DE102022119665A1

DE102022119665A1 - Werkstückträger für eine automatisierte Fertigungslinie für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen

Info

Publication number: DE102022119665A1
Application number: DE102022119665.8A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt Erfinder
Original assignee: RUAG Ammotec AG
Current assignee: RUAG Ammotec AG
Priority date: 2022-08-04
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2024-02-15
Also published as: WO2024028500A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkstückträger für eine automatisierte Fertigungslinie für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen, umfassend eine Trägerbasis, wie ein Schlitten, die dazu eingerichtet ist, entlang der Fertigungslinie gefördert zu werden, und wenigstens eine an der Trägerbasis angeordnete Aufnahme zum Halten wenigstens zweier Munitionsteile des gleichen Typs, wie zweier Munitionshülsen, zweier Munitionsgeschosse, zweier Munitionspatronen oder zweier Munitionsanzündhütchen, wobei die wenigstens eine Munitionsteilaufnahme relativ zu der Trägerbasis verfahrbar gelagert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkstückträger für eine automatisierte Fertigungslinie für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen, wie eine Munitionspatrone, die die zum Abfeuern eines Geschosses notwendigen Komponenten in einer Einheit zusammenfasst, wie eine Munitionshülse, ein Munitionsprojektil, ein Munitionsanzündhütchen und/oder Treibladungspulver. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine automatisierte Fertigungslinie für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen, die einen erfindungsgemäßen Werkstückträger umfasst.
Die vorliegende Erfindung betrifft grundsätzlich das technische Gebiet der Munitionslaborierung, was das Bereitstellen und Zusammenstellen der einzelnen Munitionskomponenten zu einer vollständigen Munitionseinheit umfasst. Jahrzehntelang erfolgte dies an voneinander getrennten, aufeinander folgenden Bearbeitungsstationen, in denen grob zusammengefasst der folgende Prozess durchlaufen wurde: Bereitstellen der Munitionshülse, des Projektils, des Anzündtütchen und an Treibladungspulver an jeweils separaten Bearbeitungsstationen; Einsetzen des Anzündtütchens in die Munitionshülse; Abfüllen von Treibladungspulver in die Munitionshülse; Einsetzen des Geschosses in die Munitionshülse. Des Weiteren wurden zusätzliche Abdichtungs-, Lackierungs- und/oder Kontrollschritte durchgeführt. Von den einzelnen Bearbeitungsstationen wurden die Einzelteile als Schüttgut abgeführt und dann von diesem Schüttgut in einer der folgenden Bearbeitungsstation vorangehenden Vereinzelungsstation wiederum separiert und der folgenden Bearbeitungsstation zugeführt.
Es hat bereits Ansätze gegeben, die Laborierung von Munition zu automatisieren. Beispielsweise in der WO 2017/085751 A1 ist eine Fertigungsanlage beschrieben, bei der die einzelnen Bearbeitungsstationen entlang eines Umlauf-Lineartransfersystems angeordnet sind, bei dem eine Vielzahl von Aufnahmehülsen, die zum Aufnehmen je einer Munitionshülse angepasst sind, mittels einer Förderrichtung durch die verschiedenen Stationen befördert werden. Die Taktzahl des derartigen Systems ist allerdings stark beschränkt. Dies hängt insbesondere damit zusammen, dass das Transfersystem noch recht rudimentär ausgebildet ist, da die Munitionshülse starr und unbeweglich durch die einzelnen Stationen verfahren wird. Damit zusammenhängend erfordert das derartige System gemäß der WO 2017/08575A1 aufwendig konstruierte und einen hohen Bauraum einnehmende Einzelbearbeitungsstationen, um jeweils das notwenige Handling, die notwenige Ausrichtung und die notwendigen Bearbeitungsschritte durchführen zu können.
Ein weiterer Ansatz, die Munitionslaborierung zu automatisieren, ist in der JP 1020130133355 B1 beschrieben, bei der eine Munitionshülsenaufnahmeplatte zum Aufnehmen und Halten einer Vielzahl von Munitionshülsen bereitgestellt und mittels einer Fördereinrichtung entlang der Fertigungslinie verfahren wird. Die zusätzlichen Munitionskomponenten, wie Projektil, Anzündtütchen und Treibladung, werden jeweils über separate, dafür vorgesehene Aufnahmen an eigens dafür konstruierten Handling- und Bearbeitungsstationen mit der Munitionshülse verbunden.
Auch an der Fertigungslinie der JP 1020130133355 B1 haben sich insbesondere die Komplexität und der große Bauraum der einzelnen Bearbeitungsstationen, die zum Zusammenstellen einer vollständigen Patrone notwendig sind, als nachteilig erwiesen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden, insbesondere die automatisierte Munitionslaborierung zu vereinfachen und/oder dessen Taktzahl zu erhöhen, insbesondere unter Beanspruchung eines geringeren Bauraums.
Die Aufgabe betrifft die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Werkstückträger für eine automatisierte Fertigungslinie für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen bereitgestellt.
Die automatisierte Fertigungslinie kann sämtliche Füge- und Zusammenbauschritte umfassen, die notwendig sind, um eine vollständige Munitionseinheit aus einer Munitionshülse, einem Munitionsanzündhütchen, einem Munitionsgeschoss und dem Treibladungspulver abdecken. Daher kann eine derartige Fertigungslinie auch Laborierungsanlage genannte werden. Die einzelnen Munitionskomponenten können in vorgelagerten Herstellungsschritten und/oder vorgelagerten Fertigungsstationen gefertigt werden und schließlich der Laborierungsanlage zugefügt werden, an der sie grundsätzlich nach bewährter Technik zu einer vollständigen Munition bzw. Patrone zusammengefügt werden, die nach dem Durchlaufen der automatisierten Fertigungslinie somit reif zum Verkauf ist. Die automatisierte Fertigungslinie ist vorzugsweise als Rundtakt- oder Umlaufsystem realisiert, bei der die einzelnen Bearbeitungsstationen zum Zusammenstellen der Munition entlang des Rundtakt- oder Umlaufsystems aufeinanderfolgend angeordnet sind und gemäß eines Förderungstakts der Fertigungslinie automatisiert Munitionseinheiten zusammenstellen.
Die Anlage umfasst mehrere Fertigungs- oder Bearbeitungsstationen, an denen die unterschiedlichen Zusammenbau- oder Fertigungsschritte durchgeführt werden. Beispielsweise umfassen die mehreren Fertigungsstationen eine Munitionsteileinbringstation, vorzugsweise eine Hülseneinbringstation und/oder eine Projektileinbringstation, zum Einbringen von wenigstens einem der mehreren Munitionsteile in den Fertigungsprozess der Anlage, mehrere Qualitätsprüfstationen, wenigstens eine Munitionsteilbearbeitungsstation, beispielsweise eine Hülsenumformstation, eine Treibladungsbefüllstation, eine Projektilmontagestation, eine Projektilmarkierstation und/oder eine Ausschleusstation zum Abtransport der gefertigten Munition aus dem Fertigungsprozess der Anlage. Die Ausschleusstation kann auch dazu dienen, Ausschuss aus dem Fertigungsprozess auszuschleuen. Die mehreren Fertigungsstationen sind so in Bezug auf den Fertigungsprozess angeordnet, dass die Munitionsteile nacheinander den Fertigungsstationen zuführbar sind, um die aufeinander aufbauenden Fertigungsschritte vornehmen zu lassen.
Die Anlage umfasst ferner eine oder mehrere Fördereinrichtungen jeweils zum Halten mehrerer der mehreren Munitionsteile und zum An- oder Abtransport jeweils mehrerer der mehreren Munitionsteile von, hinzu und/oder zwischen den mehreren Fertigungsstationen. Die Fördereinrichtung erfüllt demnach zumindest zwei Funktionen. Zum einen kann die Fördereinrichtung die für die Munition notwendigen Munitionsteile halten und einen Zugriff der einzelnen Fertigungsstationen auf die Munitionsteile ermöglichen bzw. eine Bearbeitung der Munitionsteile an den einzelnen Fertigungsstationen ermöglichen und zum anderen ist die Fördereinrichtung für das insbesondere automatisierte Transportieren bzw. Befördern der einzelnen Munitionsteile entlang des durch die mehreren Fertigungsstationen festgelegten Fertigungsprozesses verantwortlich. Die Fördereinrichtung definiert eine geschlossen umlaufende Förderbahn, entlang der die einzelnen Munitionsteile wenigstens abschnittsweise, je nach deren Einfluss auf den Fertigungsprozess, befördert werden und die einen von der Förderbahn eingeschlossenen Innenraum sowie einen davon abgegrenzten Außenraum begrenzt. Die Förderbahn kann eine endlos-rennbahnartige Struktur bzw. Form aufweisen. Insbesondere umfasst die Anlage mehrere entlang der Förderbahn verteilte, insbesondere identisch ausgebildete Fördereinrichtungen, wie Schlitten. Die mehreren Fördereinrichtungen können dabei individuell angesteuert und entlang der Förderbahn verfahren werden, damit einzelne Fertigungsstationen mit einem individuellen Bewegungsprofil je Fördereinrichtungen angefahren werden können. Somit ist der Fertigungsprozess erheblich flexibler als bei einer Aneinanderfixierung der Fördereinrichtungen entlang der Förderbahn.
