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Die
Erfindung betrifft eine Roboterendeinrichtung zur automatisierten
Montage von Drehmomentwandlern mit einem Satz Innenzahnkränze in eine
Kraftfahrzeug Getriebe-Unterbaugruppe mit einem Satz entsprechender
Außenzahnkränze
18 im Kraftfahrzeuggetriebestrang,
die zur Befestigung an einem Roboterarm geeignet ist sowie ein automatisiertes
Verfahren zum Ausrichten von Zahnkränzen eines Drehmomentwandlers
gegenüber
den Zahnkränzen
einer Fahrzeug Automatik-Getriebeunterbaugruppe
während
der Montage des Drehmomentwandlers in der Getriebeunterbaugruppe
mit einer mit einem Roboterarm verbundenen Endeinrichtung. Die Erfindung
bezieht sich also auf das Gebiet der automatisierten Montage von
Kraftfahrzeuggetriebekomponenten, die verschiedene ineinander greifende
Zahnkränze
aufweisen und, im speziellen, auf die Montage eines Drehmomentwandlers
zu einer Getriebeunterbaugruppe und somit auf das gleiche Gebiet
wie die
US 5718043 A mit
dem Titel "Automatisierte
Montage eines Drehmomentwandlers in Getrieben", gleichen Prioritätsdatums.
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Während der
Montage eines Automatikgetriebes wird eine Drehmomentwandlerbaugruppe
zu einer Getriebeunterbaugruppe montiert. Zur Durchführung dieses
Montageprozesses müssen
die inneren Zahnkränze
des Drehmomentwandlers mit den äußeren Zahnkränzen der
Getriebeunterbaugruppe ausgerichtet werden, wenn die beiden zusammengebracht
werden. Z.Zt. wird dieser Prozeß per
Hand durchgeführt.
Eine Bedienungsperson greift einen Drehmomentwandler aus einem Behälter, fördert ihn zu
einem Getriebe, senkt ihn im allgemeinen zentriert um die Getriebe-Zahnkränze ab und
manipuliert ihn dann so lange, bis alle Zahnkränze ausgerichtet sind und der
Drehmomentwandler in seine Sollage fällt. Dieser Prozeß ist sehr
zeitaufwendig und dementsprechend kostenintensiv, da Komponenten
beschädigt
werden, wenn sie bei der Montage mehr fallen gelassen als in ihre
Position gesetzt werden.
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Folglich
ist es erwünscht,
bei der Montage zu einer Getriebeunterbaugruppe die Zahnkränze der Drehmomentwandlerbaugruppe
mechanisch zu greifen, zu plazieren und auszurichten. Unter Berücksichtigung
der Tatsache, daß während der
Montage jeder Zahnkranz exakt ausgerichtet werden muß, wobei
einige der Zahn kränze
frei drehbar sind, hat sich die Automatisierung der Zahnkranzausrichtung
als schwierig erwiesen.
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Ein
Lösungsversuch
zur automatischen Komponentenmontage besteht in der Vorausrichtung aller
Zahnkränze,
und zwar sowohl in vollständiger axialer
als auch peripherere Ausrichtung; dann werden die Ausrichtungen
während
der Montage an ihrem Patz gehalten. Dieses ist sehr arbeitsintensiv und
es ist sehr schwierig, diese Ausrichtung zu halten. Ferner erfordert
es kostenintensivere Drehmomentwandlerkonstruktionen aufgrund eines
mit einem Stift versehenen Stator-Trägers und der Einbauverhältnisse
zwischen Bolzen/Stiften und Zahnkränzen. Deshalb ist es wünschenswert,
ein Verfahren, das eine derartige vollständige Vorausrichtung benötigt, zu
vermeiden. Um die vollständige
Vorausrichtung aller Zahnkränze
zu vermeiden, wurde auch vorgeschlagen, ein automatisches System
mit Einrichtungen vorzusehen, die durch die Verwendung von Kraftrückkopplungssensortechnik
während
der Zahnkranzausrichtung das Außer-Eingriff-Sein
oder Im-Eingriff-Stehen der Zahnkränze berücksichtigen. Allerdings ist
die Systemintegration der Technologie, die für die Kraftrückkopplungsendeinrichtung
am Roboter benötigt
wird, sehr teuer und auch langsam aufgrund der notwendigen beträchtlichen
Sensor- und Computerkapazitäten,
wodurch dieses undurchführbar
wird.
