DE19536908C2 - Montagestation für Abgassysteme an Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Montagestation gemäß dem Oberbegriff von An­ spruch 1.

Bei den Automobilkonzernen geht die Tendenz in jüngster Zeit dahin, die Montage von Modulen für Kraftfahrzeuge weitestgehend auszulagern und sich von Zulieferfirmen bereits fertig montierte Baueinheiten eines Fahr­ zeugs liefern zu lassen, so daß im Montagewerk nur noch die Endmontage vorgenommen zu werden braucht.

Insbesondere lassen sich die Automobilfirmen inzwischen komplett zu­ sammengebaute Abgassysteme in die Montagewerke liefern, wobei die Vorlaufzeiten oftmals nur wenige Stunden betragen. Dies ist insofern pro­ blematisch, als Abgassysteme für Kraftfahrzeuge zwar in der Regel einen einheitlichen Grundaufbau besitzen, sie sich jedoch insbesondere in ihren Abmessungen und ihrer Form in Abhängigkeit vom Fahrzeug- und Mo­ tortyp stark unterscheiden können, so daß von den Zulieferfirmen zahlrei­ che Ausführungsvarianten von Abgassystemen bereitgestellt werden müs­ sen.

Wenn auf eine kostenintensive Lagerhaltung beim Automobilhersteller verzichtet werden soll, müssen die Zulieferfirmen flexibel genug sein, um innerhalb von kurzer Zeit unterschiedliche Abgassysteme zusammenzu­ bauen.

Die Druckschrift DE 37 26 292 C1 zeigt eine Montagestation nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, die zur Montage von Fahrzeugtüren eingesetzt wird. Eine Montage von Abgassystemen ist gemäß dem dort be­ schriebenen Verfahren und mit der gezeigten Vorrichtung ersichtlich nicht möglich. Außerdem ist festzustellen, daß die Montage hier zwar vom Fließband ausgelagert wird, aber dennoch vor Ort und nicht außer Haus erfolgt. Die für dieses Verfahren erforderliche Anpassung und Vermessung der Fahrzeugtüre in eingebautem Zustand an dem zugehörigen Kraftfahr­ zeug ist bei Montage außer Haus gar nicht möglich. Aus demselben Grun­ de treten die oben genannten Probleme zur Gewährleistung einer ausrei­ chenden Paßgenauigkeit auch nicht auf.

Des weiteren ist festzustellen, daß hier Türen nur für einen Fahrzeugtyp montiert werden. Eine Flexibilität ist hier also gar nicht erforderlich.

Die Druckschrift DE 33 41 169 A1 zeigt eine Anlage für den Zusammenbau von Rohkarosserien. Ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Zusam­ menbau von Abgassystemen ist hier nicht beschrieben. Des weiteren er­ folgt der Zusammenbau auch bei diesem bekannten Verfahren vor Ort und nicht außer Haus, so daß auch hier die oben genannten Probleme nicht auftreten. Eine Flexibilität der Montagestation hinsichtlich der Montage von Baugruppen für verschiedene Fahrzeugtypen ist in dieser Druckschrift nur insoweit angesprochen, als hierfür entsprechende Teile der Montagestation austauschbar sein können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Montagestation anzugeben, mit der es möglich ist, in kurzer Zeit nacheinander unterschiedlich ausgebildete Ab­ gassysteme für Kraftfahrzeuge auf einfache Weise aus vorgefertigten Kom­ ponenten zusammenzustellen und zusammenzubauen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Montagestation die einzelnen Komponenten des zu verbauenden Abgassystems während des gesamten Zusammenbaus an dem Träger- und Fixiersystem fixiert sind, ist die Her­ stellung vergleichsweise einfach und zeitsparend.

Die erfindungsgemäße Montagestation ist für die Automatisierung beson­ ders geeignet, da aufgrund der definierten Lagen der Komponenten wäh­ rend des Zusammenbaus die Schnittstellen zwischen den Komponenten, an denen geschweißt werden muß, genau bestimmt sind, so daß die Schweißvorgänge ohne Schwierigkeiten mittels eines Schweißroboters durchgeführt werden können und auch die Plausibilitätsprüfung sowie die Dichtheitsüberprüfung der den Katalysator enthaltenden Teileinheit pro­ blemlos automatisch erfolgen können.

