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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Fördern
von Karosserien von Kraftfahrzeugen in einer Montagelinie, bei dem
die Karosserien mittels eines in einer Förderrichtung entlang von Bearbeitungsstationen
beweglichen Fördermittels
gefördert
werden, wobei wenigstens ein Verfahrensschritt vorgesehen ist, in
dem durch das Fördermittel
ein Drehen der Karosserie um eine Vertikalachse in eine Position
vorgesehen ist, in der die Karosserie quer zur Förderrichtung des Fördermittels
positioniert ist, die Karosserie danach weiter in Querposition gefördert wird
und auch die (weiteren) Montageschritte beziehungsweise Bearbeitungsschritte
an der querpositionierten Karosserie erfolgen.
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Neben den bereits realisierten Rationalisierungssätzen zur
Erhöhung
der Produktivität
in der Fahrzeugproduktion liegen weitere Reserven in einer optimierten
fördertechnischen
Verknüpfung
der Montageschritte und -bereiche. Derzeit werden die Karossen in
der Karosserie- und Fertigmontage in Fahrtrichtung gefördert, das
heißt
Fahrzeuglängsachsen
und Förderrichtung
sind parallel zueinander. Die Länge
eines Montagetaktes ergibt sich dabei aus der Länge des Fahrzeugs und dem Abstand
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrzeugen. Das Fördern der
Karosserien wird zum Beispiel mittels Skid, Elektro-Hängebahnen, Kettenförderer usw.
realisiert. Dabei gilt folgender Zusammenhang für die Taktlänge: Taktlänge = Fahrzeuglänge + Abstand
vorne + Abstand hinten
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Während
eines Taktes werden in der Regel verschiedene Montagetätigkeiten
ausgeführt,
denen entsprechende Fertigungszeiten zugeordnet sind. Diese Fertigungszeiten
berücksichtigen
neben dem Zeitanteil für
die eigentliche Wertschöpfung,
der Montagetätigkeit
und ihrer Verrichtungszeit, außerdem
Zeitanteile für das
Lesen der Arbeitsanweisung, das Aufnehmen des Materials, dessen
Zuführung
zum Verbauort am Fahrzeug und den Rückweg zur Ausgangsposition.
Diese nicht wertschöpfenden
Tätigkeiten
sind weitestgehend zu reduzieren beziehungsweise sollte ihr Anteil
an der Fertigungszeit möglichst
gering sein.
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Die
DE 34 30 531 A1 beschreibt ein Verfahren
zum Fördern
von Karosserien in einer Montagelinie der eingangs genannten Gattung.
Bei diesem Verfahren wird bereits ein Deckenförderer verwendet, an dem die Karosserie
aufhängbar
ist, wobei diese über
einen Abschnitt einer Fertigungslinie in Längsrichtung gefördert wird.
Mittels des Deckenförderers
kann die Karosserie auch gedreht werden in eine Position quer zur
Förderrichtung,
um beispielsweise Frontbereiche oder Heckbereiche der Karosserie
zu lackieren. Bei diesem bekannten Verfahren ist jedoch vorgesehen,
dass die Karosserie in konstanter Höhe über der Bodenebene in Transportrichtung
gefördert
wird. Ein Anheben oder Schwenken der Karosserie ist nicht vorgesehen.
Bei dem bekannten Verfahren geht es ausschließlich um die Oberflächenbearbeitung,
das heißt
Lackierung von Karosserien, nicht jedoch um eine Komplettmontage
von Karosserien in einer Fertigungsstraße.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, ein Verfahren zum Fördern von Karosserien der eingangs
genannten Gattung zu schaffen, welches beim Transport von Karosserien
in einer Montagelinie, in der Montagevorgänge oder Bearbeitungsvorgänge in den
verschiedensten Teilbereichen der Karosserie erfolgen, eine weitere
Optimierung, insbesondere im Hinblick auf eine Verkürzung der
Fertigungszeit ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe liefert
ein erfindungsgemäßes Verfahren
der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hautpanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das
Fördermittel
ein Hängeförderer ist,
der neben der translatorischen Bewegung in Förderrichtung, das heißt in Längsrichtung
der Karosserie und der Drehbewegung um die Vertikalachse der Karosserie
zur Positionierung in Querrichtung, außerdem eine translatorische
Bewegung entlang der vertikalen Drehachse (Anheben beziehungsweise
Absenken) der Karosserie ermöglicht.
