglicherweise nicht, um unbeabsichtigte Drehbewegungen des Transportwagens um diese Hochachse zu verhindern. Deswegen ist es in vielen Fällen günstiger, wenn die Feststellbremse dazu eingerichtet ist, auf genau zwei Laufrollen des Transportwagens einzuwirken, die auf gegenüberliegenden Längsseiten des Transportwagens angeordnet sind.
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Alternativ kann die Feststellbremse dazu eingerichtet sein, auf die Bodenfläche einzuwirken, um den Transportwagen gegenüber der Bodenfläche zu blockieren. Mit einer solchen Feststellbremse lassen sich besonders große Bremskräfte ausüben, da die zur Verfügung stehende Bremsfläche sehr groß sein kann. Die Bremskraft ist allerdings durch die Gewichtskraft des Transportwagens begrenzt, was für auf die Laufrollen einwirkende Feststellbremsen nicht gilt. Außerdem ist die Bremswirkung vom Reibungskoeffizienten der Bodenfläche abhängig und daher möglicherweise nicht an allen Orten innerhalb der Werkhalle konstant.
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Vorzugsweise ist die Feststellbremse durch Federkraft oder durch Gewichtskraft aktiviert, solange die Antriebseinheit die Feststellbremse nicht durch Einwirken entgegen der Federkraft bzw. der Gewichtskraft deaktiviert. Dadurch wird der Transportwagen durch die Feststellbremse automatisch blockiert, sobald die Antriebseinheit sich von dem Transportwagen abkoppelt. Zusätzliche aktive Schritte, die z.B. die Zufuhr von elektrischem Strom aus einem Energiespeicher erfordern, müssen zur Aktivierung der Feststellbremse nicht durchgeführt werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Feststellbremse dazu eingerichtet, durch eine Kraft deaktiviert zu werden, die durch eine Fahrbewegung der Antriebseinheit aufgebracht wird. Ein Mitnehmer an der Antriebseinheit kann beispielsweise aufgrund der Fahrbewegung einen Hebel der Feststellbremse umlegen, wodurch die Feststellbremse deaktiviert wird. Auf diese Weise benötigt die Antriebseinheit keine zusätzlichen Aktuatoren, um die Feststellbremse zu deaktivieren.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Feststellbremse dazu eingerichtet, durch eine Kraft deaktiviert zu werden, die durch einen in der Antriebseinheit angeordneten Aktuator aufgebracht wird, der auch während des Stillstandes der Antriebseinheit betätigbar ist. Eine solche Antriebseinheit ist aufwendiger in der Konstruktion, hat jedoch den Vorteil, dass eine Deaktivierung der Feststellbremse auch im Stand möglich ist. Dies kann unter Sicherheitsgesichtspunkten vorteilhaft sein, da die Deaktivierung der Feststellbremse erst dann durchgeführt werden kann, wenn sich die Antriebseinheit zuverlässig an den Transportwagen angekoppelt hat und dadurch gegen unbeabsichtigtes Wegrollen gesichert ist.
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An den Transportwagen kann ein passiver oder aktiver Datenträger befestigt sein, mit dem sich der Transportwagen vorzugsweise berührungslos identifizieren lässt.
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Die Kombination sehr einfach aufgebauter Transportwagen ohne eigenen Antrieb mit fahrerlosen Antriebseinheiten ist vor allem deswegen zweckmäßig, weil derartige Transportwagen ohne die Antriebseinheiten problemlos durch Öfen, Lackierkabinen oder andere Bearbeitungsstationen gefördert werden können, in denen sie hohen thermischen oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind. Zu diesem Zweck kann das System eine stationäre Antriebseinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, den Transportwagen entlang einer fest vorgegebenen Förderstrecke zu fördern. Die Mitwirkung der Antriebseinheiten kann sich dann beispielsweise darauf beschränken, die Transportwagen zwischen benachbarten Bearbeitungsstationen oder von einer Bearbeitungsstation zu einem Platz in einem Bereitstellungsbereich zu fördern. Innerhalb der Bearbeitungsstation werden die Transportwagen durch die stationäre Antriebseinrichtung gefördert, wie dies an sich im Stand der Technik bekannt ist. Als Antriebseinrichtung kommen z.B. Schleppkreisförderer in Betracht, die auch als Power & Free-Förderer bezeichnet werden. Die Transportwagen werden dann von Mitnehmern mitgenommen, die an einer umlaufenden Förderkette des Schleppkreisförderers befestigt sind. Die Antriebseinheiten können eine derartige Bearbeitungsstation umfahren und an deren Ende wieder an den Transportwagen ankoppeln.
