-
Die
Erfindung betriff einen Träger
für Werkstücke, insbesondere
Karosseriebauteile und Karosserien, mit den Merkmalen im Oberbegriff
des Hauptanspruchs.
-
Im
Karosserierohbau von Fahrzeugen ist es bekannt, als Werkstückträger Skids
oder Paletten aus Stahl einzusetzen, die jeweils speziell an den
jeweiligen Karosserietyp angepasst sind. Dies hat einerseits den
Nachteil, dass die Paletten sich nur einmal verwenden lassen. Sie
haben außerdem
ein hohes Gewicht und sind teilweise schwerer als die Karosserie.
Dies wirkt sich ungünstig
aus auf die Art und Größe des Fördermittels.
Ein Palettentransport mit mehrachsigen Industrierobotern, insbesondere
Gelenkarmrobotern, wird durch das hohe Gewicht schwierig.
-
Die
DE 101 02 793 A1 zeigt
eine Multifunktionspalette auf einem Transportwagen, wobei an der profilierten
Palettenoberfläche
verschiedene Tragsäulen
bei Bedarf und an der gewünschten
Stelle angeordnet werden können.
An diesen Tragsäulen
sind Haltearme für
Stückgüter angeordnet.
Die Tragsäulen
bestehen aus metallischen Vierkantrohren mit einer außenseitigen
Kunststoffummantelung.
-
Aus
der US 2003/00 97 657 A1 ist eine eine verstärkte Verbundpalette in Sandwich-Bauweise
mit einem Zellkern aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial
bekannt. Außenseitig
befinden sich Verstärkungslagen
aus einem faserverstärkten
Folienmaterial. Zusätzlich
können
Stützleisten
in den Deckschichten eingelagert sein. Werkstückaufnahmen sind nicht vorhanden.
-
Die
US 5,042,397 A offenbart
ebenfalls eine konventionelle Palette. Die Querbretter und die Stützleisten
bestehen aus einem Verbundmaterial mit einem einlagerten wellenförmigen Träger. Die
gesamte Einheit ist zur Bildung eines monolithischen Verbundteils
verklebt.
-
Die
US 3,330,228 A lehrt
eine konventionelle Palettenform mit einem aus Schaummaterial oder
einer Flüssigkeit
bestehenden Kern oder einer stützenden
Kunstharzumhüllung.
-
Die
EP 1 422 152 A1 befasst
sich ebenfalls mit einer Kunstharzpalette der vorgenannten Art,
die in einem Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt werden
kann.
-
Die
WO 95/25044 A1 zeigt eine konventionelle Transportpalette aus einem
Verbundmaterial mit Kunststoff, wobei ein wabenförmiger Karton zum Einsatz kommt.
Die Palette hat glatte Außenflächen und
keine Aufnahmeelemente für
Werkstückaufnahmen.
-
Eine
andere in der Erscheinungsform konventionelle Euro- oder Transportpalette
ist aus der WO 95/21093 A1 bekannt, wobei die einzelnen Leisten
und Träger
der Palette als Kunststoffteile ausgebildet und durch Steckverbindungen
mit Zapfen und Löchern
aneinander befestigt sind.
-
In
der WO 87/05580 A1 ist eine Palette aus einem Kunststoffschaum mit
glatter Oberfläche
und einer stabilisierenden Formstruktur an der Unterseite angesprochen.
Aufnahmeelemente der besagten Art sind hier nicht vorhanden.
-
Auch
die JP 08/026282 A befasst sich mit einer konventionellen Palette,
bei der zur Aufnahme und Abstützung
von rollenförmigen
Gütern
Leisten mit schrägen Zentrierflächen befestigbar
sind.
-
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen besseren Werkstückträger aufzuzeigen,
der insbesondere für
den Karosseriebau und die dabei auftretenden Formen, Größen und
Gewichte der Werkstücke
geeignet ist.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
-
Der
erfindungsgemäße Werkstückträger hat durch
seine Bauweise ein sehr niedriges Gewicht und trotzdem eine hohe
Stabilität.