Dadurch wird ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad geschaffen, der
zum Beispiel Arbeiten im Bereich des Unterbodens des Fahrzeugs erleichtert,
wenn die Karosserie angehoben ist oder Arbeiten im Dachbereich leichter
ermöglicht,
wenn sich die Karosserie in einer abgesenkten Position befindet.
Vorzugsweise verwendet man im Rahmen der Erfindung als Fördermittel
zum Anheben und Drehen der Karosserie eine Elektrohängebahn.
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Eine weitere Optimierung des Förderverfahrens
ergibt sich, wenn der Hängeförderer eine
rotatorische Bewegung (Schwenkbewegung) um die Längsachse der Karosserie ermöglicht.
Dies bedeutet, dass die Karosserie zusätzlich um eine horizontale
Achse geschwenkt beziehungsweise gekippt werden kann, wodurch zum
Beispiel Arbeiten an bestimmten Bereichen der Karosserie, die sonst
schwerer zugänglich
sind, einfacher möglich
sind. Dadurch werden beim Montagevorgang die zurückzulegenden Wege weiter verkürzt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann man in einer Montagelinie die jeweilige Ausrichtung der Karosserie
zur Förderrichtung
je nach Bearbeitungsstation wechseln. Somit kann man die jeweilige
Erreichbarkeit der für
den Montagevorgang relevanten Bereiche der Karosserie optimieren.
Es bietet sich an, das Fahrzeug in Längsrichtung auszurichten, wenn
Arbeiten in Seitenbereichen der Karosserie vorzunehmen sind und
eine Ausrichtung in Querrichtung dann zu wählen, wenn Arbeiten im Heckbereich
oder Frontbereich der Karosserie zu erfolgen haben. Man kann also
während
des Fördervorgangs
in einer Montagelinie die Ausrichtung längs (in Förderrichtung) oder quer zur
Förderrichtung
gegebenenfalls mehrfach wechseln.
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Nachfolgend wird die folgende Erfindung
anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
Dabei zeigen
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1 eine
schematisch vereinfachte Draufsicht auf eine Montagelinie, anhand
derer das Verhältnis der
Laufwege in Abhängigkeit
der Ausrichtung der Karosserie deutlich wird;
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2 eine
schematisch vereinfachte Draufsicht auf eine Montagelinie mit bereichsweise
Querförderung
bei Verwendung der Skid-Fahrweise;
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3 eine ähnliche
schematische Draufsicht wie in 2 jedoch
bei Querförderung
und Verwendung einer Elektrohängebahn;
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4 eine
schematisch vereinfachte Seitenansicht, die die verschiedenen Freiheitsgrade
der Bewegung bei Verwendung eines Hängeförderers mittels der vorliegenden
Erfindung verdeutlicht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend
unter Bezugnahme zunächst
auf 1 näher erläutert. Die
Abbildung zeigt in der Draufsicht mehrere Karosserien 12 in
einer Montagelinie mit Fördermöglichkeit
in Längsrichtung
(siehe Pfeil in 1). Die
ganz links dargestellte Karosserie ist in Förderrichtung längs positioniert.
An einem bestimmten Punkt der Montagelinie werden die Karosserien
um eine vertikale Achse gedreht und sind dann quer zur Förderrichtung
ausgerichtet, so dass bei derart quer positionierten Karosserien eine
weitere Bearbeitung zum Beispiel im Heckbereich oder im Frontbereich
der Karosserie erfolgen kann.
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Der wesentliche Ansatzpunkt dabei
ist, die Wege zwischen der Bereitstellfläche und den sich bewegenden
Verbauorten zu verringern und die Ergonomie zu erhöhen. Anschaulich
ergeben sich bei Förderung der
Karosse in Fahrtrichtung längere
Wege zu den Verbauorten im Motorraum und Heckbereich, als für Montageumfänge im Fahrzeuginnenraum.
Entsprechend ermöglicht
die Querstellung der Karosse um 90 ° für die Montageumfänge im Motorraum
und im Heckbereich Vorteile hinsichtlich kurzer Wege zum Verbauort.