Wenigstens eine, insbesondere mehrere, der mehreren Fertigungsstationen kann im Innenraum und/oder dem Außenraum angeordnet sein und von innen und/oder von außen auf die Fördereinrichtung, insbesondere die entlang der Fördereinrichtung geförderten bzw. transportierten Munitionsteile, einwirken. Die so geschaffene seitliche bzw. horizontale Einwirkebene der Fertigungsstationen auf die Fördereinrichtung bzw. auf die damit beförderten Munitionsteile ermöglicht einen platzsparenden, aufgeräumten Aufbau der Anlage. Mit einem solchen seitlichen Zugriff auf die Fördereinrichtung können die hohen Anforderungen an die Produktionskapazität besser zufriedengestellt werden, denn durch die seitliche Anordnung mit dem seitlichen Zugriff der Fertigungsstationen auf die Fördereinrichtung können die einzelnen Fertigungsstationen vollständig unabhängig von der Fördereinrichtung ausgelegt und frei bzw. flexibel in Bezug auf die Fördereinrichtung positioniert, umpositioniert sowie vertauscht werden.
Ferner können die mehreren Fördereinrichtungen von, hinzu und/oder zwischen den mehreren Fertigungsstationen unabhängig voneinander verfahren werden. Insbesondere umfasst die Anlage mehrere entlang einer Förderbahn verteilte, insbesondere identisch ausgebildete Fördereinrichtungen, wie Schlitten. Die mehreren Fördereinrichtungen können dabei individuell angesteuert und entlang der Förderbahn verfahren werden, damit einzelne Fertigungsstationen mit einem individuellen Bewegungsprofil je Fördereinrichtung angefahren werden können. Somit ist der Fertigungsprozess erheblich flexibler als bei einer Aneinanderfixierung der Fördereinrichtungen entlang der Förderbahn.
Ferner kann die Anlage wenigstens zwei in Förderrichtung hintereinander angeordnete Treibladungsbefüllstationen aufweisen. Die Treibladungsbefüllstationen sind grundsätzlich dazu ausgelegt, Munitionsteile, insbesondere die Hülse, mit Treibladungspulver zu befüllen. Die erfindungsgemäße Treibladungsbefüllstation kann auf Basis der Gravimetrie ausgelegt sein oder auf Basis einer volumentrischen Dosierung arbeiten. Mit der gravimetrischen Dosierung können Vorteile hinsichtlich der Genauigkeit der Dosiermenge erreicht werden. Mit der volumetrischen Dosierung lassen sich deutliche Vorteile hinsichtlich der Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielen, was sich positiv auf die Taktzahl insbesondere bei der Einbindung der erfindungsgemäßen Treibladungsbefüllstation in eine insbesondere erfindungsgemäße Anlage zum automatisierten Fertigen von Munition auswirkt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient insbesondere zum simultanen Befüllen der wenigstens zwei Munitionshülsen mit Treibladungspulver. Dies bedeutet, dass die Befüllung der wenigstens zwei Munitionshülsen in einem Befüllvorgang, insbesondere ohne Richtungswechsel um mehr als 90°, durchgeführt wird. Unter simultan ist dabei nicht notwendigerweise zu verstehen, dass die wenigstens zwei Munitionshülsen exakt zeitgleich befüllt werden, sondern dass durchaus ein gewisser zeitlicher Versatz zwischen der Befüllung, insbesondere der vollständigen Befüllung, der entlang der Bahn angeordneten Munitionshülsen besteht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu ausgelegt sein, die wenigstens zwei Munitionshülsen jeweils mit einer definierten, insbesondere im Wesentlichen identischen, unter Berücksichtigung der prozessinhärenten Ungenauigkeiten, Menge zu befüllen. Bei dem Treibladungspulver kann es sich beispielsweise um ein Treibladungspulver für eine Kleinkalibermunition insbesondere mit einem Kaliber im Bereich von 4,5 mm bis 13 mm handeln, das typischerweise ein- oder zweibasige Kugel-, Röhrchen-, Stäbchen- oder Blättchen-formen aufweist und/oder pulverartig geformt ist. Alternativ können auch extrudierte Treibladungspulver verwendet werden. Sofern es sich um ein kugelförmiges Treibladungspulver handelt, kann dieses beispielsweise gewalzt sein und einen Kugeldurchmesser von 0,4 mm bis 0,8 mm aufweisen. Bei stäbchenförmigem Treibladungspulver beispielsweise für die 5.56 mm-Kalibermunition können die Stäbchen eine Länge von bis zu 1,1 mm und/oder einen Durchmesser von bis zu 0,7 mm aufweisen. Die Dichte des eingesetzten Treibladungspulvers kann bei Nitrocellulose (NC) beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 1 g/cm3 liegen. Bei einem derartigen Treibladungspulver liegt die Schüttdichte im Bereich von 0,6 bis 1 g/cm3, für Einsatzpatronen, für Subsonic- oder Blank-Patronen bei bis zu 0,4 g/cm3.
Ferner kann eine der mehreren Fertigungsstationen eine Anzündelementeinsetzstation sein, die ein Anzündelement in den Fertigungsprozess der Anlage bringt und jeweils in eine Hülse einsetzt. Die Anzündelementeinsetzstation kann dazu ausgelegt sein, mehrere, insbesondere wenigstens zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf oder zwölf, Anzündelemente gleichzeitig, insbesondere in einem Einetzvorgang, in eine entsprechende Anzahl von Hülsen einzusetzen.
Ferner kann eine der mehreren Fertigungsstationen eine Fluidaufbringstation sein, bei der eine Abdichtmasse in einer Ringfuge zwischen der Hülse und dem darin aufgenommenen Anzündelement und/oder zwischen der Hülse und dem darin eingesetzten Projektil aufgebracht ist und die Ringfuge abgedichtet und/oder markiert ist. Es hat sich herausgestellt, dass die Integration der Aufbringung der Abdichtmasse im automatisierten Fertigungsprozess erhebliche Vorteile bezüglich der Produktionskapazität sowie auch der Fertigungsgenauigkeit mit sich bringt. Dadurch, dass die Anlage sicherstellt, dass die einzelnen Komponenten ausgerichtet zueinander sind, kann die Fluidaufbringstation von dieser vorbestimmten Ausrichtung der einzelnen Komponenten zueinander profitieren und sehr präzise die Abdichtmasse aufbringen.
Ferner kann eine der mehreren Fertigungsstationen eine Qualitätsüberwachungsstation sein, bei der die Hülse und das Projektil vor einem Zusammensetzen insbesondere jeweils einzeln überwacht werden. Unter der Überwachung kann eine Qualitätskontrolle im Hinblick auf vorbestimmte Parameter verstanden werden.
Ferner können die Fördereinrichtung und die Fertigungsstationen in Taktzyklen aufeinander abgestimmt sein, wobei wenigstens zwei, wenigstens fünf, wenigstens zehn oder wenigstens zwölf Munitionsteile pro Taktzyklus an den Fertigungsstationen zu Munition verarbeitet werden. Die erfindungsgemäße Produktionskapazität wird unter anderem durch die parallele Verarbeitung einer Vielzahl an Munitionsteilen pro Taktzyklus erreicht.
Ferner kann die Förderbahn eine in Richtung Innenraum und/oder Außenraum orientierte Schiene aufweisen, die entlang der Förderbahn verläuft und eine Kopplungsschnittstelle der Fördereinrichtung in einer Bereitstellposition fixiert.
Der Werkstückträger kann demnach zwei Funktionen erfüllen. Zum einen kann er für die Munition notwendige Munitionsteile halten und einen Zugriff der einzelnen Bearbeitungsstationen auf die Munitionsteile ermöglichen bzw. eine Bearbeitung der Munitionsteile an den einzelnen Bearbeitungsstationen ermöglichen und zum anderen kann der Werkstückträger die Schnittstelle zur automatisierten Fertigungslinie bilden, sodass die wenigstens zwei Munitionsteile mittels des Werkstückträgers die automatisierte Fertigungslinie durchlaufen können.
