DE19713996C2 - Vorrichtung zum Einbau einer aus Kolben und Pleuelstange bestehenden Baugruppe eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbau einer aus Kolben und Pleuelstange bestehenden Baugruppe in ein Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 25 54 784 A1 bekannt. Dort wird ein automa­ tischer Ablauf auf den unmittelbaren Einbauvorgang von Kolben und Pleuellagerdeckel beschränkt. Vorbereitete Arbeiten, die zur Durchführung des automatisierten Einbau­ vorganges erforderlich sind, werden offenbar manuell ausgeführt. Dazu gehören zum Beispiel das Ausrichten der Buchsen des Kolbenaufnahmemagazins in Fluchtrichtung zu den Zylinderbohrungen und das Bestücken des Kolbenaufnahmemaganzins mit Kolben. Diese manuellen Vorbereitungsarbeiten bergen Fehlerquellen in sich, die den reibungslosen Ablauf des automatisierten Einbauvorganges gefährden. Darüberhinaus ist ein umfangreicher Vorrichtungsaufwand zur Verwirklichung des automatisierten Ein­ bauvorganges erforderlich. So sind eine Vielzahl von Stationen erforderlich, an denen die den Motorblock und das Kolbenaufnahmemagazin tragende Förderplatte nachein­ ander anhalten muß, um die einzelnen Vorgänge der Montage durchführen zu können. Ferner ist das Kolbenaufnahmemagazin insbesondere mit seiner Büchsenkonstruktion sehr aufwendig.

Es stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen erhöhten Automatisierungsgrad bringt und dazu mit einer einzigen Montage­ station auskommt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Demnach läuft der Einbauvorgang einschließlich der Bereitstellung der Bauteile und der erforderlichen Ausrichtarbeiten automatisiert an einer einzigen Montagestation ab. Das Gestell der Montagestation trägt neben der Dreh- und Verstelleinheit für das Kur­ belgehäuse noch die Lochplatte und die Eindrückeinheit. Die einzusetzende Kolben­ baugruppe und der Pleuellagerdeckel werden mit Hilfe eines Robotergreifers ebenfalls automatisch beigestellt, wobei der Greifer Halte- und Schraubarbeiten ausführen kann.

Der mit der Lösung der Aufgabe aufgezeigte neue Weg zum Einbau der Kolbenbau­ gruppe bringt mit dem der Eindrückeinheit zugeordneten Spannstück eine erhebliche Vereinfachung der Lochplatte, da das Spannstück mit der formschlüssigen Verspan­ nung der Kolbenringe eine Vorzentrierung bringt, die beim Stand der Technik durch eine aufwendige Büchsenkonstruktion des Kolbenaufnahmemagazins herbeigeführt werden muß.

Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels und der schematischen Zeichnungen Fig. 1 bis 5 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine Anordnung des Montagesystems,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 1 mit den Robotergreifern in Arbeitsposition,

Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung III der Fig. 1 in einem größeren Maßstab un­ ter Weglassung der Roboter,

Fig. 4 eine Einzelheit IV gemäß der Fig. 2 in einem größeren Maßstab mit einer anderen Stellung des Kurbelgehäuses,

Fig. 5 eine Einzelheit V gemäß der Fig. 2,

Fig. 6 einen Doppelgreifer für einen Roboter nach Fig. 4.