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Die
US 48 87 341 beschreibt
das automatisierte Zusammenfügen
von Motorkomponenten ohne Zahnkränze,
wobei gerade das Ausrichten dieser Baugruppen besondere Schwierigkeiten
aufweist und automatisiert werden soll.
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Aus „Werkstatt
und Betrieb" 125,
Nr. 9. 1992, S. 733 -735 ist die Montage von Fünfganggetrieben mit hohem Automatisierungsgrad
bekannt, die in vier sogenannten Sektoren durchgeführt wird.
Dabei werden hier verschiedenste arbeitsaufwändige Schritte beschrieben,
die sich für
ein automatisiertes Verfahren mittels Robotern nicht eignen. Das
komplizierte Ausrichten der Zahnkränze der Getriebekomponenten
musste von Hand erfolgen – ein
Roboter vermochte nur bereits manuell ausgerichtete Zahnkränze zusammenzufügen.
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Die
DE 23 23 113 A beschreibt
eine Einrichtung, die Gegenstände – bspw.
von einem Förderband – ergreifen
und auf eine Palette legen kann – eignet sich also dazu, Gegenstände zu transportieren,
die beim Ergreifen und beim Absenken im westl. rundum zugänglich sind,
so daß Greiffinger
angreifen können.
Das Montieren von Drehmomentwandlern ist aber ungleich schwieriger,
da diese keine Eingreifhilfenspezielle Öffnungen od. dgl. aufweisen,
die das Anheben der vergleichsweise schweren Drehmomentwandler ermöglichen.
Sie können
daher nicht mit Greifvorrichtungen mit einander gegenüberstehenden
Fingern, wie sie die
DE
2323113 A vorschlägt,
gehandhabt werden, da sie aufgrund ihres Gewichts leicht aus Fingern
herausrutschen und herabfallen können
oder aber durch Greifer, die lokal eine große Kraft auf den schweren Gegenstand
ausüben
müssen,
Oberflächenschäden erleiden. Schliesslich
benötigen
derartige Greiffinger auch einen bestimmten Platz um den zu ergreifenden
Gegenstand herum – dieser
ist in einer Kraftfahrzeugbaugruppe, in die der Drehmomentwandler
abgesenkt werden soll, nicht vorhanden.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, den Einbau von Drehmomentwandlern
schonend für
diese und unabhängig
von speziellen Greif-Eingreifhilfen zu gestalten.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Roboterendeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie
ein automatisiertes Verfahren zum Ausrichten von Zahnkränzen eines
Drehmomemtwandlers mit dem Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß wird während des
automatisierten Einbaus des Drehmomentwandlers im Fahrzeuggetriebe
eine an einem Roboterarm befestigte Roboterendeinrichtung eingesetzt,
wobei ein Satz Innenzahnkränze
des Drehmomentwandlers mit einem entsprechenden Satz entsprechender
Außenzahnkränze des
Getriebes in Eingriff steht. Die Endeinrichtung umfaßt Hebemittel
zur Sicherung des Drehmomentwandlers und Ausrichtung mit dem Rest der
Endeinrichtung und eine Verbindungsplatte zur Befestigung der Endeinrichtung
am Roboterarm. Die obere Trägerwelle
ist mit der Verbindungsplatte und eine untere Trägerwelle mit der oberen Trägerwelle verbunden.
Die Endeinrichtung besitzt Oszillatormittel zur Induktion einer
Hin- und Herbewegung der unteren Teile relativ zum Roboterarm und
elastische Mittel für
die Verbindung der Hebemittel mit der unteren Trägerwelle, die eine begrenzte
Relativbewegung der Hebemittel gegenüber der unteren Trägerwelle
erlaubt. Für
die Überwachung
der relativen vertikalen Position zwischen den Hebemitteln und der unteren
Trägerwelle
sind Entfernungssensormittel vorgesehen.