Der erfindungsgemäße Werkstückträger weist eine Trägerbasis, wie einen Schlitten, auf, die dazu eingerichtet ist, entlang der Fertigungslinie gefördert zu werden. Die Trägerbasis kann demnach dazu eingerichtet sein, insbesondere lösbar an die automatisierte Fertigungslinie gekoppelt zu werden, um von dieser automatisiert von einer Bearbeitungsstation zur nächsten befördert zu werden. Die Trägerbasis kann beispielsweise zur Bildung eines Nut-Feder-Systems mit einer Verbindungskomponente der automatisierten Fertigungslinie ausgestaltet sein.
Der Werkstückträger umfasst ferner wenigstens eine an der Trägerbasis angeordnete, insbesondere vorzugsweise lösbar daran befestigte, Aufnahme zum Halten wenigstens zweier Munitionsteile des gleichen Typs, wie zweier Munitionshülsen, zweier Munitionsgeschosse, zweier Munitionspatronen oder zweier Munitionsanzündhütchen. Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Werkstückträgers besteht darin, dass dieser zum Aufnehmen mehrerer Munitionsteile ausgebildet ist, die so gehalten sind, dass diese gleichzeitig bzw. parallel verarbeitet werden können. Beispielsweise ist die Aufnahme so ausgebildet, dass dieser wenigstens 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 oder 15 Munitionsteile des gleichen Typs halten kann. Beispielsweise sind die Vielzahl an Munitionsteilen in einer vorbestimmten, insbesondere unveränderlichen, Anordnung von der Aufnahme gehalten. Beispielsweise in Reihen und/oder Parallelanordnung, wie beispielsweise in einem Array-Feld.
Gemäß dem ersten der vorliegenden Erfindung ist die wenigstens eine Munitionsteilaufnahme relativ zu der Trägerbasis verfahrbar gelagert. Es wurde herausgefunden, dass bei der Laborierung von Munition die einzelnen Munitionsteile je nach Bearbeitungsstation in einer unterschiedlichen Orientierung gehalten werden müssen. Während dies im Stand der Technik durch aufwendig und individuell konstruierte Bearbeitungsstationen gelöst wurde, die auf die starren Haltevorrichtungen für die Munitionsteile zugreifen konnten, löst sich die vorliegende Erfindung von diesem Konzept dahingehend, dass zu Lasten eines komplexeren Werkstückträgers diesen Anforderungen entsprochen werden kann. Erfindungsgemäß wird mittels der verfahrbaren Lagerung der Munitionsteilaufnahme relativ zur Trägerbasis auf einfache Art und Weise eine hohe Flexibilität gewonnen. Durch die Verfahrbarkeit der Materialaufnahme ist es möglich, diese während den unterschiedlichen Bearbeitungsschritten bzw. in den unterschiedlichen Bearbeitungsstationen in die jeweils optimale Orientierung zu bringen. Dadurch können die einzelnem Bearbeitungsstationen im Aufbau, Handling und der Ansteuerung deutlich vereinfacht und in Bezug auf deren Bauraum deutlich verkleinert werden. Die Bearbeitungsstationen benötigen nicht mehr aufwendige komplexe Systeme, um auf die starr angeordneten Munitionsteile zugreifen zu können bzw. diese bearbeiten zu können.
In einer beispielhaften Weiterbildung ist die Munitionsteilaufnahme relativ zu der Trägerbasis, insbesondere an der Trägerbasis, schwenkbar gelagert. Dadurch kann die Munitionsteilaufnahme bzgl. einer Rotationsachse zwischen verschiedenen Stellungen verschwenkt werden, um eine unterschiedliche Orientierung einzunehmen. Gemäß einer beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers ist die wenigstens eine Munitionsteilaufnahme von einer Aufnahmestellung, in der die wenigstens zwei Munitionsteile insbesondere gleichzeitig zuführbar sind, in eine Bearbeitungsstellung verfahrbar, in der die wenigstens zwei Munitionsteile gleichzeitig bearbeitbar sind. Die Verfahrbarkeit der wenigstens einen Munitionsteilaufnahme relativ zur Trägeraufnahme kann derart flexibel ausgestaltet sein, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Stellungen anfahrbar ist. Beispielsweise kann die wenigstens eine Munitionsteilaufnahme beim Einnehmen der Aufnahmestellung und/oder beim Einnehmen der Bearbeitungsstellung arretiert werden, sodass temporär eine Verfahrbarkeit der Munitionsteilaufnahme unterbunden ist. Es sei klar, dass die Position der wenigstens zwei Munitionsteile in der Aufnahmestellung bzw. deren Orientierung darüber hinaus so sein kann, dass in der Aufnahmestellung ebenfalls eine Bearbeitung der wenigstens zwei Munitionsteile stattfinden kann. Die unterschiedlichen einnehmbaren Stellungen der Munitionsteilaufnahme relativ zu der Trägerbasis können sich durch eine unterschiedliche Orientierung und/oder Position in Bezug auf Abstand von der Trägerbasis unterscheiden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers ist die wenigstens eine Munitionsteilaufnahme derart verfahrbar an der Trägerbasis gelagert, dass die Munitionsteilaufnahme eine kombinierte Schwenk- und Translationsbewegung relativ zu der Trägerbasis durchführen kann.
Beispielsweise ist die Munitionsteilaufnahme mittels eines Schwenkarms schwenkbar an der Trägerbasis gelagert, sodass die Schwenk- bzw. Rotationsachse nicht durch die Munitionsteilaufnahme erfolgt. Dabei kann die wenigstens eine Munitionsteilaufnahme ferner relativ zu dem Schwenkarm verfahrbar, insbesondere verschwenkbar, an diesem gelagert sein. Dadurch wird die Flexibilität des erfindungsgemäßen Werkstückträgers weiter erhöht, insbesondere weil da ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad geschaffen ist, der eine Anpassung der Orientierung und Positionierung der Munitionsteilaufnahme bzw. der darin aufgenommenen Munitionsteile ermöglicht ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers weist die Trägerbasis einen Mitnehmer auf, der zum Übertragen der Antriebsförderkraft der Fertigungslinie an den Werkstückträger ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Mitnehmer der Verbindungseinrichtung nach Art eines Feder-Nut-Systems aufweisen. Ferner kann dieser aktiv ansteuerbare betätigbare Befestigungsmechanismen wie einen Klemm- und/oder Rastmechanismus, aufweisen über dem der mitnehmbar kraftübertragungsgemäß mit der Fertigungslinie koppelbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten beispielhaft kombinierbar ist, ist ein Werkstückträger für eine automatisierte Fertigungslinie für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen bereitgestellt.
Der Werkstückträger kann grundsätzliche zwei Funktionen erfüllen. Zum einen kann er für die Munition notwendige Munitionsteile halten und einen Zugriff der einzelnen Bearbeitungsstationen auf die Munitionsteile ermöglichen bzw. eine Bearbeitung der Munitionsteile an den einzelnen Bearbeitungsstationen ermöglichen und zum anderen kann der Werkstückträger die Schnittstelle zur automatisierten Fertigungslinie bilden, sodass die wenigstens zwei Munitionsteile mittels des Werkstückträgers die automatisierte Fertigungslinie durchlaufen können.
Der Werkstückträger umfasst ferner wenigstens zwei Aufnahmen zum Halten je wenigstens zweier Munitionsteile des gleichen Typs, wie zweier Munitionshülsen, zweier Munitionsgeschosse, zweier Munitionspatronen oder zweier Munitionsanzündhütchen. Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Werkstückträgers besteht darin, dass dieser zum Aufnehmen mehrerer Munitionsteile ausgebildet ist, die so gehalten sind, dass diese gleichzeitig bzw. parallel verarbeitet werden können. Beispielsweise ist die Aufnahme so ausgebildet, dass dieser wenigstens 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 oder 15 Munitionsteile des gleichen Typs halten kann. Beispielsweise sind die Vielzahl an Munitionsteilen in einer vorbestimmten, insbesondere unveränderlichen, Anordnung von der Aufnahme gehalten. Beispielsweise in Reihen und/oder Parallelanordnung, wie beispielsweise in einem Array-Feld.