Durch die Verkürzung
der Wege und der dafür
benötigten
Zeit reduziert sich die Fertigungszeit für die einzelnen Tätigkeiten
gegenüber
der Längsförderung,
woraus sich die Steigerung der Produktivität ergibt.
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2 zeigt
in der Draufsicht die Verhältnisse
bei Querförderung
und Verwendung der Skid-Fahrweise. Für die Rotation
der Karosse auf einem Skid ergeben sich keine gravierenden Vorteile,
was sich aus der Aufrechterhaltung der Taktlänge entsprechend der Längsförderung
ergibt. Die minimale Fördergeschwindigkeit
errechnet sich zum Beispiel für
ein Mittelklassefahrzeug mit einer Länge von ca. 4,5 m und einer
minimalen Taktzeit von 1 min aus dem nachstehenden Zusammenhang: Fördergeschwindigkeit
= Fahrzeuglänge
+ Abstand_vorne + Abstand_hinten/Taktzeit
Fördergeschwindigkeit
= 4,5 m + 0,5 m/1 min = 5,5m/min
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In Folge der Karossenquerstellung
mittels Skids ergeben sich
- – erhöhte Abstände zwischen den Karossen und
damit keine Platzersparnisse,
- – zunehmender
Materialtransport zwischen den Karossen,
- – erschwerte
Fehlverfolgung und -zuordnung,
- – Qualitätseinbußen aufgrund
vergrößerter Arbeitsräume.
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Rotiert man dagegen eine Karosse
gemäß einer
bevorzugten Variante der Erfindung mittels einer Elektro-Hängebahn
(siehe 3), so ergeben
sich in der Montage alle möglichen
Vorteile einer Querförderung.
Für diesen
Fall errechnet sich die minimale Fördergeschwindigkeit zum Beispiel
für ein
Mittelklassefahrzeug unter Verwendung der Fahrzeugbreite von ca.
1,5 m und einer minimalen Taktzeit von 1 min aus dem nachstehenden
Zusammenhang: Fördergeschwindigkeit = Fahrzeugbreite
+ Abstand_rechts + Abstand_links/Taktzeit
Fördergeschwindikgkeit
= 1,5 m + 0,25 m + 0,25 m/1 min = 2m/min
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In Folge der Karossenquerstellung
mittels Elektro-Hängebahn
ergeben sich
- – verringerte Fördergeschwindigkeit
bei maximaler Fahrzeugausbringung,
- – verringerte
Abstände
zwischen den Karossen,
- – echte
Platzeinsparungen,
- – steigende
Produktqualitäten,
- – gesteigertes
Wertschöpfungsverhältnis von
mindestens 10 %,
- – Möglichkeit
einer neuen und zeitgemäßen Arbeitsorganisation.
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Neben diesem Vorteil sind Verbesserungen
im Bereich der Qualität
zu erwarten. Dies betrifft im Wesentlichen die Reduzierung von Beschädigungen
an den Fahrzeugseitenflächen
(Kratzer, Beulen, Dellen usw.), die bei Längsförderung durch die Zuführung der
Betriebsmittel, des Materials oder während des Arbeitsganges verursacht
werden. Vorraussetzung für
die Qualitätsverbesserung
ist jedoch, dass keine Arbeiten zwischen den quergestellten Karossen
durchgeführt
werden. Dieser Ansatz ermöglicht
das Bemühen,
den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Karossen so gering
wie möglich
zu halten, was zu einer deutlichen Verkürzung der Montagelinie führt.
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Vorraussetzung für die Querförderung ist eine Strukturierung
der Montagetätigkeiten.
Hierbei ist die Gesamtheit der Montagetätigkeiten hinsichtlich des
Verbauortes beziehungsweise der Werkerposition am Fahrzeug in die
folgenden vier Gruppen zusammenzufassen: Motorraum, Heck, Innenraum
und Unterboden.
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Motorraum: Zum Beispiel sämtliche
Montageumfänge
im Motorraum vor und nach dem Triebsatzeinbau sowie Frontendeinbau
und Stoßfänger.
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Heck: Zum Beispiel sämtliche
Montageumfänge
an der Heckklappe, im Kofferraum und an der C-Säule.