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Das
erfindungsgemäße automatisierte
Verfahren verwendet für
die Ausrichtung der Zahnkränze eines
Drehmomentwandlers mit den Zahnkränzen eine Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe-Unterbaugruppe
während
der Montage des Drehmomentwandlers in der Getriebeunterbaugruppe,
wobei eine Endeinrichtung mit einem Roboterarm verbunden ist. Das
Verfahren umfaßt
die Schritte: Eingriff zwischen Drehmomentwandler und Endeinrichtung;
Positionieren des Drehmomentwandlers oberhalb der Getriebeunterbaugruppe,
wobei die Zahnkränze
des Drehmomentwandlers im wesentlichen zentriert oberhalb der Zahnkränze der
Getriebeunterbaugruppe positioniert sind; Vorsehen eines elastischen
Mittels in der Endeinrichtung derart, daß eine begrenzte Relativbewegung
zwischen dem Roboterarm und dem Drehmomentwandler auftreten kann;
Vorsehen von Sensormitteln, die mit dem elastischen Mittel derart
verbunden sind, daß die
Sensormittel die vertikale Relativposition zwischen dem Roboterarm
und dem Drehmomentwandler erkennen; Vorsehen einer Oszillatorbaugruppe
in der Endeinrichtung derart, daß der Drehmomentwandler relativ
zum Roboterarm in einer Hin- und Herbewegung gedreht werden kann;
Herablassen des Drehmomentwandlers auf die Getriebeunterbaugruppe,
bis die Sensormittel vertikalen Wechsel in der Relativposition zwischen
dem Roboterarm und dem Drehmomentwandler entdeckt haben; Aktivieren
des Oszillators, wenn der Roboterarm nicht um einen vorherbestimmten
Abstand abgesenkt worden ist, der dem idealen Sitz des Drehmomentwandlers
in der Getriebeunterbaugruppe entspricht; Ermitteln einer vertikalen Änderung
der Relativposition zwischen dem Roboterarm und dem Drehmomentwandler;
Wiederholen des Schrittes des Herablassens, bis der Roboterarm sich
um die vorherbestimmte Entfernung bewegt hat, die dem idealen Sitz
eines Drehmomentwandlers entspricht, und Deaktivieren des Oszillators.
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Es
ist ein Vorteil der Erfindung, daß die Endgruppe die automatische
Montage eines komplexen Zahnkranzsystems ermöglicht, wobei ein kostengünstiger
elektronischer Mechanismus mit einem Positionsrückmeldesensor und ein Oszillatormechanismus zur
Ausrichtung vieler Zahnkränzen
während des
Montageprozesses vorgesehen ist.
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Im
folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung und der detaillierten
Beschreibung näher erläutert werden.
Dem Fachmann ist offensichtlich, daß die Erfindung nicht auf die
dargestellten Ausführungsformen
beschränkt
ist. Es zeigt:
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1 eine
teilgeschnittene Seitenansicht eines Automatik Getriebes, die einen
Bereich der Roboter-Endeinrichtung nach Entlassen eines Drehmomentwandlers
in die Einbau-Position zeigt;
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2 eine
teilgeschnittene Seitenansicht einer einen Drehmomentwandler tragenden
Endeinrichtung;
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3 eine
um 90° gedrehte
Seitenansicht der Endeinrichtung von 2;
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4 eine
Ansicht entlang der Linie 4-4 der 2;
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5 eine
Ansicht entlang der Linie 5-5 der 2;
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6 eine
Seitenansicht einer konzentrischen Ausrichtwerkzeuganordnung;
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7 eine
teilgeschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform
der Endeinrichtung;
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8 eine
Ansicht entlang der Linie 8-8 der 7;
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9 eine
Ansicht entlang der Linie 9-9 der 7; und
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10 einen
Ausschnitt der Ansicht entlang der Linie 10-10 der 7.
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Während der
Montage eines Automatik-Getriebes 12 muß eine Getriebe-Unterbaugruppe 14 mit einem
Drehmomentwandler 16 montiert werden. Während der Drehmomentwandler 16 an
der Getriebe-Unterbaugruppe 14 montiert ist, müssen drei
konzentrische äussere
Zahnkränze 18 auf
der Getriebe-Unterbaugruppe 14 mit drei entsprechenden
inneren Zahnkränzen 20 im
Drehmomentwandler 16 in Eingriff kommen. Die meisten Zahnkränze 18 und 20 können unabhängig frei
rotieren, wodurch das Ausrichten und das Aufrechterhalten der Ausrichtung
der Zahnkränze
während
der Montage schwierig ist. Daher ist eine automatisierte Montage
mittels konventioneller Roboter schwierig. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
und das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigen
das Ausrichten und In Eingriff-Bringen
der Zahnkränze 18 und 20 während der
Montage des Drehmomentwandlers 16 in die Getriebe-Unterbaugruppe 14.