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Die Kopplung zwischen der Antriebseinheit und dem Transportwagen kann durch unterschiedliche Maßnahmen gewährleistet werden. Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Kopplung zwischen der Antriebseinheit und dem Transportwagen durch Einführen eines vertikal angeordneten kreiszylindrischen Koppelbolzens in eine kreiszylindrische Ausnehmung bewirkbar. Dazu muss entweder der Koppelbolzen oder die kreiszylindrische Ausnehmung in vertikaler Richtung verfahrbar sein; ob der Koppelbolzen dabei am Transportwagen oder der Antriebseinheit angeordnet ist, spielt keine Rolle. Eine solche Kopplung ist sehr zuverlässig und ermöglicht eine Kraftübertragung in allen Fahrtrichtungen. Geringe Abweichungen von der kreiszylindrischen Form können vorteilhaft sein, um das Einführen des Koppelbolzens in die Ausnehmung zu erleichtern. Der Koppelbolzen kann beispielsweise zu diesem Zweck endseitig einen konisch zulaufenden Abschnitt haben.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist eine Kopplung zwischen der Antriebseinheit und dem Transportwagen durch Einführen eines vertikal angeordneten Koppelbolzens in eine einseitig offene Ausnehmung im Wege einer Fahrbewegung der Antriebseinheit bewirkbar. Auch hier spielt es keine Rolle, ob der Koppelbolzen an der Antriebseinheit oder dem Transportwagen ausgebildet ist. Eine so ausgebildete Kopplung erfordert keine vertikale Bewegung, um den Koppelbolzen in Eingriff mit der Ausnehmung zu bringen. Da die Ausnehmung einseitig offen ist, können nach der Kopplung jedoch keine Kräfte in der Richtung übertragen werden, entlang welcher der Koppelbolzen in die Ausnehmung eingeführt wurde.
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Vorzugsweise ist der Koppelbolzen bei dieser Ausgestaltung nicht kreiszylindrisch und um seine Längsachse drehbar. Auf diese Weise kann der Koppelbolzen eine Verriegelungswirkung erzielen, so dass in alle Richtungen Fahrkräfte auf den Transportwagen übertragen werden können.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit so an den Transportwagen ankoppelbar, dass sich die Antriebseinheit während der Förderung des Transportwagens relativ zu dem Transportwagen um eine Hochachse drehen kann. Dabei ist mindestens eine Laufrolle eine Bockrolle oder eine lenkblockierte Lenkrolle. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich der Transportwagen trotz seiner Drehbarkeit relativ zu der Antriebseinheit auf einer definierten Bahn bewegt, während er von der Antriebseinheit angetrieben wird.
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Wenn zwei voneinander getrennt steuerbare Antriebseinheiten so an den Transportwagen ankoppelbar sind, dass die Antriebseinheiten während der Förderung des Transportwagens sich um eine Hochachse drehen können, können alle Laufrollen Lenkrollen sein. Durch die koordinierte Fahrt der beiden Antriebseinheiten ist automatisch sichergestellt, dass sich der Transportwagen entlang der gewünschten Fahrtrichtung bewegt.