Dies wirkt sich günstig
auf die Fördertechnik
aus, wobei die Fördereinrichtung
niedriger bauen kann und sich schwächer auslegen lässt. Dies
spart Bauaufwand und Kosten. Zudem kann die Hubhöhe für die Positionierung des Werkstückträgers verringert
werden. Durch das geringe Gewicht lässt sich der Werkstückträger auch durch
Industrieroboter transportieren. Das niedrige Gewicht und die geringe
Massenträgheit
erlauben einen schnelleren Transport, was sich in einer Erhöhung der
Prozesszeit innerhalb der Taktzeit und in einer Steigerung der Wertschöpfung auswirkt.
-
Der
beanspruchte Werkstückträger ist
vorzugsweise ein Standardträger,
der selbst nicht mehr an den jeweiligen Karosserietyp angepasst
ist, sondern sich universell verwenden lässt. Hierdurch ist auch eine
Wiederverwendung oder Weiterverwendung bei einem Typen- oder Modellwechsel
möglich. Die
individuelle Anpassung an die Karosserie erfolgt durch austauschbare
Werkstückaufnahmen.
Für deren
variable Positionierung auf dem Träger ist ein Aufnahmeraster
vorhanden. Der Werkstückträger kann
hierbei eine sehr hohe Form- und Positioniergenauigkeit aufweisen.
-
Durch
die hohe Stabilität
bei niedrigem Gewicht und großer
Genauigkeit eignet sich der Werkstückträger speziell auch als sogenannte
Geometrie-Palette für
Geo- oder Framingstationen im Karosseriebau, wo die Grundgeometrie
der Karosserie durch Fügen
von Bodengruppe, Seitenwänden,
Dach und anderen Karosserieteilen geschaffen und durch Heftschweißen oder
dgl. fixiert wird. Bisher waren hierfür spezielle Stahlpaletten mit
besonders hohem Gewicht erforderlich, wobei die Karosserie nach
Verlassen der Geostation außerdem
auf andere leichtere Paletten umgeladen wurde. Dieser Aufwand ist
mit dem erfindungsgemäßen Werkstückträger, der
sich sowohl als Geometrie- als auch als Transport-Träger eignet,
nicht mehr erforderlich.
-
Eine
Platten- oder Rahmenform des Werkstückträgers ist für einen universellen Einsatz
und auch mit Hinblick auf eine konventionelle Fördertechnik von Vorteil. Außerdem lässt sich
durch die Leichtbauweise die erforderliche Stabilität erreichen.
Für den
Aufbau des Trägers
ist es günstig,
den leichtgewichtigen Kern aus einem Hohlkammermaterial zu bilden.
Dies kann ein Schaummaterial mit eingeschlossenen Gasblasen oder
ein Hohlprofil, z.B. ein Waben- oder Rippenprofil, sein. Als Werkstoff
eignen sich aus Gewichts- und Stabilitätsgründen Leichtmetalle, insbesondere
Aluminiumlegierungen. Der den Kern umgebende tragende und stabilisierende
Mantel kann aus einem verstärkten
Kunststoff, z.B. einem CFK-Kunststoff, bestehen. Der Mantel stabilisiert
den Werkstückträger und überträgt die Kräfte. Über den Mantel
können
auch die Aufnahmeelemente zur Befestigung der Werkstückaufnahmen
abgestützt
und verankert werden.
-
Der
Werkstückträger kann
ein oder mehrere Puffer oder Aufnahmen für solche Puffer besitzen, was
z.B. für
einen Längenausgleich
sorgt, falls die Karosseriebauteile oder die Karosserie über den
Trägerumriss
hinausragen. Durch die Puffer kann dieser Überstand ausgeglichen und eine
Kollision der Werkstücke
mit anderen Werkstücken
innerhalb einer Reihe von Werkstückträgern verhindert
werden. Die Träger
stützen
sich in der Reihe über
die vorstehenden Puffer gegenseitig mit so großem Abstand ab, dass die Karosserien
untereinander ausreichend distanziert sind. Auch andere Kollisionsgefahren
lassen sich durch die Puffer vermeiden.