Ein Arm 22 eines konventionellen Roboters 24 ist
mit einer Endeinrichtung 26 verbunden. Der Roboter 24 ist
mit einer elektronischen Steuerung 25 verbunden, wie schematisch
in 2 gezeigt. Die Endeinrichtung 26 umfaßt eine
untere Platte 28. Drei Kontaktnäpfe 30 sind auf dem
Umfang der unteren Platte 28 angeordnet, umgeben eine Vakuumsaugglocke 32 und
sind mit der unteren Platte 28 verbunden. Die Kontakte 30 sind
so bemessen und angeordnet, daß sie
gerade über
drei der vier Erhebungen 31, die aus dem Drehmomentwandler 16 hervorragen,
geschoben werden können
und die Vakuumsaugglocke 32 ist derart bemessen, daß sie der kreisförmigen Erhebung 33 auf
dem Drehmomentwandler 16 entspricht. Eine zentrale Vakuumöffnung 34 stellt
die Verbindung mit einem Hohlrohr 36, das durch die untere
Platte 28 hervorragt, her, die ihrerseits die Verbindung
mit einer konventionellen Vakuumleitung, die zu einem konventionellen
Vakuummechanismus führt,
herstellt (nicht gezeigt).
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Die
Trägermittel 40 sind
dazwischen montiert und befestigen die untere Platte 28 an
der Zwischenplatte 42. Die Zwischenplatte 42 umfaßt eine
Sensorbohrung 44 und eine Ausrichtbohrung 46.
Ein Positions-(Abstands)Sensor 48 ist innerhalb montiert
und ragt aus der Sensorbohrung 44 hervor. Die Sensorleitung 49 verbindet
den Sensor 48 elektrisch mit der elektronischen Steuerung 25 des
Roboters.
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Ein
zylindrischer Teil 50 des konischen Ausrichtelements 52 paßt teleskopisch
in die Ausrichtbohrung 46 und hat einen geringeren Durchmesser als
die Ausrichtbohrung 46.
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Das
konische Ausrichtelement 52 umfaßt auch einen konischen Abschnitt 54,
der mit dem zylindrischen Teil 50 verbunden ist. Der Durchmesser des
konischen Ab schnitts 54 ist an der Stelle, an der er auf
den zylindrischen Teil 50 trifft, in etwa der gleiche wie
beim zylindrischen Teil 50 und der größte Durchmesser des konischen
Abschnitts 54 ist größer als
der Durchmesser der Ausrichtbohrung 46. Der konische Abschnitt 54 bewirkt
eine Selbstausrichtung innerhalb dieser Anordnung, da die Ausrichtbohrung 46 – wenn sie
auf dem konischen Abschnitt 54 zum Ruhen kommt – sich von
Natur aus auf der Konusfläche
zentriert, wobei aufgrund der Kenntnis der relativen Position der
beiden Genauigkeit möglich
ist, während
auch axiale Elastizität
zwischen den beiden ermöglicht
wird, sofern sie nötig
ist. Dies bildet das elastische Mittel 51. Mit dem konischen
Abschnitt 54 ist eine Sensorplatte 56 verbunden,
die sich vom konischen Abschnitt 54 über dessen Ende und mit Abstand
vom Sensor 418 erstreckt.
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Der
zylindrische Teil 50 des konischen Ausrichtelements 52 ist
an einer zweiten Zwischenplatte 58 befestigt. Die Zwischenplatte 58 ist
ihrerseits mit einer unteren Trägerwelle 60 verbunden,
die über eine
Kugellagerbaugruppe 62 mit einer oberen Trägerwelle 64 verbunden
ist. Die Kugellagerbaugruppe 62 läßt vertikale Relativbewegung
der oberen Trägerwelle 64 gegenüber der
unteren Trägerwelle 60 zu, gestattet
jedoch keine relative Rotationsbewegung der beiden. Die obere Trägerwelle 64 erstreckt
sich zum Zahnstangenoszillator 66. Der Zahnstangenoszillator 66 umfaßt einen
Schwingmotor 68, der elektrisch mit der Roboter-Steuerung
verbunden ist. Hierdurch wird eine Oszillatoreinheit 69 gebildet.
Eine Roboter-Verbindungsplatte 70 ist am Zahnstangenoszillator 66 befestigt
und diese wiederum am Roboterarm 22.
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Ein
Unterbrechungssensor 65 ist gegenüber der unteren Trägerwelle 60 befestigt
und elektrisch mit der Roboter-Steuerung verbunden. Sofern sich die
untere Trägerwelle 60 während des
Montageprozesses gegenüber
der oberen Trägerwelle 64 um mehr
als einen vorherbestimmten Abstand bewegt, sendet der Unterbrechungssensor 65 ein
Signal an die Steuerung 25, den Roboter-Betrieb zu unterbrechen,
und ein manuelles Eingreifen ist wahrscheinlich erforderlich.