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In Betracht kommt ferner, dass die Antriebseinheit so an den Transportwagen ankoppelbar ist, dass die Antriebseinheit während der Förderung des Transportwagens sich nicht relativ zu dem Transportwagen um eine Hochachse drehen kann. In diesem Fall können alle Laufrollen Lenkrollen sein, da unbeabsichtigte Drehungen des Transportwagens relativ zur Antriebseinheit durch die Kopplung ausgeschlossen sind.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein Verfahren zum Transportieren von Fahrzeugkarosserien gelöst, das die folgenden Schritte aufweist:
- a) Bereitstellen eines Transportwagens, der eine Aufnahmeeinrichtung zum lösbaren Befestigen einer Fahrzeugkarosserie, eine Feststellbremse und mehrere nicht angetriebene Laufrollen hat, mit denen der Transportwagen auf einer Bodenfläche rollen kann;
- b) Selbsttätiges Ankoppeln einer fahrerlosen Antriebseinheit an den Transportwagen;
- c) Deaktivieren der Feststellbremse durch die Antriebseinheit;
- d) Fördern des Transportwagens mit der darauf befestigten Fahrzeugkarosserie auf einem Förderweg mit Hilfe der Antriebseinheit;
- e) Aktivieren der Feststellbremse durch die Antriebseinheit;
- f) Selbsttätiges Abkoppeln der Antriebseinheit von dem Transportwagen am Ende des Förderwegs.
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Die bezüglich des Systems erläuterten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen gelten für das Verfahren entsprechend.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
- 1a bis 1d eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Transportsystems, bei dem der Transportwagen eine auf die Bodenfläche einwirkende Feststellbremse hat, zu verschiedenen Zeitpunkten vor und nach dem Ankoppeln der Antriebseinheit;
- 2a bis 2d eine schematische perspektivische Darstellung des in den 1a bis 1d gezeigten Transportsystems zu verschiedenen Zeitpunkten vor und nach dem Ankoppeln der Antriebseinheit an das Transportfahrzeug;
- 3a und 3b den 1a und 1c entsprechende Darstellungen für ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Feststellbremse auf eine Laufrolle wirkt;
- 4a und 4b den 3a und 3b entsprechende Darstellungen einer Variante, bei der die Feststellbremse durch Gewichtskraft aktiviert wird;
- 5a und 5b den 2d entsprechende Darstellungen einer weiteren Variante, bei der zwei Antriebseinheiten das Transportfahrzeug gleichzeitig fördern, in unterschiedlichen Betriebszuständen;
- 6a und 6b eine schematische Darstellung des Fahrwerks des Transportwagens nach dem Ankoppeln der Antriebseinheit bei Geradeausfahrt bzw. Kurvenfahrt;
- 7 eine den 6a und 6b entsprechende Darstellung des Fahrwerks, jedoch nach Ankoppeln von zwei Antriebseinheiten an den Transportwagen;
- 8a und 8b den 1a und 1b entsprechende Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei denen zwischen der Antriebseinheit und dem Transportwagen eine 2-Punkt-Kopplung hergestellt wird;
- 9 eine perspektivische Darstellung eines Transportwagens, der seitlich in einer Schiene geführt und von einer stationären Antriebseinrichtung gefördert wird;
- 10 einen schematischen Querschnitt durch einen drehbaren Koppelbolzen und ein damit zusammenwirkendes Kopplungsgegenstück zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Koppelvorgangs.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Die 1a bis 1d zeigen ein erfindungsgemäßes und insgesamt mit 10 bezeichnetes System zum Transport von Fahrzeugkarosserien 12 in einer schematischen Seitenansicht zu unterschiedlichen Zeitpunkten.
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Das System 10 umfasst einen Transportwagen 14, der eine bei 16 angedeutete Aufnahmeeinrichtung zum lösbaren Befestigen der Fahrzeugkarosserie 12 hat. Wie am besten in der perspektivischen Darstellung der 2b erkennbar ist, besteht der Transportwagen 14 im Wesentlichen aus einem aus Hohlprofilen zusammengesetzten Gestell 18, das annähernd H-förmig ist. Die vier seitlich abstehenden Enden des Gestells 18 sind senkrecht nach unten abgewinkelt und tragen Halterungen für Laufrollen. Wie weiter unten mit Bezug auf die 6a und 6b näher erläutert wird, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden vorderen Laufrollen als Lenkrollen 20 ausgebildet, die sich frei um eine Hochachse drehen können. Die beiden hinteren Laufrollen sind als Bockrollen 22 ausgebildet, wobei die Drehachsen der beiden Bockrollen 22 fluchten und senkrecht zur Längsrichtung des Gestells 18 verlaufen. Mit den Rollen 20, 22 kann der Transportwagen 14 auf einer Bodenfläche 24 abrollen. Normalerweise befindet sich die Bodenfläche 24 in einer Werkhalle, das System 10 kann jedoch auch im Freien betrieben werden.