Durch die Mittel zur Kontrolle während des Zusammenbaus wird dabei sichergestellt, daß die fertiggestellten Abgassysteme ohne Schwierigkeiten an den Fahrzeugen, für die sie bestimmt sind, befestigt werden können und auch einwandfrei arbeiten.

Bevorzugt werden die einzelnen Komponenten in Abhängigkeit von dem geforderten Abgassystem automatisch durch das programmierbare Robo­ tersystem aus entsprechenden Magazinen gegriffen und an dem Träger- und Fixierungssystem positioniert und fixiert.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsge­ mäßen Montagestation wird auf die Unteransprüche sowie auf die nach­ folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die einzelnen vorgefertigten Komponenten einer ersten Aus­ führungsform eines mit der erfindungsgemäßen Montagestati­ on zusammenzubauenden Abgassystems für Kraftfahrzeuge,

Fig. 2a bis 2c die relevanten Arbeitsschritte beim Zusammenbau und Ver­ schweißen des in Fig. 1 dargestellten Abgassystems mit der erfindungsgemäßen Montagestation,

Fig. 3 die einzelnen vorgefertigten Komponenten einer zweiten Aus­ führungsform eines mit der erfindungsgemäßen Montagestati­ on zusammenzubauenden Abgassystems für Fahrzeuge; und

Fig. 4a bis 4c die relevanten Arbeitsschritte beim Zusammenbau und Ver­ schweißen des in Fig. 3 dargestellten Abgassystems mit der erfindungsgemäßen Montagestation.

In Fig. 1 sind lediglich beispielhaft die wesentlichen Komponenten einer ersten Ausführungsform eines Abgassystems für Kraftfahrzeuge darge­ stellt, das mit der erfindungsgemäßen Montagestation montierbar ist.

Zu diesem Abgassystem gehören im Abgasstrom eines Motors hinterein­ anderliegend angeordnet ein mit einem Motor durch ein Vorrohr 1 ver­ bindbarer Katalysator 2, ein mit dem Katalysator 2 durch ein erstes Zwi­ schenrohr 3 verbundener Mittelschalldämpfer 4 und ein mit dem Mittel­ schalldämpfer 4 durch ein zweites Zwischenrohr 5 verbundener Nach­ schalldämpfer 6. Des weiteren umfaßt das Abgassystem einen Halter 7 zur Fixierung des Abgassystems an einem Fahrzeug.

Der Zusammenbau des Abgassystems erfolgt durch die erfindungsgemäße Montagestation. Zu dieser gehören ein Träger- und Fixierungssystem 8 mit einem feststehenden Bett 9 und einem gegenüber dem feststehenden Bett 9 in Richtung des Pfeils A in Fig. 2b verstellbaren Schlitten 10.

An dem Bett 9 und dem Schlitten 10 sind verstellbare Aufnahmen ange­ bracht, um die zusammenzubauenden Komponenten eines Abgassystems an dem Bett 9 und dem Schlitten 10 zu befestigen. Außerdem sind an dem Träger- und Fixierungssystem 8 verstellbare induktive oder kapaziti­ ver Fühler oder Wegaufnehmer zur Überprüfung der Lage- und Positions­ genauigkeit der an dem Träger- und Fixierungssystem gehaltenen Kompo­ nenten vorgesehen.

Die Montagestation umfaßt ein Robotersystem, um die einzelnen Kompo­ nenten eines Abgassystems aus entsprechenden Magazinen zu entnehmen und auf dem Träger- und Fixierungssystem 8 zu positionieren. Weiterhin sind Schweißautomaten bzw. -roboter zum Verschweißen der an dem Trä­ ger- und Fixierungssystem 8 gehaltenen Komponenten vorgesehen.

Zur Steuerung der Montagestation ist eine programmierbare Steuerungs­ einrichtung vorgesehen, durch welche das Robotersystem, der Schlitten 10 und die Aufnahmen des Träger- und Fixierungssystems 8, die Fühler sowie die Schweißautomaten entsprechend einem geforderten Abgassy­ stem positioniert und betätigt werden.