Gemäß dem weiteren Aspekt der Erfindung ist wenigstens eine der Munitionsteilaufnahmen von einer Aufnahmestellung, in der die wenigstens zwei Munitionsteile insbesondere gleichzeitig zuführbar sind, in eine Bearbeitungsstellung verfahrbar, in der die wenigstens zwei Munitionsteile insbesondere gleichzeitig bearbeitbar sind. Dadurch, dass nicht notwendigerweise sämtliche unterschiedlichen Munitionsteiletypen gleich vielen unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zuführbar sein müssen und/oder jeweils in unterschiedlichen Orientierungen bzw. Stellungen bearbeitbar sein müssen, kann somit ein kostengünstiger und doch im Vergleich zum Stand der Technik deutlich flexiblerer Werkstückträger bereitgestellt werden. Durch die Vereinigung der Aufnahme der zur Fertigung von Munition notwendigen Munitionsteile unterschiedlichen Typs in ein und demselben Werkstückträger können erhebliche Vorteile insbesondere in Bezug auf die Taktzahl generiert werden. Somit können die aneinander zu fügenden Munitionsteile beispielsweise in unmittelbarer Nähe zueinander bereitgestellt werden, jedenfalls aber von ein und demselben Werkstückträger gehalten werden, sodass diese für eine einfache Handhabung und Zugänglichkeit örtlich konzentriert an dem Werkstückträger gehalten sind.
Die Verfahrbarkeit der wenigstens einen Munitionsteilaufnahme relativ zur Trägeraufnahme kann derart flexibel ausgestaltet sein, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Stellungen anfahrbar ist. Beispielsweise kann die wenigstens eine Munitionsteilaufnahme beim Einnehmen der Aufnahmestellung und/oder beim Einnehmen der Bearbeitungsstellung arretiert werden, sodass temporär eine Verfahrbarkeit der Munitionsteilaufnahme unterbunden ist. Es sei klar, dass die Position der wenigstens zwei Munitionsteile in der Aufnahmestellung bzw. deren Orientierung darüber hinaus so sein kann, dass in der Aufnahmestellung ebenfalls eine Bearbeitung der wenigstens zwei Munitionsteile stattfinden kann. Die unterschiedlichen einnehmbaren Stellungen der Munitionsteilaufnahme relativ zu der Trägerbasis können sich durch eine unterschiedliche Orientierung und/oder Position in Bezug auf Abstand von der Trägerbasis unterscheiden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers ist die wenigstens eine verfahrbare Munitionsteilaufnahme derart relativ zu der anderen Munitionsteilaufnahme verfahrbar, dass die verfahrbare Munitionsteilaufnahme eine Bearbeitungsstellung einnehmen kann, in der die wenigstens zwei Munitionsteile der verfahrbaren Munitionsteilaufnahme die wenigstens zwei Munitionsteile der anderen, entweder starren oder ebenfalls verfahrbaren Munitionsteilaufnahme zusammen bearbeitbar, insbesondere aneinanderfügbar, sind. Es wurde herausgefunden, dass der Werkstückträger nicht nur zum Halten und Bereitstellen von Munitionsteilen an unterschiedlichen Bearbeitungsstationen eingesetzt werden kann, sondern gleichzeitig dazu dienen kann, selbst Bearbeitungsschritte bei der Herstellung bzw. Zusammenstellung von Munition zu übernehmen. Beispielsweise, wenn es sich bei dem einen Munitionsteiletyp um die Munitionsteilhülse handelt und bei dem anderen Munitionsteiletyp um das Munitionsgeschoss, kann die die Munitionsgeschosse haltende Aufnahme so relativ zu der die Munitionshülsen haltenden Munitionsteilaufnahme verlagerbar sein, sodass der Werkstückträger dazu in der Lage ist, die Munitionsgeschosse in die Munitionshülsen einzusetzen, insbesondere einzupressen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers sind die wenigstens zwei Munitionsteilaufnahmen jeweils unabhängig von der anderen Munitionsteilaufnahme verfahrbar. Somit können die unterschiedlichen Munitionsteile haltenden Munitionsteileaufnahmen unabhängig voneinander bewegt und in die jeweils notwendige Bearbeitungsstellung verfahren werden. Dadurch ist es sogar möglich, dass beide Munitionsteilaufnahmen sich in einer Bearbeitungsstellung befinden können, in der die jeweils aufgenommenen Munitionsteile insbesondere gleichzeitig bearbeitbar sind. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung können die wenigstens zwei Munitionsteilaufnahmen jeweils eine Schwenk- und/oder Translationsbewegung relativ zu der jeweils anderen Munitionsteilaufnahme durchführen. Je mehr Bewegungsfreiheitsgrade bestehen und/oder je unabhängiger voneinander die wenigstens zwei Munitionsteilaufnahmen verfahrbar sind, desto flexibler kann der Munitionsträger der Werkstückträger eingesetzt werden und desto einfacher und weniger komplex können die notwendigen Bearbeitungsstationen ausgeführt sein.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers definiert die wenigstens eine verfahrbare Munitionsteilaufnahme einen ersten Verfahrraum, in dem eben diese Munitionsteilaufnahme verfahrbar ist, und die wenigstens eine weitere verfahrbare Aufnahme einem weiteren Verfahrraum, in dem diese weitere Aufnahme verfahrbar ist, welche innerhalb des ersten Verfahrraums angeordnet ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers ist die wenigstens eine erste verfahrbare Munitionsteilaufnahme entlang einer ersten Verfahrbahn verfahrbar und die wenigstens eine weitere verfahrbare Munitionsteilaufnahme entlang einer weiteren Verfahrbahn verfahrbar, wobei sich die beiden Verfahrbahnen kreuzen. Durch das Kreuzen der Bewegungsbahnen kann auf einfachere Art und Weise sichergestellt werden, dass der Werkstückträger dazu in der Lage ist, einen Bearbeitungsvorgang durchzuführen, wie das Aneinanderfügen der in der ersten verfahrbaren Munitionsteilaufnahme angeordneten Munitionsteile mit den in der weiteren Munitionsteilaufnahme angeordneten Munitionsteile.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Werkstücks weist der Werkstückträger eine Trägerbasis auf, wie einen Schlitten oder eine auf dem Feder-Nut-Prinzip basierende Einrichtung, die dazu eingerichtet ist, entlang der Fertigungslinie gefördert zu werden. Dabei kann wenigstens eine der Aufnahmen über einen Verfahrarm verfahrbar an der Trägerbasis gelagert sein. Beispielsweise ist die andere Aufnahme über einen starr mit der Trägerbasis verbundenen Tragarm an die Trägerbasis gekoppelt. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der verfahrbar gelagerte Verfahrarm an einem insbesondere starr an der Trägerbasis gekoppelten Haltearm, an dem die wenigstens eine weitere Munitionsteilaufnahme insbesondere verfahrbar gelagert ist, angeordnet. Beispielsweise ist der verfahrbare Verfahrarm an dessen der jeweiligen Munitionsteileaufnahme zugewandten Lagerfläche verfahrbar gelagert. Durch diese Anordnung der Munitionsteilaufnahmen an dem Werkstückträger kann dieser besonders kompakt gestaltet werden und eine hohe Flexibilität in Bezug auf die Bewegungsmöglichkeit der Munitionsteilaufnahmen ermöglichen.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers weist dieser eine Trägerbasis, wie einen Schlitten auf, die dazu eingerichtet ist, entlang der Fertigungslinie gefördert zu werden. Ferner weist der Werkstückträger wenigstens zwei, insbesondere drei, Rotationsachsen auf, wobei beide Aufnahmen jeweils bezüglich einer ersten bzw. zweiten Rotationsachse unabhängig von der jeweils anderen Aufnahme relativ zu der Trägerbasis und zu der anderen Aufnahme verschwenkbar sind. Mit anderen Worten ist die erste Munitionsteilaufnahme in Bezug auf eine erste Rotationsachse schwenkbar gelagert und die zweite Munitionsteilaufnahme zu einer von der ersten Rotationsachse unterschiedlichen zweiten Rotationsachse verschwenkbar gelagert. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung können die wenigstens zwei Aufnahmen bezüglich einer gemeinsamen dritten Rotationsachse relativ zu der Trägerbasis verschwenkbar sein. Mit anderen Worten sind die beiden Munitionsteilaufnahmen dann als Einheit in Bezug auf die dritte Rotationsachse verschwenkbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit dem vorhergehenden Aspekt und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Werkstückträger, für eine automatisierte Fertigungslinie für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen bereitgestellt.
Der Werkstückträger umfasst wenigstens eine Aufnahme zum Halten wenigstens zweier Munitionsteile des gleichen Typs, wie zweier Munitionshülsen, zweier Munitionsgeschosse, zweier Munitionspatronen oder zweier Munitionsanzündhütchen. Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Werkstückträgers besteht darin, dass dieser zum Aufnehmen mehrerer Munitionsteile ausgebildet ist, die so gehalten sind, dass diese gleichzeitig bzw. parallel verarbeitet werden können. Beispielsweise ist die Aufnahme so ausgebildet, dass dieser wenigstens 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 oder 15 Munitionsteile des gleichen Typs halten kann. Beispielsweise sind die Vielzahl an Munitionsteilen in einer vorbestimmten, insbesondere unveränderlichen, Anordnung von der Aufnahme gehalten. Beispielsweise in Reihen und/oder Parallelanordnung, wie beispielsweise in einem Array-Feld.