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Das System 10 umfasst außerdem eine Antriebseinheit 26, die als fahrerloses Transportsystem (FTS) ausgebildet ist. Die Antriebseinheit 26 verfügt zu diesem Zweck in an sich bekannter Weise über eine eigene Steuereinrichtung, Einrichtungen zur Standortbestimmung, einen Laserscanner 23 zur Kollisionsvermeidung sowie eine Datenübertragungseinrichtung, um mit einer übergeordneten Systemsteuerung kommunizieren können. Außerdem verfügt die Antriebseinheit 26 über einen Energiespeicher, etwa in Form einer elektrischen Batterie, und über einen Antriebsmotor, mit dem mindestens ein Antriebsrad 28 angetrieben werden kann. Ferner kann die Antriebseinheit 26 nicht angetriebene Stützräder 30 haben.
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Von einem herkömmlichen fahrerlosen Transportsystem unterscheidet sich die Antriebseinheit 26 durch einen an ihrer Oberseite angeordneten und senkrecht nach oben ragenden Mitnehmer 32 und ein Gleitelement 34, das an der Vorderseite der Antriebseinheit 26 ausgebildet ist und in noch näher zu erläuternder Weise zur Deaktivierung einer Feststellbremse dient, die am Transportwagen 14 ausgebildet ist und nachfolgend näher erläutert wird.
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Wie aus dem vergrößerten Ausschnitt A der 1a hervorgeht, umfasst die insgesamt mit 36 bezeichnete Feststellbremse beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen verschwenkbar am Gestell 18 festgelegten Schwenkhebel 38, der endseitig von einer Druckfeder 40 druckbeaufschlagt wird. An dem Schwenkhebel 38 ist ein Bremsstempel 42 befestigt, der an seinem nach unten weisenden Ende einen Bremsklotz 44 trägt. Bei dem in der 1a dargestellten aktivierten Betriebszustand der Feststellbremse 36 drückt die Druckfeder 40 den Schwenkhebel 38 und den daran befestigten Bremsstempel 42 nach unten, wodurch der Bremsklotz 44 gegen die Bodenfläche 24 gepresst wird. Die dadurch entstehende Reibungskraft verhindert, dass sich der Transportwagen 14 mit der darauf befestigen Fahrzeugkarosserie 12 unbeabsichtigt in Bewegung setzt. Zu solchen unbeabsichtigten Bewegungen könnte es ansonsten kommen, wenn die Bodenfläche 24 eine Neigung aufweist oder der Transportwagen 14 oder die darauf befestigte Fahrzeugkarosserie 12 versehentlich von einem Werker oder einer fehlgeleiteten Antriebseinheit 26 einen seitlichen Stoß erhält.
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In der 1a nähert sich die Antriebseinheit 26 gerade dem Transportwagen 14 von hinten. Die 1b zeigt das System 10 zu einem späteren Zeitpunkt, nachdem die Antriebseinheit 26 den Transportwagen 14 unterfahren hat und sich seiner Koppelposition nähert. Im dargestellten Zeitpunkt berührt das vorne an der Antriebseinheit 26 befestigte Gleitelement 34 erstmals die Unterseite des Schwenkhebels 38.