-
Der
Werkstückträger kann
im Sinne einer Standardisierung auch eine integrierte Medienversorgung
aufweisen, wobei im Kern oder an der Trägerunterseite entsprechende
Leitungen verlegt sind. Über
ein oder mehrere standardisierte Medienauslässe an der vorzugsweise mit
den Werkstückaufnahmen
bestückten
Trägeroberseite
können
Werkzeuge, z.B. Spanner, Zustellvorrichtungen oder dergleichen an
den Werkstückaufnahmen
oder an anderer Stelle mit den nötigen
Betriebsmitteln versorgt werden. Dies können z.B. Strom, Druckluft,
Hydrauliköl,
Kühlmittel
oder dergleichen sein.
-
In
den Unteransprüchen
sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben.
-
Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
-
1:
einen Träger
mit einer Fahrzeugkarosserie und einem Fördermittel in Seitenansicht,
-
2:
eine perspektivische Ansicht des Träger von 1,
-
3:
einen Querschnitt durch den Träger gemäß Schnittlinie
III/III von 2 und
-
4:
eine schematische Darstellung eines Trägers in Modulbauweise.
-
1 zeigt
in einer Schemadarstellung eine Bearbeitungsstation (2)
für Werkstücke (3),
die Bestandteil einer Bearbeitungsanlage sein kann, welche aus mehreren
Stationen in flexibler Zellen-Verkettung oder in fester Reihenanordnung
entlang einer Transferlinie bestehen kann. Die Werkstücke (3) können von
beliebiger Art sein. Vorzugsweise handelt es sich um Karosseriebauteile
oder Karosserien von Fahrzeugen. In 1 ist z.B.
eine solche Rohkarosserie mit Seitenwänden, Bodengruppe und anderen
Teilen schematisch angedeutet. Die Werkstücke (3) bestehen üblicherweise
aus Metall, können
aber auch aus anderen Werkstoffen gefertigt sein.
-
Für den Transport
der Werkstücke
(3) ist jeweils ein Träger
(1) vorgesehen, der auf einem geeigneten Förderer (5)
transportiert werden kann. Der Förderer
(5) kann z.B. die in 1 schematisch durch
Kreise angedeutete Rollenbahn sein. Alternativ kann auch ein mehrachsiger
Industrieroboter, z.B. ein sechsachsiger Gelenkarmroboter als Fördermittel und
ggf. auch als Bearbeitungsgerät
zum Schweißen,
Montieren oder dergleichen eingesetzt werden. Als Förderer (5)
kommen ferner Hubshuttles oder Balkenförderer in Betracht. Der Förderer (5)
kann Hub- und Positioniereinrichtungen für den Werkstückträger (1)
aufweisen.
-
Die
Karosserie (3) ist auf dem Werkstückträger (1) durch mehrere
angepasste Werkstückaufnahmen
(6), z.B. säulenartige
Stützen
mit Positioniereinrichtungen wie Indexen oder dergleichen, und ggf. auch
mit Spannern (nicht dargestellt) in einer exakt vorgegebenen Position
und Ausrichtung gehalten und befestigt. Der Werkstückträger (1)
ist vorzugsweise ein Standardträger,
der für
unterschiedliche Karosserien (3) geeignet ist. Die jeweils
erforderliche Anpassung an den Karosserietyp erfolgt über individualisierte
Werkstückaufnahmen
(6). Diese können je
nach Karosserietyp eine unterschiedliche Ausgestaltung und unterschiedliche
Positionen auf dem Werkstückträger (1)
haben.
-
Der
Werkstückträger (1)
ist vorzugsweise als Platte oder Palette oder auch als Rahmen ausgebildet.