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Über die
Endbaueinrichtung 26 hinaus kann zusätzlich auch eine Ausrichtwerkzeug-Baugruppe 76 verwendet
werden, wie in 6 gezeigt. Die Ausrichtwerkeug-Baugruppe 76 umfaßt eine
Basis und ein teleskopisch durch eine Bohrung in der Basis 78 hervorragendes
Gestänge 80.
Mit dem einen Ende des Gestänges 80 ist
ein Bewegungsmechanismus 82 verbunden, während mit
dem anderen Ende des Gestänges 80 ein
Ausrichtwerkzeug 84 verbunden ist. Das Ausrichtwerkzeug 84 umfaßt drei
Abschnitte mit verschiedenen Durchmessern, die entsprechenden Durchmessern
und Abständen
der inneren-Zahnkränze 20 im
Drehmomentwandler 16 entsprechen.
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Das
Verfahren zur Montage des Drehmomentwandlers 16 in die
Getriebe-Unterbaugruppe 14 wird im folgenden beschrieben.
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Die
Steuerung 25 bewirkt, daß der Roboter 24 die
Endeinrichtung 26 zum nächsten
zu montierenden Drehmomentwandler 16 bewegt und die Kontaktnäpfe 30 über drei
der vier Erhebungen 31 legt. Hierdurch wird sichergestellt,
daß die
Vakuumsaugglocke 32 richtig über der kreisförmigen Erhebung 33 ausgerichtet
ist. Die Endeinrichtung 26 wird auf den Drehmomentwandler 16 herabgelassen
und der konventionelle Saugmechanismus aktiviert, so daß die Vakuumsaugglocke 32 sich
selbst am Drehmomentwandler 16 sichert. Bei gleichbleibendem
Saugdruck hebt der Roboter 24 den Drehmomentwandler 16 und bewegt
ihn über
die Umgebung der Getriebebau-Untergruppe 14 (allgemein über die äußeren Zahnkränze 18 zentriert).
Dann wird die Zwischenplatte 42, die an der Vakuumsaugglocke 32 über Trägermittel 40 sowie
die untere Platte 28 befestigt ist, durch den konischen
Abschnitt 54 des konischen Ausrichtelements 52 über deren
Ausrichtbohrung 46 unterstützt, wobei deren Ränder auf
dem konischen Abschnitt 54 ruhen. Hierdurch wird eine sehr
flexible Verbindung zwischen Roboterarm 22 und Vakuumsaugglocke 32 ermöglicht.
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Der
Roboter 24 läßt dann
die Endeinrichtung 26 und damit den Drehmomentwandler 16 herab
zu den äußeren Zahnkränzen 18.
Der Entfernungssensor 48 mißt die Entfernung von seinem
Rand zur Sensorplatte 56. Solange die Entfernung zwischen dem
Rand und der Sensorplatte 56 geringer als ein vorherbestimmter
Abstand ist, läßt der Roboter 24 den
Drehmomentwandler 16 weiter herab. Sofern zufällig alle
drei äußeren Zahnkränze 18 zu
ihren entsprechenden inneren Zahnkränze 20 perfekt ausgerichtet
wurden, läßt der Roboter 24 den
Drehmomentwandler 16 weiter herab, bis er vollständig in
der Getriebe-Unterbaugruppe 14 sitzt.
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An
dieser Stelle beendet der Drehmomentwandler 16 die Abwärtsbewegung
mit der Endeinrichtung 26. Dies bewirkt wiederum, daß die Zwischenplatte 42 sich
relativ zum konischen Ausrichtelement 52 nach oben bewegt,
das an einer zweiten Zwischenplatte 58 befestigt ist, die
sich weiterhin mit dem oberen Teil der Endeinrichtung 26 herabbewegt. Der
Abstand zwischen dem Rand des Entfernungssensors 48 und
der Sensorplatte 56 vergrößert sich. Wenn die Lücke eine
vorherbestimmte Größe erreicht,
sendet der Abstandssensor 48 ein Signal zur Steuerung 25,
um die Abwärtsbewegung
der Endeinrichtung 26 zu stoppen. Die Steuerung 25 stellt
nun fest, wie weit sich das Ende des Roboterarms 22, das mit
der Endeinrichtung 26 verbunden ist, abwärts bewegt
hat. Sofern es sich mehr als eine vorherbestimmte Entfernung herabbewegt
hat, wird von einem guten Sitz des Drehmomentwandlers 16 ausgegangen.