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Wenn die Antriebseinheit 26 seine Fahrt langsam fortsetzt, gelangt sie schließlich in die Koppelposition, an welcher der Mitnehmer 32 in ein Kopplungsgegenstück 46 eingreift, das nach unten vom Gestell 18 des Transportwagens 14 absteht und im dargestellten Ausführungsbeispiel einen annähernd U-förmigen Querschnitt hat. Während der Vorwärtsfahrt hat die Antriebseinheit 26 mit dem Gleitelement 34 den Schwenkhebel 38 und den daran befestigten Bremsstempel 42 so weit angehoben, dass der Bremsklotz 44 die Bodenfläche 24 nicht mehr berührt. Die Feststellbremse 36 ist nun deaktiviert, so dass der Transportwagen 14 frei und nur durch die Antriebseinheit 26 geführt über die Bodenfläche 24 fahren kann.
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Die 1d zeigt den Transportwagen 14 mit der darauf befestigten Fahrzeugkarosserie 12 zu einem Zeitpunkt, zu dem die Antriebseinheit 26 gemeinsam mit dem davon angeschobenen Transportwagen 14 bereits ein kurzes Wegstück zurückgelegt hat. Infolge des Formschlusses des Mitnehmers 32 in dem Kopplungsgegenstück 46 und wegen der frei drehbaren Lenkrollen 20 kann der Transportwagen 14 auch Kurvenfahrten ausführen.
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Wenn der Transportwagen 14 das gewünschte Fahrziel erreicht hat, fährt die Antriebseinheit 26 in Rückwärtsrichtung unter dem Transportwagen 14 heraus. Die anhand der 1a bis 1c erläuterten Schritte vollziehen sich dann in umgekehrter Reihenfolge. Gleichzeitig mit dem Herauslösen des Mitnehmers 32 aus dem Kopplungsgegenstück 46 senkt sich der Schwenkhebel 38 und der Bremsstempel 42 ab, bis der Bremsklotz 44 wieder auf der Bodenfläche 24 aufliegt und die gewünschte Feststellung des Transportwagens 14 bewirkt. Die Antriebseinheit 26 kann dann weiter nach hinten oder auch seitlich unter dem Transportwagen herausfahren und an einen anderen Transportwagen ankoppeln.
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Die 2a bis 2d zeigen das System 10 in einer perspektivischen Darstellung zu unterschiedlichen Zeitpunkten bis zum Ankoppeln der Antriebseinheit 26 an den Transportwagen 14. Aus Gründen der besseren Erkennbarkeit sind in den 2b und 2d die Fahrzeugkarosserie 12 und die Feststellbremse 36 nicht dargestellt.
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Der Vorstehend beschriebene Prozess des An- und Abkoppelns mit gleichzeitiger Deaktivierung bzw. Aktivierung der Feststellbremse 36 erfolgt normalerweise bei der Abwicklung eines Transportauftrags, den die Antriebseinheit 26 von einer übergeordneten Anlagensteuerung erhält. Dieser Transportauftrag enthält beispielsweise Informationen über den momentanen Standort des anzufahrenden Transportwagens 14, dessen Beladungszustand und den vorgesehenen Zielort. Die Antriebseinheit 26 fährt dann selbständig zum gewünschten Transportwagen 24, unterfährt diesen (wobei das Unterfahren von beliebigen Richtungen erfolgen kann) und koppelt sich in der beschriebenen Weise mit dem Transportwagen 24. Die Koppelung beinhaltet im dargestellten Ausführungsbeispiel eine mechanische drehbare Verbindung zwischen der Antriebseinheit 26 und dem Transportwagen 14 sowie ein Lösen der Feststellbremse 36. Je nach Ausführung des Transportwagens 14 kann auch noch eine Richtungsfeststellung der Lenkrollen 20 mit Hilfe einer nicht dargestellten, aber an sich bekannten Mechanik erforderlich sein. Dann kann diese gekoppelte Einheit vom Startort zum Zielort fahren. Ein Zielort kann ein Ort sein, an dem der Transportwagen 14 zum Stillstand kommt. Es kann aber z.B. auch ein Ort sein, an dem der Transportwagen 14 ohne Zwischenhalt mit anderen Transportwagen verbunden wird, um einen Schub- oder Zugverband zu bilden.