In der Rahmenform kann er z.B. einen außen umlaufenden Randteil und
mehrere Innenverstrebungen aufweisen. Die bevorzugte Ausführungsform
ist die einer Platte oder Palette, wie sie in den Zeichnungen dargestellt
ist.
-
Der
Träger
(1) kann entsprechend 1, 2 und 3 einteilig
ausgebildet sein. Gemäß der in 4 gezeigten
Variante kann er aber auch mehrteilig sein und z.B. aus zwei Trägermodulen
(11, 12) bestehen, die untereinander durch geeignete Verbindungsmittel
(20), z.B. eine Verstrebung in stabiler Weise verbunden
sind. Die einzelnen Trägermodule
(11, 12) können
in der gleichen Weise wie der nachfolgend im einzelnen beschriebene
Werkstückträger (1)
ausgebildet sein.
-
Der
in 2 und 3 dargestellte Werkstückträger (1)
besitzt einen leichten und kompakten Kern (7) aus einem
Leichtmaterial und einen den Kern (7) in dichter Anlage
umgebenden tragenden Mantel (8) aus einem festen und widerstandsfähigen Material.
Der Kern (7) hat z.B. die Gestalt einer quaderförmigen Platte.
Er besteht aus einem Hohlkammermaterial. Dies kann ein Schaummaterial
oder ein Hohlkammerprofil, insbesondere ein Wabenprofil, ein Steg- oder Rippenprofil
oder dgl. in stehender oder liegender Ausrichtung der Hohlkammern
sein. Vorzugsweise besteht der Kern (7) aus einem Leichtmetall,
insbesondere einer Aluminiumlegierung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um einen Leichtmetallschaum.
-
Der
Kern (7) hat keine große
mechanische Stabilität,
insbesondere Biege- oder Bruchfestigkeit. Die Festigkeit erhält der Werkstückträger (1)
durch den Verbund des Kerns (7) und eines umgebenden Mantels
(8). Der Mantel (8) ist dünner als der Kern (7) und
besteht aus einem vorzugsweise verstärkten Kunststoff, z.B. einem
mit Carbonfasern verstärkten Kunststoff
CFK. Er umschließt
den Kern (7) allseitig und nimmt die auf den Werkstückträger (1)
einwirkenden Kräfte
und Belastungen auf. Der Mantel (8) stabilisiert schalenartig
im Verbund den Kern (7) des Trägers (1).
-
Der
Werkstückträger (1)
besitzt an mindestens einer Seite, vorzugsweise an seiner großflächigen Oberseite
mehrere in einem gleichmäßigen Raster
(13) angeordnete Aufnahmeelemente (14) zur lösbaren und
austauschbaren Befestigung der Werkstückaufnahmen (6). Über den
Aufnahmeraster (13) können
die Werkstückaufnahmen
(6) an der vom jeweiligen Karosserietyp benötigten Position
auf dem Werkstückträger (1)
montiert werden. Zusätzlich
können
an der Trägerunterseite
oder auch an den Seitenwänden
des Werkstückträger (1)
zusätzliche
Aufnahmeelemente (14) ggf. in einem weiterem Raster, angeordnet
sein. Hierbei können
z.B. an Ober- und Unterseite des Werkstückträgers (1) unterschiedliche Raster
vorhanden sein, wobei der Träger
(1) eine Wendepalette bildet.
-
Die
Aufnahmeelemente (14) sind in den Träger (1) und in dessen
Kern (7) sowie dessen Mantel (8) versenkt eingebettet.
Sie sind hierbei mit dem Mantel (8) derart verbunden, dass
die eingeleiteten Kräfte
und Belastungen am Mantel (8) abgestützt werden können. Hierfür haben
die Aufnahmeelemente (14) im Mantelbereich z.B. einen größeren Durchmesser
als im Kern (7). Die Aufnahmeelemente (14) können in
beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um eingeklebte Schraubeinsätze (15), die mit Kern
(7) und Mantel (8) klebend verbunden sind. Alternativ
können
Klinken- oder Bajonettverschlüsse oder
dgl. andere Konstruktionen zum Einsatz kommen. Zudem können die
Aufnahmeelemente (14) nach außen vorstehen und z.B. stiftförmig ausgebildet
sein.