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Hierbei
ist es erwünscht – wenn auch
nicht erforderlich – daß ein zweiter
konventioneller Roboter oder eine haltevorrichtungsmontierte Federspannvorrichtung
(nicht gezeigt) die vierte Erhebung 31 des Drehmomentwandlers 16 ergreift,
um sicherzustellen, daß der
Drehmomentwandler 16 in seiner Stellung bleibt, während an
der Getriebe-Unterbaugruppe 14 befestigt wird. Der Roboter 24 unterbricht dann
die Vakuumwirkung in der Vakuumsaugglocke 32 und hebt die
Endeinrichtung 26 vom Drehmomentwandler 16 weg.
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Andererseits
berühren
sich diese zwei Zahnkränze
gegenseitig, sofern die Endeinrichtung 26 allgemein über den äußeren Zahnkränzen 18 ausgerichtet
ist und der oberste äußere Zahnkranz 18 nicht mit
dem ersten inneren Zahnkranz 20 ausgerichtet ist, wenn
der Roboter 24 die Endeinrichtung 26 herabläßt. Hierdurch
wird vermieden, daß der
Drehmomentwandler 16 sich weiter absenkt, während der obere
Teil der Endeinrichtung 26 mit der Abwärtsbewegung fortfährt. Die
Lücke zwischen
dem Rand des Entfernungsensors 48 und der Sensorplatte 56 vergrößert sich
bis zum Erreichen einer vorherbestimmten Entfernung. Der Abstandssensor 48 sendet
dann ein Signal an die Steuerung 25, den robotergesteuerten
Absenkungsprozeß der
Endeinrichtung 26 zu stoppen. Die Steuerung ermittelt auch
die Distanz, um die sich der Roboterarm 22 gesenkt hat.
Sofern diese geringer als ein vorherbestimmter Wert ist, nimmt die
Steuerung 25 an, daß der
Drehmomentwandler 16 nicht voll ständig eingepaßt ist.
Diese Positions-Rückmeldung
wird verwendet, um zu bestimmen, ob die entsprechenden Zahnkränze ausgerichtet
sind.
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Das
elastische Mittel 51 löst
den starren Roboter 24 vom starren Übertragungszahnkranz und verhindert
Roboterfehler durch Antriebsüberlastung. Ohne
dieses elastische Mittel könnte
der Roboter 24 Fehler machen, die den Montageprozessor
anhalten und einen manuellen Eingriff erforderten.
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Die
Steuerung 25 aktiviert nun den Schwingmotor 68.
Diese Funktion erfordert nur geringe Rechenkapazität. Der Schwingmotor 68 bewirkt,
daß die
Zahnstange sich schnell hin und her bewegt, die wiederum bewirkt,
daß das
Zahnrad, das mit der oberen Trägerwelle 64 verbunden
ist, hin und her rotiert, was folglich den Drehmomentwandler 16 hin
und her dreht. Die Kontaktnäpfe 30 sorgen
für seitliche
Unterstützung,
indem sie die Hin- und Her-Drehung ermöglichen, ohne daß eine große Drehkraft
auf die Vakuumsaugglocke 32 ausgeübt wird. Die oszillierende
Drehbewegung sorgt dafür,
daß der
obere äußere Zahnkranz 18 in
Drehrichtung relativ zum unteren inneren Zahnkranz 20 rutscht.
Ggf. kann der Roboter 24 während des Betriebs des Schwingmotors 68 eine
zusätzliche
Bewegung über
eine Umkehr der Orientierung, die die Endeinrichtung 26 aus
ihrer gerade ausgerichteten vertikalen Orientierung kippt, als zusätzlichen
Orientierungsschritt schaffen.
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Ferner
kann geringes axiales Rutschen des oberen äußeren Zahnkranzes 18 relativ
zum unteren inneren Zahnkranz 20 auftreten, da die Ausrichtbohrung 46 einen
größeren Durchmesser
als der zylindrische Teil 50 des konischen Ausrichtelements 52 aufweist.
Dies setzt sich bis zur Ausrichtung beider Zahnkränze fort.
Wenn diese ausgerichtet sind, kann der Drehmomentwandler 16 fallen
und die zwei Zahnkränze
kommen in Eingriff. Wenn der Drehmomentwandler 16 fällt, reduziert
sich die Lücke
zwischen dem Rand des Entfernungssensors 48 und der Sensorplatte 56.
Der Abstandssensor 48 detektiert die Ausrichtung der betreffenden
Zahnkränze.