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Varianten und weitere Ausführungsbeispiele
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Die 3a und 3b zeigen in an die 1a und 1b angelehnten Darstellungen eine Variante, bei der die Feststellbremse 236 nicht auf die Bodenfläche einwirkt, sondern auf eine oder beide Lenkrollen 20. Der Bremsstempel 42 ist ersetzt durch eine Klemmmechanik 48, die bewirkt, dass der von der Druckfeder 40 nach unten gedrückte Schwenkhebel 38 einen Bremsklotz an die Lauffläche der Lenkrolle 20 presst. Wird der Schwenkhebel 38 durch die Fahrbewegung der Antriebseinheit 26 nach oben verschwenkt, wie dies die 3b zeigt, so löst sich der Bremsklotz von der Lauffläche der Lenkrolle 20 und deaktiviert auf diese Weise die Feststellbremse 236.
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Die 4a und 4b zeigen in ebenfalls an die 1a und 1b angelehnten Darstellungen eine weitere Variante für die Ausbildung der insgesamt mit 336 bezeichneten Feststellbremse. Die Feststellbremse 336 unterscheidet sich von der in den 3a und 3b gezeigten Feststellbremse 236 lediglich dadurch, dass die Druckfeder 40 durch ein Gewicht 50 ersetzt ist. Die von der Druckfeder 40 ausgeübte Druckkraft, die den Schwenkhebel 38 nach unten drückt, wird somit dadurch ersetzt durch die Gewichtskraft des Gewichts 50. Ansonsten unterscheidet sich die Funktion der Feststellbremse 336 nicht.
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Die 5a und 5b zeigen in perspektivischen Darstellung (die Fahrzeugkarosserie 12 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt) ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße System 10, bei dem an dem Gestell 18 des Transportwagens 14 nicht nur ein, sondern zwei Kopplungsgegenstücke 46a 46b vorgesehen sind. Dadurch können zwei voneinander unabhängige Antriebseinheiten 26 an den Transportwagen 14 ankoppeln. Außerdem sind alle Laufrollen des Transportwagens 14 als Lenkrollen 20 ausgeführt.
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Durch entsprechend koordinierte Steuerung der beiden Antriebseinheiten 26a, 26b lassen sich damit auch Seitwärtsfahren und rechtwinklige Bewegungen realisieren, wie dies die 5b illustriert. Darin ist erkennbar, wie der Transportwagen 14 rechtwinklig abbiegen und anschließend seitwärts fahren kann, wenn die beiden Antriebseinheiten 26a, 26b auf der Stelle um 90° drehen. Dazu müssen die Antriebseinheiten 26a, 26b über omnidirektionale Antriebe verfügen, wie dies an sich im Stand der Technik bekannt ist.
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Die 6a und 6b zeigen in einer stark vereinfachten Draufsicht das Fahrwerk des Transportwagens 14 mit einer daran angekoppelten Antriebseinheit 26. Wenn die Antriebseinheit 26 eine Kurvenfahrt aufnimmt, wie dies die 6b zeigt, bleiben die hinteren Bockrollen 22 parallel ausgerichtet, während die vorderen Lenkrollen 20 die Lenkbewegung der Antriebseinheit 26 mitvollziehen.
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Die 7 illustriert den vorstehend anhand der 5b illustrierten Fall, wenn zwei Antriebseinheiten 26a, 26b eine Seitwärtsfahrt des Transportwagens 14 bewirken. Da alle Laufrollen als Lenkrollen 20 ausgebildet sind, können diese sich quer zur Längsrichtung des Transportwagens 14 ausrichten und dadurch die Seitwärtsfahrt ermöglichen.