-
Der
Werkstückträger (1)
kann an ein oder mehreren Randbereichen, insbesondere an den Eckbereichen,
einen Kantenschutz (9) aus metallischen Schutzblechen oder
dergleichen aufweisen. Ein Kantenschutz (9) ist vor allem
an den besonders belasteten Stellen des Trägers (1) vorhanden
und dient der zusätzlichen
Stabilisierung sowie der Vermeidung von Beschädigungen in diesem Bereich.
Er kann in den Mantel (8) integriert oder auf diesem angeordnet sein.
Der Kantenschutz (9) kann als Verschleißteil dienen und auswechselbar
sein.
-
Wie 2 verdeutlicht,
kann der Träger
(1) an ein oder mehreren Seiten ein oder mehrere vorstehende
Puffer (10) aufweisen. Die vorzugsweise elastisch nachgebenden
Puffer (10) können
z.B. an den Stirnseiten des Werkstückträgers (1) angebracht und
starr befestigt sein. Der Träger
(1) kann alternativ auch Aufnahmen für eine austauschbare Befestigung unterschiedlicher
Puffer (10) zur Anpassung an unterschiedliche Erfordernisse
besitzen. Durch die Puffer (10) und deren über den
Trägerrand
vorstehende Kontur kann der Gesamtumriss des Trägers (1) vergrößert werden.
Hierdurch lässt
sich eine Anpassung an unterschiedliche Karosseriegrößen oder
-positionen erreichen.
-
Der
Werkstückträger (1)
besitzt eine Medienübertragung
(17, 18, 19) für ein oder mehrere und ggf.
unterschiedliche Betriebsmedien. Über diese Medien können Verbraucher
am Träger
(1) oder an dessen Werkstückaufnahmen (6) versorgt
werden. Die Betriebsmedien können
Leistungs- und/oder Signalströme,
Druckluft, Hydrauliköl,
Kühlmittel
oder dergleichen sein. Die Medienversorgung kann in den Werkstückträger (1)
integriert oder an dessen Unterseite angebracht werden. Für die Medien
sind ein oder mehrere Leitungen (19) im Kern (7)
und/oder an der Trägerunterseite
vorgesehen. Hierbei ist vorzugsweise eine zentrale Medienzufuhr
nebst geeigneter Verteilung und ein oder mehreren zentralisierten
Medienauslässen
vorhanden. Die zugehörige Steuerungstechnik
(nicht dargestellt) kann ebenfalls in den Kern (7) integriert
oder an der Trägerunterseite angebracht
sein.
-
Wie 3 verdeutlicht,
ist in der gezeigten Ausführungsform
an einer Seitenwand des Trägers (1)
ein zentraler Medieneinlass (17) vorhanden, über den
die Kabel, Fluidleitungen oder dergleichen angesteckt werden können. Hierbei
kann es sich um eine lösbare
Medienkupplung mit Mehrfachanschlüssen für die verschiedenen Medienleitungen
handeln. Am Träger
(1) ist dabei die Kupplungsbuchse und extern im Stationsbereich
für die
Medienzuführung
ein beweglicher und zustellbarer Kupplungsstecker angeordnet. Bei
der Medienversorgung des Trägers
(1) sind hierbei alle insgesamt vorkommenden Medienleitungen
vorhanden und in geeigneter Weise verlegt bzw. vernetzt, wobei über eine
spezielle Steckerbeschaltung nur diejenigen Medienleitungen beaufschlagt
werden, die für
den jeweiligen Einsatzzweck benötigt
werden.