Die wenigstens eine Aufnahme ist von einer Aufnahmestellung, in der die wenigstens zwei Munitionsteile insbesondere gleichzeitig zuführbar sind, in eine Bearbeitungsstellung verfahrbar, in der die wenigstens zwei Munitionsteile insbesondere gleichzeitig verarbeitbar sind. Dadurch, dass nicht notwendigerweise sämtliche unterschiedlichen Munitionsteiletypen gleich vielen unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zuführbar sein müssen und/oder jeweils in unterschiedlichen Orientierungen bzw. Stellungen bearbeitbar sein müssen, kann somit ein kostengünstiger und doch im Vergleich zum Stand der Technik deutlich flexiblerer Werkstückträger bereitgestellt werden. Durch die Vereinigung der Aufnahme der zur Fertigung von Munition notwendigen Munitionsteile unterschiedlichen Typs in ein und demselben Werkstückträger können erhebliche Vorteile insbesondere in Bezug auf die Taktzahl generiert werden. Somit können die aneinander zu fügenden Munitionsteile beispielsweise in unmittelbarer Nähe zueinander bereitgestellt werden, jedenfalls aber von ein und demselben Werkstückträger gehalten werden, sodass diese für eine einfache Handhabung und Zugänglichkeit örtlich konzentriert an dem Werkstückträger gehalten sind.
Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt weist der Werkstückträger ferner eine Kupplungsschnittstelle zum Verbinden mit einem Motor der Fertigungslinie auf, insbesondere einer motorseitigen Kupplungsschnittstelle, um die Aufnahme von der Aufnahmestellung in die Bearbeitungsstellung, und insbesondere umgekehrt, zu verfahren. Der Werkstückträger selbst kann demnach antriebs- und/oder motorlos ausgeführt sein. Die notwendige Aktivierungs- bzw. Bewegungsenergie, die zum Verfahren der wenigstens einen Munitionsteilaufnahme notwendig ist, kann insbesondere vollständig von außerhalb, beispielsweise durch einen Motor oder Antrieb der Fertigungslinie, zugeführt werden.
Gemäß dem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt ist die werkstückträgerseitige Kupplungsschnittstelle so ausgebildet, insbesondere so bezüglich einer motorseitigen Kupplungsschnittstelle formabgestimmt und/oder ausgerichtet, dass der Werkstückträger zum Verbinden mit dem Motor in die motorseitige Kupplungsschnittstelle einfahren kann. Auf diese Weise ist eine besonders einfach zu realisierende Aneinanderkupplung von Werkstückträger und Energiequelle ermöglicht, ohne dass der Werkstückträger eine eigene Energieversorgung benötigt, um die wenigstens eine Aufnahme zu verfahren.
Gemäß einer beispielhaften Ausführung des Werkstückträgers sind die Kupplungsschnittstellen zum formschlüssigen Ineinandergreifen ausgebildet. Beispielsweise können die Kupplungsschnittstellen auf dem Feder-Nut-Prinzip basieren.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers weist die werkstückträgerseitige Kupplungsschnittstelle eine geradlinige Vertiefung und einen geradlinigen Vorsprung auf, dessen/deren Längserstreckung parallel zu einer Verfahrrichtung zum Aneinanderkuppeln von Werkstückträger und Motor ausgerichtet ist/sind. Die Verfahrrichtung des Werkstückträgers zum Aneinanderkuppeln kann derjenigen Fahrrichtung entsprechen, die von der Fertigungslinie, beispielsweise dem Rundtakt- oder Umlaufsystem, festgelegt ist.
In einer weiteren beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Werkstückträgers weist die wenigstens eine Aufnahme eine Vorspanneinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, beim Halten der wenigstens zwei Munitionsteile einer Vorsprungkraft auf diese aufzubringen. Beispielsweise umfasst die Vorspanneinrichtung je einem der Munitionsteile zugeordnete Federn auf. Beispielsweise kann die Vorspanneinrichtung federvorgespannte Klinken umfassen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung kann der Werkstückträger 2, 3, oder 4 insbesondere verfahrbar gelagerte Munitionsteilaufnahmen zum Aufnehmen je wenigstens zweier, insbesondere 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 oder 15, Munitionsteile des gleichen Typs aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine automatisierte Fertigungslinie für Munition, auch Anlage zum automatisierten Fertigen von Munition genannt, mit wenigstens zwei Munitionsteilen bereitgestellt, die wenigstens einen nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Werkstückträger aufweist.
Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Werkstückträgers;
2 eine Seitenansicht des Werkstückträger aus 1;
3 eine Draufsicht des Werkstückträger aus den 1 und 2;
4 eine Detail-Schnittansicht des Werkstückträgers aus den 1-3;
5 eine weitere Detail-Schnittansicht des Werkstückträgers aus den 1-3;
6 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen automatisierten Fertigungslinie mit mehreren Werkstückträgern gemäß der vorliegenden Erfindung; und
7 eine schematische Prinzipskizze zu einer beispielhaften Ausführung einer Munitionsfertigungsanlage.

In der vorliegenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen der vorliegenden Erfindungen ist ein erfindungsgemäßer Werkstückträger im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 1 versehen, der in einer Anlage 100 zum automatisierten Fertigen von Munition, auch Laborierungsanlage genannt, welche aus mehreren Munitionsteilen, insbesondere einer Hülse, einem Anzündelement, einem Projektil und einer Treibladung, besteht, einsetzbar ist.
Gemäß den beispielhaften Ausführungen des erfindungsgemäßen Werkstückträgers 1 in den 1-3 umfasst der Werkstückträger 1 im Wesentlichen die folgenden Hauptkomponenten: Eine Trägerbasis 3, die dazu eingerichtet ist, entlang der Fertigungslinie 100 gefördert zu werden; eine erste und eine zweite Aufnahme 5, 7 zum Halten je wenigstens zweier, gemäß den beispielhaften Ausführungen in den Figuren von 12, Munitionsteile des gleichen Typs; und eine Kupplungsschnittstelle 9 zum Verbinden mit einem Motor 109 der Fertigungslinie 100 zum Betätigen bzw. Aktuieren des antriebs-/motorlosen Werkstückträgers 1.
Die Trägerbasis 3 ist gemäß den beispielhaften Ausführungen zweiteilig ausgebildet und umfasst einen im Querschnitt c-förmigen Kopplungsschnitt 11, über den der Werkstückträger 1 an die Fertigungslinie 100 lösbar andockbar ist, um dort beispielsweise über ein Rundlauf- oder Umlauffördersystem entlang den Bearbeitungsstationen 105 der Fertigungslinie 100 verfahren bzw. gefördert zu werden. Ferner erfasst die Trägerbasis 3 einen an dem Kopplungsabschnitt 11 befestigten Lagerabschnitt 13, an dem sowohl die beiden Kupplungsschnittstellen 9 als auch die wenigstens zwei Munitionsteilaufnahmen 5, 7 angeordnet sind. Die Munitionsteilaufnahmen 5, 7 können gemäß der beispielhaften Ausführungen in den Figuren jeweils bis zu 12 Munitionsteile des gleichen Typs, wie Geschosse 121 (in der Aufnahme 5), Munitionshülsen 17 (in der Aufnahme 7) oder auch Anzündhütchen (nicht dargestellt) in einer Reihe mit insbesondere gleichem Abstand zueinander halten, wobei gemäß 1 die Geschosse 121 bereits in die Munitionshülsen 17 eingesetzt sind, sodass die Munitionsteilaufnahme 7 gemäß 1 Munition in einem Zwischenfertigungszustand hält. Die beiden Munitionsteilaufnahmen 5, 7 umfassen jeweils Haltevertiefungen 19, die zum Empfangen je eines Munitionsteils eingerichtet und ausgebildet sind.
Die Munitionsteileaufnahme 5, 7 sind grundsätzlich über zwei parallel zueinander ausgerichte und insbesondere identisch ausgebildete Tragarme 21, 23 an der Trägerbasis 3 angeordnet. Die Tragarme 21, 23 können beispielsweise auch schwenkbar in Bezug auf eine Rotationsachse R₃ gegenüber der Trägerbasis 3, insbesondere dem Lagerabschnitt 13 gelagert sein, wobei das Lagerzentrum durch den Bezug r₃ angedeutet ist. Über diese schwenkbaren Lagerungen ist es möglich, die beiden Munitionsteilaufnahmen 5, 7 als Einheit relativ zu der Trägerbasis 3 zu verschwenken, sodass die Munitionsteilaufnahmen 5, 7 in unterschiedlichen Stellungen positionierbar sind, um die jeweiligen Munitionsteile unterschiedlich zu positionieren bzw. unterschiedlich auszurichten, je nach dem, wie es die jeweilige Bearbeitungsstation 105 erfordert.