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Die 8a und 8b illustrieren in an die 1a und 1b angelehnten Darstellungen ein anderes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes System 10, bei dem die Antriebseinheit 26 über eine 2-Punkt-Kopplung an den Transportwagen 14 ankoppelt. Zu diesem Zweck weist die Antriebseinheit 26 zwei Mitnehmer auf, die hier als vertikal verfahrbare Koppelbolzen 52a, 52b ausgebildet sind. Der Transportwagen 14 verfügt über zwei voneinander beabstandet angeordnete Kopplungsgegenstücke 46a, 46b, die als kreiszylindrische Bohrung ausgebildet sind. Unterfährt die Antriebseinheit 26 den Transportwagen 14, bis sich die Koppelbolzen 52a, 52b exakt unterhalb der Kopplungsgegenstücke 46a, 46b befinden, so werden die Koppelbolzen 52a, 52b von einem Aktuator in der Antriebseinheit 26 angehoben, bis sie in die Kopplungsgegenstücke 46a, 46b eingreifen. Die Antriebseinheit 26 ist nun so an den Transportwagen 14 gekoppelt, dass die Antriebseinheit 26 sich während der Förderung des Transportwagens 14 nicht mehr relativ zu dem Transportwagen um eine Hochachse drehen kann. Wenn alle Laufrollen als Lenkrollen 20 ausgebildet sind, folgt der Transportwagen 14 somit stets direkt den Bewegungen der Antriebseinheit 26. Verfügt diese über einen omnidirektionalen Antrieb, so kann auch der Transportwagen 14 auf der Stelle drehen oder seitwärts fahren, da die 2-Punkt-Kopplung zwischen der Antriebseinheit 26 und dem Transportwagen 14 keine relative Drehbewegungen mehr zulässt.
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Wenn die Koppelbolzen 52a, 52b unabhängig voneinander vertikal verfahren werden können, lässt sich ein Fahrbetrieb realisieren, bei dem die Kopplung nur von einem der beiden Koppelbolzen 52a oder 52b bewirkt wird, wie dies die 3a und 3b illustrieren.
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Die 9 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Variante, bei der der Transportwagen auf einer Seite Führungselemente 54a, 54b aufweist, die an dem Gestell 18 befestigt sind. Die Führungselemente 54a, 54b greifen in eine stationär entlang des gewünschten Fahrwegs angeordnete Schiene 56 ein, die als nach oben offenes U-Profil ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der Transportwagen 14 entlang der mit einer strichpunktierten Linie angedeuteten Richtung gefördert werden, ohne dass eine Antriebseinheit 26 die Richtung vorgibt. Zum Antreiben des Transportwagens 14 wird in diesem Bereich eine externe Antriebseinrichtung verwendet, die mit der Bezugsziffer 58 angedeutet ist. Bei der Antriebseinrichtung 58 handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Schleppkreisförderer, der mehrere an einer umlaufenden Kette befestigte Mitnehmer 60 hat. Mindestens einer der Mitnehmer 60 greift an dem Gestell 18 des Transportwagens 14 an und fördert diesen dadurch entlang der durch die Schiene 56 vorgegebenen Förderrichtung.
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In der 9 ist außerdem ein RFID-Chip 61 befestigt, mit dem sich der Transportwagen berührungslos identifizieren lässt.
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Die 10 schließlich zeigt in einer schematischen Draufsicht einen um eine Hochachse 62 drehbar angeordneten Koppelbolzen 52 und ein Kopplungsgegenstück 46, das einseitig offen ist. Eine Öffnung 64 des Kopplungsgegenstücks 46 ist so schmal, dass der Koppelbolzen 52 nur in der links dargestellten Flachstellung die Öffnung 64 passieren und in eine speziell geformte, annähernd kreiszylindrische Ausnehmung 66 des Kopplungsgegenstücks eingeführt werden kann. Sobald der Koppelbolzen 52 die Öffnung 64 passiert hat, wird er um 90° gedreht, wie dies rechts in der 10 erkennbar ist. In der Querstellung liegt der Koppelbolzen 52 so formschlüssig an der Wandung der Ausnehmung 66 an, dass der Transportwagen 14 auch rückwärts fahren kann, ohne dass die Kopplung zur Antriebseinheit 26 verlorengeht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5669309 [0003]
- US 6324992 B1 [0004]
- EP 1980474 B1 [0005]
- JP 2004269143 A [0006]