-
Die
im Kern (7) in geeigneter Verteilung verlegten Leitungen
(19) sind mit ein oder mehreren Medienauslässen (18)
an der Trägeroberseite
verbunden, an der sich auch die Aufnahmeelemente (14) befinden.
Die Medienauslässe
(18) können
die gleiche Kupplungsgestaltung wie der Medieneinlass (17) haben,
wobei in beiden Fällen
die Kupplungen automatisch sein können. In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform
können
die Medieneinlässe
(17) und Medienauslässe
(18) in anderer Zahl und Anordnung am Träger (1)
vorhanden sein. Auch die Zahl, Anordnung und Vernetzung der Leitungen
(19) kann variieren. Hierbei können für jedes Medium getrennte Leitungen
(19) oder auch Kombileitungen bzw. Leerrohre zur Durchführung von
Stromkabeln, Schläuchen
oder dergleichen vorhanden sein.
-
Wie 3 verdeutlicht,
kann an der Trägerunterseite
an ein oder mehreren Stellen eine Zentrieraufnahme (16)
vorhanden sein, mit der der Werkstückträger (1) innerhalb
der Bearbeitungsstation (2) genau positioniert und ggf.
auch fixiert werden kann. Die Zentrieraufnahme (16) kann
in den Kern (7) eingebettet sein und sich kräftemäßig über den
Mantel (8) abstützen.
-
Ferner
kann der Werkstückträger (1)
geeignete Beschläge
oder Anschlüsse
(nicht dargestellt) zur lösbaren
Verbindung mit dem Förderer
(5) aufweisen. Im Falle eines Industrieroboters kann z.B.
ein Anschlussflansch oder dgl. zur Verbindung mit der Roboterhand
oder einer zwischengeschalteten Wechselkupplung vorhanden sein.
-
Abwandlungen
der gezeigten Ausführungsformen
sind in verschiedener Weise möglich.
Dies betrifft einerseits die Werkstoffwahl, wobei z.B. Kunststoffe,
Verbundwerkstoffe oder andere Materialien für Kern (7) oder Mantel
(8) Verwendung finden können.
Der Mantel (8) kann zudem einen zusätzlich oder alternativ zum
Kantenschutz (9) einen geeigneten Oberflächenschutz
in Form einer Beschichtung oder dgl. aufweisen.
-
Weitere
Variationsmöglichkeiten
betreffen die geometrische Form der Werkstückträger (1). Statt der
gezeigten Quaderform mit den ebenen Wänden kann eine abweichende
Formgebung vorhanden sein. Hierbei können z.B. an der Ober- oder
Unterseite des Trägers
(1) Höcker,
Vertiefungen oder dergleichen bestehen. Dies können z.B. Höcker oder Wülste am vorderen oder hinteren
Querrand sein, die eine Formanpassung an die an diesen Stellen üblicherweise
vorhandenen Radausschnitte der Karosserie (3) bringen und
die so dimensioniert sind, dass sie für verschiedene Karosserietypen
und deren variable Abmessungen geeignet sind.
-
Ferner
kann die trägerseitige
Medienübertragung
in anderer Weise ausgebildet oder auch gänzlich weggelassen werden.
Ferner kann die Ausgestaltung und Anordnung der Aufnahmeelemente
(14) abgewandelt werden.
-
- 1
- Träger, Werkstückträger
- 2
- Bearbeitungsstation
- 3
- Werkstück, Karosserie
- 4
- Roboter
- 5
- Förderer
- 6
- Werkstückaufnahme
- 7
- Kern
- 8
- Mantel
- 9
- Kantenschutz
- 10
- Puffer
- 11
- Modul,
Trägermodul
- 12
- Modul,
Trägermodul
- 13
- Aufnahmeraster
- 14
- Aufnahmeelement
- 15
- Schraubeinsatz
- 16
- Zentrieraufnahme
- 17
- Medienübertragung,
Medieneinlass
- 18
- Medienübertragung,
Medienauslass
- 19
- Leitung
- 20
- Verbindung,
Verstrebung
- 21
- Boden