Darüber hinaus sind die beiden Munitionsteilaufnahmen jeweils noch separat schwenkbar an den Tragarmen 21, 23 gelagert, sodass die Munitionsteile 5, 7 jeweils unabhängig von der jeweils anderen Aufnahme verschwenkbar sind. In 1 ist ersichtlich, dass die Munitionsteileaufnahme 7 bezüglich einer Rotationsachse R₁, die durch ein Lagerzentrum r₁ verläuft, rotierbar gelagert ist und ferner, dass die Rotationsachse R₁ durch die Aufnahme 7 hindurch verläuft, was dazu führt, dass die Aufnahme 7 eine reine Rotationsbewegung in Bezug auf die Rotationsachse R₁ ausführen kann. Mit anderen Worten ist die Munitionsteilaufnahme 7 um ihre eigene Achse insbesondere um 360° drehbar, um die aufgenommenen Munitionsteile in 360°-Orientierung ausrichten zu können. Die weitere Munitionsteilaufnahme 5 wiederum ist über eine Schwenkarmkontruktion 25 verschwenkbar an den Hebelarmen 21, 23 gelagert. Dabei ist die gesamte Schwenkkonstruktion 25 inklusive der die Aufnahme 5 definierenden Haltevertiefungen 19 um eine Rotationsachse R₂ schwenkbar, die durch ein Rotationszentrum r₂ verläuft. Beim Rotieren der Aufnahme 5 relativ zu den Tragarmen 23 führt die Aufnahme 5 eine kombinierte Schwenk- und Translationsbewegung aus. Wie insbesondere in 1 zu sehen ist, ist die Schwenkkonstruktion 25 an einander zugewandten Lagerflächen 27, 29 der Tragarme 21, 23 gelagert und befestigt.
Bezugnehmend auf 2 ist insbesondere der Kopplungsabschnitt 11 der Trägerbasis 3 verdeutlicht, dessen c-Form einen Aufnahmeraum 29 festlegt, über den der Werkstückträger 1 auf einen Mitnehmer der Fertigungslinie 100 aufsetzbar ist, welcher den Werkstückträger 1 entlang der Fertigungslinie 100 fördert. An einer dem Aufnahmeraum 29 zugewandten Innenseite 31 des Kopplungsabschnitts 11 sind betätigbare und/oder Verstelleinrichtung 33 vorgesehen, über die eine zuverlässige Befestigung mit dem Mitnehmer der Fertigungslinie 100 erreicht und eingestellt werden kann, sodass grundsätzlich auch hier eine Anpassung an verschiedene Mitnehmer möglich ist.
Aus 3 ist eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Werkstückträger 1 ersichtlich. Der erfindungsgemäße Werkstückträger 1 dient nicht nur dazu, die zur Fertigung von Munition notwendigen Munitionsteile 15, 17 zu halten beziehungsweise bei der Bearbeitung an den verschiedenen Bearbeitungsstationen 105 der Fertigungslinie 100 in gewünschter Ausrichtung und Orientierung zu bringen, sondern ferner ist der Werkstückträger 1 auch dazu in der Lage, Prozess- bzw. Bearbeitungsschritte durchzuführen. In 3 ist erneut die Rotationsachse R₂ eingezeichnet, bezüglich der die Munitionsteilaufnahme 5 relativ zu der anderen Munitionsteilaufnahme 7 und relativ zu den Haltearmen 21, 23 verschwenkbar ist. Sofern die Munitionsteilaufnahme 5 in der in 3 eingezeichneten Richtung U um die Rotationsachse R₂ rotiert wird, können von der Munitionsteilaufnahme 5 gehaltene Munitionsteile, wie Munitionsgeschosse 121, in in der Munitionsteilaufnahme 7 gehaltene Munitionsteile, wie Munitionshülsen 17, eingesetzt bzw. eingepresst werden. Eine entscheidende Maßnahme ist dabei, dass zum einen die Orientierung der in der Munitionsteilaufnahme 5 gehaltenen Munitionsteile, was über die Orientierung der Haltevertiefungen 19 realisiert ist, in Bezug auf eine Orientierung der in der weiteren Munitionsteile 7 gehaltenen Munitionsteile abgestimmt ist. Zum anderen ist eine Bewegungsbahn beim Verschwenken der Munitionsteilaufnahme 5 auf die Anordnung der Munitionsteilaufnahme 7 an den Haltearmen 21, 23 abgestimmt, sodass bei einer 180°-Schwenkung in der eingezeichneten Richtung U ausgehend von der in 3 dargestellten Konstellation je eine Haltevertiefung 19 der Munitionsteilaufnahme 5 mit je einer Haltevertiefung 35 der Munitionsteilaufnahme 7 zusammenfällt, insbesondere fluchtet.
Die 4 und 5 zeigen jeweils Detailausschnitte in Teilschnittansicht des Werkstückträgers 1 mit Fokus auf die Haltevertiefungen 19, 35 der Munitionsteilaufnahmen 5, 7, am Beispiel der 5 sind es die Haltevertiefungen 35 der Munitionsteilaufnahme 7. Die Munitionsteilaufnahme 7 weist eine im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 37 gekennzeichnete Vorspannungseinrichtung auf, die dazu dient, die aufgenommenen Munitionsteile, hier die aufgenommene Munitionshülse 17, zu fixieren. Dabei bringt die Vorspanneinrichtung 37 eine Vorspann- und/oder Klemmhaltekraft auf die jeweiligen Munitionsteile aus, sodass diese in der jeweiligen Haltevertiefung 35 gegen ein Herausfallen gesichert sind. Die Vorspannung wird dadurch aufgebracht, dass ein Vorspannmittel, wie beispielsweise Federn 39, eingesetzt werden, um beweglich gelagerte Klemmbacken 41 gegen das jeweilige Munitionsteil zu drücken, um die Haltekraft aufzubauen.
In der beispielhaften Ausführung gemäß in 4 und 5 ist die Vorspanneinrichtung 37 durch federvorgespannte Klinken realisiert. Die Klemmbacken 41 bzw. Klinken weisen in Längsrichtung L des Munitionsteils geneigte Klemmflächen 43 auf, die gemäß der Ausführung in 4 konvex geformt sind, sodass beim Einsetzen der jeweiligen Munitionsteile in die Haltevertiefungen 35 im Wesentlichen entlang der Längsrichtung L die Munitionsteile die beiden Klemmbacken 41 wegdrücken können, was bedeutet, dass die Klinken entgegen der Federvorspannkraft nach außen gedrückt werden, wodurch sich auch die Haltekraft aufbaut, ohne mit diesen zu verhaken. In dem nicht dargestellten, unbelegten Zustand der Haltevertiefungen 35 ragen somit die Klemmbacken 41 insbesondere die einander zugewandten Klemmflächen 43 deutlich weiter in Richtung Zentrum der Haltevertiefungen 35 vor und werden bei der Belegung mittels eines Munitionsteils insbesondere elastisch nach außen gedrängt, wodurch sich die insbesondere elastische Klemm-/ Haltekraft aufbaut, die letztlich dafür verantwortlich ist, dass die Munitionsteile zuverlässig in den Haltevertiefungen 35 gehalten werden.
Bezugnehmend auf die 5, die eine Details-Schnittansicht eines ähnlichen Ausschnitts aus 4 darstellt, jedoch um 90° gedreht, sind vier in Reihe angeordnete Haltevertiefungen 35 ersichtlich, in denen jeweils eine Munitionshülse 17 untergebracht ist. Wie bereits beschrieben, ist jeder Haltevertiefung 35 bzw. jedem Munitionsteil eine Vorspanneinrichtung 37 aus federvorgespannten Klemmbacken 41 zugeordnet. In den 5 ist zu erkennen, dass die einander zugewandten Klemmflächen 43, 45 der Klemmbacken 41 in den 5 gezeigten Querschnittansicht unterschiedlich geformt sind. Die Klemmflächen 43 der jeweils unteren Klemmbacken 41 sind in der Querschnittsansicht eben ausgebildet und bilden demnach einen punktuellen Linienkontakt mit der Munitionshülse 17 aus. Die den Klemmflächen 43 zugewandten gegenüberliegenden Klemmflächen 45 der anderen Klemmbacken 41 sind in der Querschnittsansicht aus 5 so geformt, dass sich eine Aufnahmevertiefung 47 für die Munitionshülsen ergibt, die beispielsweise konkav, kegelstumpfförmig oder dergleichen geformt sein kann. Es wurde herausgefunden, dass über eine derartige Aufnahmevertiefung 47 beim gegeneinander Verpressen der Klemmbacken 41 und beim Aufbau der Klemm-/Haltekraft auf die Munitionsteile zugleich ein Selbstzentrierungseffekt ausgenutzt werden kann, der sich über die statisch bestimmte Lagerung, die sich durch diese Weise ergibt, mit einstellt.