Die Fig. 1 zeigt in einer Ansicht von oben eine Anordnung des Montagesystems. Ent­ lang einer bandförmigen Transportanlage 1 mit einer Umlenkstation 2 gelangt ein Werkstückträger 3 mit einem nicht dargestellten Kurbelgehäuse in den Bereich einer Montagestation 4. Wie in Zusammenhang mit den Fig. 2 und 4 erkennbar ist, greift ein Roboter 5 von einer auf einem Transportband herangeführten Palette 6 eine Bau­ gruppe 7, die aus einem Kolben 8 und einer Pleuelstange 9 besteht. Diese Baugruppe wird an ein Spannstück 10 einer Eindrückeinheit 11 übergeben. Das Spannstück 10 ist dabei so ausgebildet, daß beim Spannvorgang alle Kolbenringe zentrisch in ihre Kol­ benringnut am Kolben eindringen. Mit dieser formschlüssigen Verspannung der Kol­ benringe wird sichergestellt, daß die durch das Spannstück erzielte Vorzentrierung das Einführen des Kolbens in die entsprechende Bohrung der Lochplatte erleichert. Ohne eine solche Vorzentrierung ist der automatisierte Einführvorgang nicht zuverlässig wieder­ holbar, da eine exzentrische Anordnung der Kolbenringe das Einführen des Kolbens erschwert bzw. unmöglich macht. Das Kurbelgehäuse 12 wurde von einem nicht dar­ gestellten Lift vom Werkstückträger 3 abgehoben und nimmt die in der Fig. 3 angege­ bene Position ein. Eine Dreheinheit 13 wird entlang von Führungsschienen 14 bis zur Anlage seines Spannkopfes 15 an dem Kurbelgehäuse 12 in horizontaler Richtung be­ wegt. Nach dem der Spannkopf in Spannstellung gegangen ist, trägt die Dreheinheit das Kurbelgehäuse und der Lift wird in seine Ausgangsstellung nach unten bewegt. Die Dreheinrichtung ruht auf einem Gestell 17, das ebenso wie die Transportanlage 1 am Boden 18 abgestützt ist und insgesamt U-förmig die bandförmige Transportanlage umfaßt. Der Dreheinheit gegenüberliegend trägt das Gestell 17 eine Verstelleinrich­ tung 19, die entlang von Führungen 44 verschiebbar ist. Eine Traverse 20 des Gestells 17 nimmt eine Lochplatte 21 auf, die entlang von Schienen 22 mit Hilfe eines Antriebes 23 in eine gewünschte Position gebracht wird. In der Lochplatte können im Durchmes­ ser verschiedene Bohrungen eingebracht sein, um mit einer einzigen Lochplatte unter­ schiedliche Motortypen mit Kolben bestücken zu können. Die Traverse 20 weist Stüt­ zen 24 auf, die über parallel erstreckte Querstreben 25 miteinander verbunden sind. In Führungselementen 26 der Querstreben 25 ist die Eindrückeinheit 11 zum Einführen des Kolbens 8 der jeweiligen Baugruppe 7 abgestützt und zur Positioinierung der Ein­ drückeinheit mit Hilfe eines Antriebsmotors 28 über eine Spindel 28a entlang der Füh­ rungselemente 26 verfahrbar. Die Dreheinrichtung schwenkt das Kurbelgehäuse um die Achse 32 seiner Kurbelwelle 29 bis eine Montageposition für den Kolben 8 der Baugruppe 7 erreicht ist. In dieser Position (Fig. 4) kommt die Stirnfläche mit den Zylin­ deröffnungen 30 dicht unterhalb der Lochplatte 21 zu liegen. Nachdem mit Hilfe eines Spannstückes 31 der Verstelleinrichtung 19 die Kurbelwelle 29 bis zum Erreichen der entsprechenden Montageposition für die Pleuelstange 9 verdreht ist, wird ein Greifer 27 des Roboters 5 die Baugruppe an das Spannstück 10 der Eindrückeinheit 11 überge­ ben. Nachdem das Kurbelgehäuse 22 von dem Spannkopf 15 der Dreheinheit 13 auf­ genommen worden ist, bildet die Achse 33 der Dreheinheit 13, die Achse 32 der Kur­ belwelle 29 und die Achse 38 der Verstelleinrichtung 19 eine Gerade. Diese Achsan­ ordnung wird in jeder Position von Kurbelwelle und Kurbelgehäuse beibehalten. Damit ist es möglich, die Verdreh- und Verstellbewegung von Dreheinheit und Verstelleinrich­ tung nacheinander oder gleichzeitig auszuführen. Das Spannstück 10 greift den Kolben 8, so daß die Baugruppe 7 mit der freihängenden Pleuelstange 9 voraus durch die Lochplatte 21 in die Zylinderöffnung 30 eingebracht werden kann. Nachdem die der Pleuelstange zugehörige Lagerhälfte 9a die Kurbelwelle kontaktet hat, hält ein Kolben­ gegenhalter 34 den Kolben in dieser Position. Der Kolbengegenhalter 34 ist mit seinem Gehäuse 34a am Gestell 17 befestigt. Nach dem Verdrehen des Kurbelgehäuses 12 in die Position zum Montieren des Pleuellagerdeckels wird mit Hilfe eines Stößels 39 der Kolbengegenhalter an die ihm zugewandte Stirnseite des Kolbens 8 zur Anlage ge­ bracht. Der Kolbengegenhalter kann zur Vereinfachung und Beschleunigung des Mon­ tagevorganges auch von einem Robotergreifer gehalten und geführt werden. Ein weite­ rer Roboter 35 fügt einen Pleuellagerdeckel 36 an die Pleuelstange und mit Hilfe einer im Greifer dieses Roboters 35 integrierten Schraubeinheit 37 wird der Pleuellagerdeckel mit der Pleuelstange verschraubt, so daß die Verbindung zwischen Pleuelstange und Kurbelwelle hergestellt ist. Der Roboterarm weist dazu einen Greifer 40 zum Fassen des Pleuellagerdeckels 36 auf, wobei der Greifer der Form des Pleuel­ lagerdeckels angepaßt ist. Die Schraubspindeln 41 der Schraubeinheit erstrecken sich außerhalb des Greifers und drehen die Schrauben 42 zur Befestigung des Pleuellager­ deckels 36 in die Pleuelstange 9 ein. Während des Schraubvorganges bleibt der Grei­ fer 40 in seiner Spannstellung. Nach erfolgter Verschraubung wird der Kolbengegenhal­ ter 34 mit dem Stößel 39 zurückgefahren, die Schraubspindeln eingefahren und der Greifer 40 vom Pleuellagerdeckel 36 gelöst. Wie nach der Fig. 6 zu erkennen ist, ist dem Arm des Roboters 5 ein Doppelgreifer 43 zugeordnet. Dieser Doppelgreifer ver­ mag sowohl die Baugruppe 7 als auch den bereits mit den Schrauben 42 bestückten Pleuellagerdeckel 36 gleichzeitig von der Palette 6 aufzunehmen. Während der Schwenkbewegung des Roboters 5 wird der Pleuellagerdeckel von einem Greifer 43a an die Greifeinrichtung des weiteren Roboters 35 übergeben. Der andere Greifer 43b des Doppelgreifers übergibt die Baugruppe 7 an das Spannstück 10 der Eindrück­ einheit 11.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Einbau einer aus einem Kolben (8) und einer Pleuel­ stange (9) bestehenden Baugruppe (7) in ein mit einer Kurbelwelle (29) bestücktes Kurbelgehäuse (12) eines Verbrennungsmotores, mit einem auf einer bandförmigen Transportanlage (1) angeordneten, das Kurbelgehäuse (12) tragenden und zu einer Mon­ tagestation (4) führenden Werkstückträger (3), mit einer einer Eindrückeinheit (11) für den Kolben (8) vorgeschalteten Lochplatte (21) und mit einem Halteelement für ein mit einer Lagerhälfte (9a) der Pleuelstange (9) zu verschraubenden Pleuellagerdeckel (36) (36), dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (3) als Lift ausgebildet ist, daß die Montagestation (4) die bandförmige Transportanlage (1) in ihrem Querschnitt betrachtet unter Belassung eines Freiraumes für das Kurbelgehäuse (12) U-förmig übergreift, daß die Montagestation (4) ein Gestell (17) aufweist, das gegenüberliegend an den Längsseiten der Transportanlage (1) eine Dreheinheit (13) zur Aufnahme des Kur­ belgehäuses (12) und eine Verstelleinrichtung (19) für die Kurbelwelle (29) trägt, sowie auf einer Traverse (20) des Gestells die Lochplatte (21) und die Eindrückeinheit (11) aufnimmt, daß der Montagestation (4) wenigstens ein mit einem Greifer (43) in den Arbeitsbe­ reich der Montagestation (4) eingreifender Roboter (5, 35) zugeordnet ist, der die Baugruppe (7) der Eindrückeinheit (11) zuführt sowie das Halbelement für den zu verschraubenden Pleuellagerdeckel (36) bildet, und daß die Eindrückeinheit (11) ein die Kolbenringe des Kolbens (8) beaufschlagendes Spannstück (10) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dre­ heinheit (13) einen Spannkopf (15) zur Aufnahme des Kurbelgehäuses (12) aufweist, daß die Verstelleinrichtung (19) mit einem Spannelement (31) zur Herstellung einer Verbindung mit der Kurbelwelle (29) ausgestattet ist und daß nach erfolgter Aufnahme des Kurbelgehäuses (12) durch die Dreheinheit (13) die Achsen von Dreheinheit (13), Kurbelwelle (29) und Verstelleinrichtung (19) eine Gerade bilden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinheit (13), die Verstelleinrichtung (19), die Lochplatte (21) und die Eindrückeinheit (11) relativ zum Kurbelgehäuse (12) bewegbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Greifer (43) des wenigstens einen Roboters (5, 35) ein Doppelgreifer ist, wobei ein Greifer (43a) den Pleuellagerdeckel (36) und ein Greifer (43b) die Baugruppe (7) aufnimmt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß ein zweiter Roboter (35) zur Übernahme des Pleuellagerdeckels (36) vorgesehen ist, der einen Greifer (40) aufweist, in den eine Schraubeinheit (37) integriert ist.