Dieser signalisiert der elektronischen Steuerung 25, daß der erste
Satz Zahnkränze
ausgerichtet ist.
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Das
Verfahren verlagert sich nun zwecks Ausrichtung der nachfolgenden
Zahnkränze
nach unten. Die elektronische Steuerung 25 bewirkt wiederum
den Beginn einer Abwärtsbewegung
des Roboters, bis die Lücke
größer wird
als ein vorbestimmter Abstand; dann unterbricht sie die Abwärtsbewegung des
Roboters 24. Die Steuerung ermittelt wiederum, ob der Drehmomentwandler 16 vollständig eingesetzt
ist, indem sie bestimmt, ob der Abstand, um den sich der Roboter 24 abwärts bewegt
hat, größer ist als
ein vorherbestimmter Abstand. Sofern dies der Fall ist, setzt der
Schwingmotor 68 seine Hin- und Her-Bewegung so lange fort,
bis der nächste
Satz Zahnkränze
ausgerichtet ist, wie für
den ersten Satz bereits beschrieben.
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Dies
setzt sich für
den folgenden Satz entsprechender Zahnkränze fort, bis die elektronische Steuerung 25 bestimmt,
daß der
Drehmomentwandler 16 vollständig in die Getriebe-Unterbaugruppe 14 eingesetzt
ist, d. h. daß alle
Zahnkränze
ausgerichtet sind. Dieses Verfahren wird bis zum vollständig eingebauten
Drehmomentwandler 16 fortgesetzt. Das Verfahren und die
Ausrüstung
setzen nun, wie oben beschrieben, automatisch jeden Zahnkranz während der
Getriebekomponentenmontage ein und richten ihn aus.
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Die
Ausrichtwerkzeuggruppe 76 kann auch vor der Montage zur
Getriebe-Unterbaugruppe 14 zur konzentrischen Vorausrichtung
innerer Zahnkränze 20 im
Drehmomentwandler 16 verwendet werden. Der Wunsch nach
konzentrischer Ausrichtung beruht auf der Tatsache, daß sich Zahnkränze im Drehmomentwandler 16 relativ
zueinander in einer Ebene bewegen können. In diesem Fall richtet der
Roboter 24 die inneren Zahnkränze 20 des Drehmomentwandlers 16 über die
Ausrichtwerkzeuggruppe 76 aus, bevor die Ausrichtung des
Drehmomentwandlers 16 über
den äußeren Zahnkränzen 18 statt findet.
Der Bewegungsmechanismus 82 hebt das Ausrichtwerkzeug 84 in
die inneren Zahnkränze 20 und
senkt sich wieder ab. So kann eine konzentrische Ausrichtung erreicht
werden. Dafür
muß eine leicht
erhöhte
Zykluszeit für
den zusätzlichen
Schritt im Montageprozess in Kauf genommen werden, obwohl diese
Zeit geringer ist als die vollständige
konzentrische und rotatorische Ausrichtung und Aufrechterhaltung
sowohl der inneren als auch der äußeren Zahnkränze vor
der automatisierten Montage. Zwecks weiterer Reduzierung der Zykluszeit
kann der Ausrichtschritt auch vor der Aufnahme durch die Endeinrichtung 26 durchgeführt werden,
während der
Drehmomentwandler 16 sich auf einem konventionellen Förderer (nicht
gezeigt), befindet.
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Eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung ist in 7 bis 10 gezeigt.
Diese Ausführungsform
erfüllt
die gleiche Funktion wie die erstgenannte. Die Hauptunterschiede
bestehen im elastischen Mittel und der Oszillatorbaugruppe. Aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
werden die Elemente der zweiten Ausführungsform, für die ein
entsprechendes Element in der ersten Ausführungsform besteht, durch ein ähnliches
Bezugszeichen benannt – unter
Beibehaltung der letzten beiden Ziffern werden sie aus der zweihunderter
Reihe gewählt.
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Das
konische elastische Mittel 51 der ersten Ausführungsform
ist durch ein elastisches Mittel mit Kugel/Kugelsitz 251 ersetzt.
Die untere Platte 228 ist mit der Vakuumsaugglocke 232 und
ferner mit der Trägerwelle 240 verbunden.
Die Trägerwelle 240 ragt durch
die Ausrichtbohrung 246 in der Zwischenplatte 242 und
ist an einer Kugel 254 an ihrem Ende montiert. Die Kugel 254 hat
im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Ausrichtbohrung 246;
daher wirkt die Ausrichtbohrung 246 wie ein Kugelsitz für die Kugel 254.