Im Betrieb wird von einer Bedienungsperson in die Steuerungseinrichtung eingegeben, welches Abgassystem zusammengebaut werden soll. Zur Ver­ einfachung der Eingabe sind die verschiedenen Abgassysteme als Bar­ code-Kennzeichnungen verschlüsselt und können mit einer Barcode- Leseeinheit der Steuerungseinrichtung eingelesen werden.

In Abhängigkeit von dem ausgewählten Abgassystem werden zunächst der Schlitten 10, die Aufnahmen und die Fühler gegenüber dem Träger- und Fixierungssystem 8 eingerichtet. Dann werden die zu dem Abgassystem gehörenden einzelnen Komponenten von dem Robotersystem aus entspre­ chenden Magazinen entnommen und in entsprechender Reihenfolge auf dem Träger- und Fixierungssystem 8 positioniert, wo sie durch die Auf­ nahmen eingespannt werden. Dabei werden das Vorrohr 1 und der Kata­ lysator 2 an dem bewegbaren Schlitten 10 und die weiteren einzelnen Komponenten des Abgassystems auf dem feststehenden Bett 9 positioniert und fixiert.

Anschließend wird die so gebildete Komponentenanordnung einer Plausi­ bilitätsprüfung unterzogen, bei der durch die Fühler anhand der für die Montage an einem Fahrzeug relevanten Maße der Komponenten überprüft wird, ob die richtigen Komponenten verwendet werden und diese korrekt positioniert sind.

Falls hierbei Fehler festgestellt werden, wird von der Steuerungseinrich­ tung ein entsprechendes Fehlersignal erzeugt und das Verfahren unter­ brochen.

Wenn jedoch keine Fehler festgestellt werden, wird das Vorrohr 1 mit dem Katalysator 2 und dem ersten Zwischenrohr 3 zur Bildung einer ersten Teileinheit sowie der Mittelschalldämpfer 4, das zweite Zwischenrohr 5 und der Nachschalldämpfer 6 als eine zweite Teileinheit durch die Schweißautomaten bzw. -roboter verschweißt. Außerdem wird an dem er­ sten Zwischenrohr 3 der Halter 7 zur Fixierung des Abgassystems an ei­ nem Fahrzeug angeschweißt (Fig. 2a).

Nach Beendigung dieses Schweißvorgangs wird die an dem Schlitten 10 positionierte Teileinheit bestehend aus Katalysator 2, Vorrohr 1 und er­ stem Zwischenrohr 5 einer Dichtheitsüberprüfung unterzogen, die durch eine Differenzdruckmessung zwischen den motorseitigen Anschlußflan­ schen der Vorrohre 1 und dem Auslaß des Katalysators 2 erfolgt. Die Posi­ tionierung und Betätigung der hierfür verwendeten Prüfeinrichtung 11, die gegenüber dem Träger- und Fixierungssystem 8 in Richtung der Pfeile B und C verstellbar ist, wird ebenfalls durch die Steuerungseinrichtung gesteuert.

Wenn bei dem Prüfvorgang festgestellt wird, daß die den Katalysator 2 umfassende Teileinheit undicht ist, wird von der Steuerungseinrichtung ein Fehlersignal erzeugt und das Verfahren unterbrochen.

Ansonsten wird die Prüfeinrichtung 11 nach dem Prüfvorgang wieder von dem Schlitten 10 weggefahren und die an dem Schlitten 10 und dem Bett 9 positionierten Teileinheiten werden durch eine Verstellung des Schlit­ tens 10 lagerichtig aus der in Fig. 2b gezeigten Position in die in Fig. 2c gezeigte Position zusammengefahren und miteinander verschweißt.

Nachdem noch gegebenenfalls zusätzliche Bauteile wie Sonden und Kleinteile an dem Abgassystem angebracht worden sind, wird dieses durch beispielsweise Roboter oder Bandförderer aus der Montagestation ausgefahren. Alternativ können die zusätzlichen Bauteile und Kleinteile auch nach dem Ausfahren der Montagestation an dem Abgassystem ange­ bracht werden.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform eines Abgassystems darge­ stellt. Dieses Abgassystem unterscheidet sich von dem in Fig. 1 darge­ stellten Abgassystem nur dadurch, daß dem Vorrohr 1 ein Krümmer 12 vorgeschaltet ist, der, wie die Fig. 4a bis 4c zeigen, beim Zusammen­ bau des Abgassystems mit dem Vorrohr 1 und dem Katalysator 2 an dem bewegbaren Schlitten 10 angebracht und zu einer Teileinheit verschweißt und der Dichtheitsüberprüfung unterzogen wird.