In 6 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen automatisierten Fertigungslinie 100 gezeigt, bei der schematisch zwei Bearbeitungsstationen 105, 103 angedeutet sind. In 6 ist ersichtlich, dass mehrere erfindungsgemäße Werkstückträger 1 in Reihe hintereinander und mit geringem Abstand zueinander angeordnet sind und entlang der erfindungsgemäßen Fertigungslinie 100 in einer Förderrichtung, die durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen F angedeutet ist, förderbar bzw. verfahrbar sind, sodass die Werkstückträger 1 den verschiedenen Bearbeitungsstationen 103, 105 zuführbar sind.
Zum einen ist in 6 die Verschwenkbarkeit der Munitionsteileaufnahmen 5, 7 ersichtlich, was sich aus einem Vergleich der beiden nebeneinander angeordneten (rechts im Bild) Werkstückträger 1 ergibt. Während die Munitionsteilaufnahme 5 zunächst in der horizontalen Orientierung (ganz rechts) angeordnet ist, ist die Munitionsteilaufnahme 5 im Anschluss daran um 90° nach oben in die Vertikalausrichtung verschwenkt (mittiger Werkstückträger 1). Beispielsweise ist es auf diese Weise möglich, die Munitionsteilaufnahmen 5, 7 zwischen verschiedenen Stellungen, wie beispielsweise einer Aufnahmestellung, in der die wenigstens zwei Munitionsteile insbesondere gleichzeitig in die Aufnahme 5, 7 zuführbar sind, und einer Bearbeitungsstellung zu verfahrbaren, in der die wenigstens zwei Munitionsteile insbesondere gleichzeitig bearbeitbar sind.
Ein weiteres Merkmal, das bei den erfindungsgemäßen Werkstückträgern 1 realisierbar ist, ist die besondere Art der Kopplung bzw. Ankupplung an Aktuatoren, Motoren 109 oder Antriebe der Fertigungslinie 100, was dazu führt, dass der Werkstückträger selbst ohne eigenen Antrieb auskommt. Die nach außen orientierten Kupplungsschnittstellen 9 der Werkstückträger 1 weisen gemäß der bevorzugten Ausführung in 6 eine ebene Kupplungsfläche 49 auf, an der ein gradliniger Kupplungsvorsprung 51 angeordnet ist, der in Richtung der Förderrichtung F der Fertigungslinie 100 ausgerichtet ist. Damit ist es möglich, dass die Kupplungsschnittstelle 9 in eine Motor-, Antriebs- oder aktuatorseitige Kupplungsschnittstelle 107, die einem schematisch angedeuteten Motor 109, Antrieb oder Aktuator 109 der Fertigungslinie 100 zugeordnet ist, formangepasst und diesbezüglich ausgerichtet ist, während der Förderung entlang der Fertigungslinie 100 automatisch, das heißt ohne manuellen oder maschinellen Zugriff in die motorseitige Schnittstelle 107 einfahren kann, um eine Verbindung mit dem Motor 109, Antrieb oder Aktuator herstellen zu können. Die jeweiligen Kupplungsschnittstellen 9 sind drehbar in Bezug auf ein Lager 53, das fest mit der Trägerbasis 3 gekoppelt ist, gelagert, sodass im Kupplungszustand mit der Kupplungsschnittstelle 107 des Motors 109, Aktuators oder Antriebs der Fertigungslinie 100 die Kupplungsschnittstelle 9 betätigbar ist, sodass diese mitgedreht werden kann, um die Ausrichtung des Kupplungsvorsprungs 51 zu verändern. Dadurch ist es möglich, dass der jeweilige Werkstückträger 1 an einer gewünschten Position fixiert ist und zur Energieübertragung mit dem Motor 109, dem Antrieb oder dem Aktuator verbunden ist.
Die Laborierungsanlage 100 gemäß 7 umfasst jedenfalls folgende Fertigungsstationen: Eine Hülseneinbringstation 111, die dazu eingerichtet ist, Hülsen 119 in die Fördereinrichtung 113 einzubringen; eine Geschosseinbringstation 115, die dazu eingerichtet ist Geschosse 121, in die Fördereinrichtung 113 einzubringen; eine Treibladungsbefüllstation 117, die dazu eingerichtet ist, Hülsen 119 mit Treibladungspulver 11, 123 zu befüllen; eine Hülsenmundaufweitungsstation; eine Anzündelementzuführstation 125 zum Zuführen von Anzündelementen 127 und eine Anzündelementeinsetzstation 129, in der die Anzündelemente 127 in die Fördereinrichtungen 113 eingesetzt werden; eine Anzündelementverstemmstation; mehrere Qualitätsüberwachungsstationen 131 und Qualitätsprüfstationen 133 zur optischen und/oder taktilen Sicherstellung der Qualität der Munition und eine Ausschleusstation 135 zum schlussendlichen Ausschleusen der fertigen Munition.
Die Fördereinrichtung 113 zum Halten der mehreren Munitionsteile und zum An- und/oder Abtransport der mehreren Munitionsteile von, hinzu und/oder zwischen den mehreren Fertigungsstationen definiert eine geschlossen umlaufende Förderbahn 137, die einen von der Förderbahn 137 eingeschlossen Innenraum 139 sowie einen davon abgegrenzten Außenraum 141 begrenzt. Die Förderbahn 137 ist gemäß der beispielhaften Ausführung in 1 aus zwei parallelen Linearabschnitten 143 aufgebaut, die durch Kurvenabschnitte 145 verbunden sind, um einen rennbahnförmigen Förderbahnverlauf zu bilden. Die Fertigungsstationen 11, 13, 15, 59, 59, 25 sind seitlich zur Förderbahn 137 im Innenraum 139 (12) oder im Außenraum 141 der Förderbahn 137 angeordnet.
Die 7 zeigt eine Anlagenanordnung, wobei die Munitionsbestandteile von außen in die Anlage 1 eingebracht werden. Alternativ können die Munitionsbestandteile aus dem Innenraum 139 heraus in die Fördereinrichtungen 113 gebracht werden. Der prinzipielle Fertigungsablauf ist bei beiden Anlageanordnungen gleich. Beide Anlageprinzipien besitzen folgenden Fertigungsablauf: Über einen Kurvenabschnitt 145 wird eine sich in einer Pufferzone 147 befindliche Fördereinrichtung 113 der Hülseneinbringstation 111 zugeführt. Darauf folgt eine Geschosseinbringstation 115, in der die Geschosse 121 der Fördereinrichtung 113 zugeführt werden. Danach wird die gesamte Fördereinrichtung 113 mit den sich darauf befindlichen Geschossen 121 und Hülsen 119 in einer Qualitätsüberwachungsstation 131 einer optischen Kontrolle unterzogen. Bei den darauffolgenden Stationen wird ein Anzündelement 127 zuerst über eine Anzündelementzuführstation 125 in die Anlage 1 eingeführt, um dann mit einem Schieber 51 in einer Anzündelementeinsetzstation 129 überführt zu werden, um schlussendlich ins Heck der Hülse 119 eingebracht zu werden. Nach dem Einbringen werden die angefeuerten Hülsen 119 an einer Hülsenumformstation 153 kalibriert und anschließend bei einer Fluidaufbringstation 149 mit Ringfugenlack abgedichtet. Anschließend werden die Fördereinrichtungen 113 über einen zweiten Kurvenabschnitt 145 geführt, wonach sich wieder ein Linearabschnitt 143 anschließt mit mehreren Fertigungsstationen. Bevor die Hülsen 119 mit Treibladungspulver 11, 123 an der Treibladungsbefüllstation 117 befüllt werden, wird bei einer Qualitätsüberwachungsstation 131 kontrolliert, ob die Zündelemente 7 ordnungsgemäß in den Hülsen 119 aufgenommen wurden. Nach dem Befüllen wird der Füllstand an einer Qualitätsprüfstation 133, insbesondere taktil überprüft. Die eigentliche Zusammenstellung von Geschoss 121 und Hülse 119 findet in zwei Stufen statt, zuerst wird das Projektil 5 nur leicht an der Projektileinbringstation 155 auf die Hülse 119 gebracht, um schlussendlich im nachgelagerten Schritt an der Projektilmontagestation 151 in die Hülse 119 gepresst zu werden. Die dadurch finalisierte Munition 101 wird anschließend noch bei einer Qualitätsüberwachungsstation 131 und/oder einer Qualitätsprüfstation 133 kontrolliert und anschließend über eine Ausschleusstation 135 ausgeschleust.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste

1: Werkstückträger
3: Trägerbasis
5,7: Munitionsteilaufnahme
9: Kupplungsschnittstelle
11: Kopplungsabschnitt
13: Lagerabschnitt
15, 17: Munitionsteil
19, 35: Haltevertiefung
21, 23: Haltearm
25: Schwenkstruktur
27, 29: Lagerfläche
30: Aufnahmeraum
31: Innenseite
33: Verstelleinrichtung
37: Vorspanneinrichtung
39: Feder
41: Klemmbacke
43, 45: Klemmfläche
47: Aufnahmevertiefung
49: Kupplungsfläche
51: Kupplungsvorsprung
53: Lager
100: Fertigungslinie
103: Bearbeitungsstation
105: Bearbeitungsstation
107: Kupplungsschnittstelle
109: Motor
111: Hülseneinbringstation
113: Fördereinrichtung
115: Geschosseinbringstation
117: Treibladungsbefüllstation
119: Hülse
121: Geschoss
125: Anzündelementzuführstation
127: Zündelement
129: Anzündelementeinsetzstation
131: Qualitätsüberwachungsstationen
133: Qualitätsprüfstationen
135: Ausschleusstation
137: Förderbahn
139: Innenraum
141: Außenraum
143: Linearabschnitt
145: Kurvenabschnitt
147: Pufferzone
149: Fluidaufbringstation
151: Projektilmontagestation
155: Projektileinbringstation
F: Förderrichtung
L: Längserstreckungsrichtung
Ri: Rotationsachse
ri: Rotationszentrum
U: Rotationsbewegung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2017085751 A1 [0003]
WO 2017/08575 A1 [0003]
JP 1020130133355 B1 [0004, 0005]

Claims

Werkstückträger (1) für eine automatisierte Fertigungslinie (100) für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen, umfassend eine Trägerbasis (3), wie ein Schlitten, die dazu eingerichtet ist, entlang der Fertigungslinie (100) gefördert zu werden, und wenigstens eine an der Trägerbasis (3) angeordnete Aufnahme (5, 7) zum Halten wenigstens zweier Munitionsteile (15, 17) des gleichen Typs, wie zweier Munitionshülsen (119), zweier Munitionsgeschosse (121), zweier Munitionspatronen oder zweier Munitionsanzündhütchen, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Munitionsteilaufnahme (5, 7) relativ zu der Trägerbasis (3) verfahrbar gelagert ist.
Werkstückträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Munitionsteilaufnahme (5, 7) von einer Aufnahmestellung, in der die wenigstens zwei Munitionsteile (15, 17) insbesondere gleichzeitig zuführbar sind, in eine Bearbeitungsstellung verfahrbar ist, in der die wenigstens zwei Munitionsteile (15, 17) insbesondere gleichzeitig bearbeitbar sind.
Werkstückträger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Munitionsteilaufnahme (5, 7) derart verfahrbar an der Trägerbasis (3) gelagert ist, dass die Munitionsteilaufnahme (5, 7) eine kombinierte Schwenk- und Translationsbewegung relativ zu der Trägerbasis (3) durchführen kann.
Werkstückträger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbasis (3) einen Mitnehmer aufweist, der zum Übertragen der Antriebsförderkraft der Fertigungslinie (100) an den Werkstückträger (1) ausgebildet ist.
Werkstückträger (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, für eine automatisierte Fertigungslinie (100) für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen, umfassend wenigstens zwei Aufnahmen (5, 7) zum Halten je wenigstens zweier Munitionsteile (15, 17) des gleichen Typs, wie zweier Munitionshülsen (119), zweier Munitionsgeschosse (121), zweier Munitionspatronen oder zweier Munitionsanzündhütchen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Munitionsteilaufnahmen (5, 7) von einer Aufnahmestellung, in der die wenigstens zwei Munitionsteile (15, 17) insbesondere gleichzeitig zuführbar sind, in eine Bearbeitungsstellung verfahrbar ist, in der die wenigstens zwei Munitionsteile (15, 17) insbesondere gleichzeitig bearbeitbar sind.
Werkstückträger (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine verfahrbare Aufnahme (5, 7) derart relativ zu der anderen Aufnahme (5, 7) verfahrbar ist, dass die verfahrbare Aufnahme (5, 7) eine Bearbeitungsstellung einnehmen kann, in der die wenigstens zwei Munitionsteile (15, 17) der verfahrbaren Aufnahme (5, 7) und die wenigstens zwei Munitionsteile (15, 17) der anderen Aufnahme (5, 7) zusammen bearbeitbar, insbesondere aneinanderfügbar, sind.
Werkstückträger (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Aufnahmen (5, 7) unabhängig von der anderen Aufnahme (5, 7) verfahrbar sind, wobei insbesondere die Aufnahmen (5, 7) je eine Schwenk- und/oder Translationsbewegung relativ zu der jeweils anderen Aufnahme (5, 7) durchführen können.
Werkstückträger (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste verfahrbare Munitionsteilaufnahme (5) entlang einer ersten Verfahrbahn verfahrbar und die wenigstens eine weitere verfahrbare Munitionsteilaufnahme (7) entlang einer weiteren Verfahrbahn verfahrbar sind, wobei sich die beiden Verfahrbahnen kreuzen.
Werkstückträger (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, ferner gekennzeichnet durch eine Trägerbasis (3), wie einen Schlitten, die dazu eingerichtet ist, entlang der Fertigungslinie (100) befördert zu werden, wobei wenigstens eine der Aufnahmen (5, 7) über einen Verfahrarm verfahrbar an der Trägerbasis (3) gelagert ist, wobei insbesondere der Verfahrarm verfahrbar an einem Tragarm der anderen Aufnahme (5, 7) gelagert ist, insbesondere an dessen der jeweiligen Aufnahme (5, 7) zugewandten Lagerfläche (27, 29).
Werkstückträger (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, ferner gekennzeichnet durch eine Trägerbasis (3), wie einen Schlitten, die dazu eingerichtet ist, entlang der Fertigungslinie (100) befördert zu werden, wobei der Werkstückträger (1) wenigstens zwei Rotationsachsen aufweist, wobei beide Aufnahmen (5, 7) jeweils bezüglich einer ersten bzw. zweiten Rotationsachse unabhängig von der jeweils anderen Aufnahme (5, 7) relativ zu der Trägerbasis (3) und zu der anderen Aufnahme (5, 7) verschwenkbar sind, wobei insbesondere die wenigstens zwei Aufnahmen (5, 7) bezüglich einer gemeinsamen dritten Rotationsachse relativ zu der Trägerbasis (3) verschwenkbar sind.
Werkstückträger (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, für eine automatisierte Fertigungslinie (100) für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen, umfassend Wenigstens eine Aufnahme (5, 7) zum Halten wenigstens zweier Munitionsteile (15, 17) des gleichen Typs, wie zweier Munitionshülsen (119), zweier Munitionsgeschosse (121), zweier Munitionspatronen oder zweier Munitionsanzündhütchen, die von einer Aufnahmestellung, in der die wenigstens zwei Munitionsteile (15, 17) insbesondere gleichzeitig zuführbar sind, in eine Bearbeitungsstellung verfahrbar ist, in der die wenigstens zwei Munitionsteile (15, 17) insbesondere gleichzeitig bearbeitbar sind, und eine Kupplungsschnittstelle (9) zum Verbinden mit einem Motor der Fertigungslinie (100), um die Aufnahme (5, 7) von der Aufnahmestellung in die Bearbeitungsstellung zu verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsschnittstelle (9) so bezüglich einer motorseitigen Kupplungsschnittstelle (107) formabgestimmt und/oder ausgerichtet ist, dass der Werkstückträger (1) zum Verbinden mit dem Motor in die motorseitige Kupplungsschnittstelle (107) einfahrbar ist.
Werkstückträger (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsschnittstellen (9, 107) zum formschlüssigen Ineinandergreifen ausgebildet sind.
Werkstückträger (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückträgerseitige Kupplungsschnittstelle (9) eine geradlinige Vertiefung und/oder einen geradlinigen Vorsprung aufweist, dessen/deren Längserstreckung parallel zu einer Verfahrrichtung zum Aneinanderkuppeln von Werkstückträger (1) und Motor ausgerichtet ist/sind.
Werkstückträger (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aufnahme (5, 7) eine Vorspanneinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, beim Halten der wenigstens zwei Munitionsteile (15, 17) eine Vorspannkraft auf diese aufzubringen.
Automatisierte Fertigungslinie (100) für Munition mit wenigstens zwei Munitionsteilen, umfassend wenigstens einen nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Werkstückträger (1).