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Die
Trägerwelle 240 umfaßt auch
ein unterhalb der Zwischenplatte 242 befestigtes Anschlagteil 286 mit
einem größeren Durchmesser
als die Ausrichtbohrung 246 auf. Eine Sensorplatte 256 mit
einem größeren Durchmesser
als die Ausrichtbohrung 246 ist an der Kugel 254 oberhalb
der Zwischenplatte 242 befestigt. Ein Sensor 248 ist
an der Zwischenplatte montiert und ermittelt den Abstand zwischen der
Zwischenplatte 242 und der Sensorplatte 256. Er ist
elektrisch mit der Robotersteuerung 25 verbunden (nicht
gezeigt).
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Das
elastische Mittel mit Kugel/Kugelsitz 251 schafft Elastizität und Meßeigenschaften ähnlich der konischen
elastischen Mittel 51 der ersten Ausführungsform. Wenn der Drehmomentwandler 16 durch die
Endeinrichtung 226 angehoben wird, bleibt die Sensorplatte 256 auf
der Zwischenplatte 242 und der Entfernungssenor 248 mißt keine
Lücke zwischen diesen.
Wenn ein äußerer Zahnkranz 18 während des
durch den Roboter 24 veranlaßten Absenkens des Drehmomentwandlers 16 auf
die Getriebe-Unterbaugruppe 14 nicht in den jeweiligen
inneren Zahnkranz 20 eingreift, hebt sich die Sensorplatte 256 relativ
zur Zwischenplatte 242 und der Sensor 248 detektiert
eine Lücke
zwischen diesen. Wenn die Lücke eine
vorher bestimmte Größe übersteigt,
wird ein Signal an die Robotersteuerung gesendet und Roboter 24 bricht
die Abwärtsbewegung
der Endeinrichtung 226 ab.
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Eine
weitere Änderung
gegenüber
der ersten Ausführungsform
besteht in der Oszillatorbaugruppe 269. Der Zahnstangenoszillator 66 der
Oszillatorbaugruppe 69 der ersten Ausführungsform ist durch einen
Kolbenoszillator 266, versetzt gegenüber der Mittellinie der oberen
und unteren Trägerwellen,
ersetzt. Er ist mit der Robotersteuerung verbunden. Der Kolbenoszillator 266 umfaßt einen
Zylinder 288, der mit dem oberen Trägerfeil 264 und einer
konventionellen pneumatischen Quelle verbunden ist sowie einen Kolben 290,
der an dem einen Ende teleskopisch im Zylinder 288 aufgenommen
und an seinem anderen Ende an der unteren Trägerwelle 260 befestigt ist.
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Die
Kolbenoszillatorbaugruppe 269 schafft oszillierende Funktionen,
die ähnlich
denen der Oszillatorbaugruppe 69 der ersten Ausführungsform sind.
Wenn der Sensor 248 eine Lücke zwischen der Sensorplatte 256 und
der Zwischenplatte 242 entdeckt und der Abstand, um den
der Roboter 22 gesunken ist, unterhalb des Wertes ist,
der für
die Steuerung notwendig ist, um anzunehmen, daß der Drehmomentwandler 16 sich
vollständig
eingepaßt
hat, wird die Oszillatorbaugruppe 269 aktiviert. Die konventionelle
pneumatische Quelle hebt und senkt wiederholt den Druck im Zylinder 288,
wodurch der Kolben 290 wiederholt ein- und ausfährt. Das
untere Trägerteil 260 dreht
sich daher hin und her, wobei das Rutschen der Zahnkränze zur
gegenseitigen Ausrichtung ermöglicht
wird. Sobald der Satz Zahnkränze
ausgerichtet ist, sinkt der Drehmomentwandler 16 mit dem
elastischen Mittel 251 und der Entfernungssensor 248 gibt
ein Signal an die Steuerung, die den Betrieb der Oszillatorgruppe 269 beendet
und die Absenkung der Endeinrichtung 226 wieder in Gang setzt.
Analog zur ersten Ausführungsform
wiederholt sich dies so lange, bis sich der Drehmomentwandler 16 vollständig gesetzt
hat.
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Während bestimmte
erfindungsgemäße Ausführungsformen
detailliert beschrieben wurden, ist dem Fachmann eine Vielzahl anderer
Konstruktionen und Ausführungsformen
im Rahmen des durch die Ansprüche
definierten Schutzumfang offensichtlich.