Mit der erfindungsgemäßen Montagestation lassen sich unterschiedliche Abgassysteme nacheinander vollautomatisch zusammenbauen. Dabei ist die gleichbleibende Positionierung der einzelnen Komponenten an dem Bett 9 und an dem Schlitten 10 von besonderer Bedeutung, da durch die­ se erreicht wird, daß die Schweiß- und Prüfstellen genau festliegen. Durch die vorgesehenen Plausibilitäts- und Dichtheitsüberprüfungen wird dabei sichergestellt, daß die zusammengebauten Abgassysteme ohne Schwierig­ keiten an den Fahrzeugen, für die sie bestimmt sind, montiert werden können und funktionstüchtig sind.

Claims (11)

1. Montagestation zum Zusammenbau und Verschweißen bzw. Kom­ plettieren von vormontierten Baugruppen für Kraftfahrzeuge aus mehreren vorgefertigten Komponenten, wobei die einzelnen Kompo­ nenten auf einem in Abhängigkeit von der jeweils geforderten Aus­ führungsform der Baugruppe verstellbar ausgebildeten Träger- und Fixierungssystem positioniert werden und nach einem lagerichtigen Zusammenfahren von Teileinheiten eine feste Verbindung erfolgt und daraufhin die vormontierte Baugruppe aus dem Träger- und Fi­ xierungssystem ausgefahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Systemkomponenten vorgefertigte Bauteile wie Krümmer, Vorrohre, Katalysatoren, Mittel- und Nachschalldämpfer, Zwischen­ rohre und dergleichen einer Abgasanlage sind, die mittels eines Ro­ botersystems von einer programmierbaren Steuerungseinheit selb­ ständig zu unterschiedlichen Abgasanlagen kombiniert und vor der Fertigmontage einer Plausibilitätsprüfung auf Einhaltung der aus­ gewählten Komponentenzusammenstellung unterzogen werden.

2. Montagestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Robotersystem ausgebildet ist, um die einzelnen Kompo­ nenten in Abhängigkeit von dem ausgewählten und zu verbauenden Abgassystem aus entsprechenden Magazinen zu greifen und auf dem Träger- und Fixierungssystem zu positionieren und zu fixieren.

3. Montagestation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Abgassysteme zur automatischen Erken­ nung durch Barcode-Kennzeichnungen identifizierbar sind.

4. Montagestation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Träger- und Fixierungssystem, insbesondere die Halterun­ gen des Träger- und Fixierungssystems zur Fixierung der einzelnen Komponenten, in Abhängigkeit von der ausgewählten zu verbauen­ den Variante eines Abgassystems automatisch positionierbar und einstellbar sind.

5. Montagestation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Durchführung der Plausibilitätsprüfung anhand der für die Montage des Abgassystems an einem Fahrzeug relevanten Maße vorgesehen sind.

6. Montagestation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche nach der Plausibili­ tätsprüfung als eine Teileinheit der Katalysator mit den Vorrohren sowie als zweite Teileinheit der hintere Teil des Abgassystems mit Mittel- und Nachschalldämpfern verschweißbar ist.

7. Montagestation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dichtheitsüberprüfung der den Katalysator und ggf. den Krümmer enthaltenden Teileinheit Mittel zur Differenzdruckmes­ sung vorgesehen sind.

8. Montagestation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Plausibilitätsprüfung Fühler, insbesondere kapazitive oder induktive Fühler oder Wegaufnehmer vorgesehen sind.

9. Montagestation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler in Abhängigkeit von dem geforderten Abgassystem insbesondere automatisch verstellbar sind.

10. Montagestation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch welche bei der Plausibilitätsprü­ fung Fehler signalisierbar und das Verfahren unterbrechbar sind.

11. Montagestation nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Dokumentation der Ergebnisse der Plausibili­ tätsprüfung sowie der Dichtheitsüberprüfung der den Katalysator enthaltenden Teileinheit vorgesehen sind.