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Innenraum: Zum Beispiel sämtliche
Montageumfänge
im Innenraum des Fahrzeuges, Kabelverlegung, Cockpiteinbau, Verkleidung
der A- und B-Säulen,
Formhimmel, Rückhaltesysteme,
Bodenverkleidung, Sitze und die Türen sowie das Schiebe-/Ausstelldach.
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Unterboden: Zum Beispiel sämtliche
Montageumfänge
am Unterboden, wie beispielsweise die Verlegung von Kraftstoffleitungen,
Triebsatzeinbau, Hinterachsmodul, Radhäuser und Räder.
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Die Verbauorte Motorraum und Heckbereich
fassen Tätigkeiten
zusammen, die ausschließlich
von den entsprechenden Stirnseiten des Fahrzeugs ausgeführt werden,
die Montageumfänge
im Innenraum werden zum größten Teil
von der Seite oder direkt im Innenraum ausgeführt und der Bereich Unterboden
beinhaltet die Montageumfänge,
die unterhalb des Fahrzeugs durchzuführen sind. Die Zuordnung der
gesamten Montagetätigkeiten
zu den einzelnen Bereichen ergibt die folgenden Zeitanteile für die verschiedenen
Fahrzeugbereiche (ungefähre
Werte für
untere Mittelklasse-Fahrzeuge). Somit besteht ein erhebliches Optimierungspotential,
welches die Querförderung
der Karossen in sich birgt.
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Geht man davon aus, dass bei den
heutigen Fertigungszeiten die Wegeanteile etwa 15 % betragen, so
lässt sich
eine Fertigungszeitreduzierung von etwa 10 % für die Montageumfänge realisieren,
die in Querförderung
abgewickelt werden. In der Realität ist jedoch davon auszugehen,
dass die Anteile der Wegzeiten an der Fertigungszeit höher sind,
so dass sich höhere
Reduzierungen bei der Fertigungszeit erwarten lassen. Die folgende
Tabelle fasst die Verhältnisse
der Wegezeitanteile beziehungsweise die Verbesserung der Wertschöpfung zusammen.
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Tabelle
1 Prozentuale Reduzierung der Fertigungszeit
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Die Reduzierung der Fertigungszeit
bei quergestellter Karosse ist quantifizierbar, Aussagen über Auswirkungen
auf die Takt- und Gehängeanzahl
oder die Zahl der Mitarbeiter erfordern jedoch eine exakte Betrachtung
der gesamten Montageumfänge.
Hier sind auch die wenigen Rotationstakte zu untersuchen. In diesem
Zusammenhang sind weiterhin die Auswirkungen der Querförderung
auf die Bandgeschwindigkeit, die Arbeitsorganisation, der Logistik
usw. zu analysieren.
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Theoretisch bietet dieses Konzept
auch die Möglichkeit,
den Bereich des Innenraums, bis auf einige wenige Einstellungen
und Montageumfänge,
nahezu komplett aufzubauen, bevor die Karosse die erste Rotation
erfährt.
Gilt dies auch für
den Türeneinbau,
so ergeben sich zusätzliche
Optimierungspotentiale in der Anzahl der Türgehänge und damit im Bereich der
Instandhaltung. Nach strategischem Ermessen sind mit dieser Variante
ca. 35 % der heutigen Aufwendungen im Türenbereich als Einsparung zu
erzielen.
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Um die Optimierungspotentiale der
Montage durch die Karosseriequerförderung zu erschließen, ist
ein EHB-Gehänge
mit drei Freiheitsgraden vorteilhaft. Die Anordnung der Freiheitsgrade
zeigt 4. Man erkennt,
dass neben der Förderbewegung
in Längsrichtung
das Anheben/Absenken der Karosserie, deren Drehung um eine Vertikalachse
zur Querpositionierung und eine Schwenkbewegung um eine horizontale
Achse möglich
ist.
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Mit dem aufgezeigten EHB-Gehänge kann
die komplette Montage mit einem Fördersystem gefahren werden,
so dass Umsetzer und Systemwechsel in der Förderart entfallen.
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Die spiegelbildliche Funktion der
EHB ist die Elektro-Palettenbahn. Mit ihr sind nahezu ähnliche
Funktionen zu erreichen und diese weist den Vorteil auf, dass keine
Aufständerung
des Fördersystems
notwendig ist.
