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Die
Erfindung betrifft ein Positioniersystem für Werkzeugmodule, insbesondere
für Werkzeugmodule
mit Hubeinrichtungen, wobei das Positioniersystem einen angetriebenen
Unterwagen aufweist. Ein solches Positioniersystem kann insbesondere
im Bereich der Luftfahrt und dort bei Reparatur- und Wartungsarbeiten
eingesetzt werden, ist jedoch auf diesem Bereich der Einsatzmöglichkeiten
nicht beschränkt.
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Aus
der
DE 38 41 971 A1 ist
ein allseitig rangierbares Schwertransportfahrzeug bekannt, das
ein Trägergestell
mit darauf montierten Hubeinrichtungen zeigt. An dem Trägergestell
sind an gegenüberliegenden
Kurzseiten jeweils ein Fahrgestell angeordnet, das lösbar über Schrauben
mit dem Trägergestell
verbunden ist. Die Hubeinrichtungen sind fest auf dem Trägergestell
montiert und können
zu Lager- oder Transportzwecken
umgeklappt werden.
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Nachteilig
an dem vorbekannten Stand der Technik ist der hohe Aufwand, der
bei der Montage der Fahrgestelle an dem Trägergestell betrieben werden
muss.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Positioniersystem bereitzustellen,
das eine Vielzahl unterschiedlicher Werkzeugmodule einfach und genau
positionieren kann und bei den ein schneller Zugriff auf die Werkzeugmodule
gewährleistet
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass der Unterwagen Rahmenteile mit Radantrieben aufweist, die über eine
Bodenplatte miteinander verbunden sind, wobei Kopplungseinrichtungen
zum Aufschieben oder Einschieben zumindest eines Werkzeugmoduls
an dem Unterwagen ausgebildet sind. Über die Kopplungseinrichtungen ist
es möglich,
dass unterschiedliche Werkzeugmodule, die an die jeweiligen Aufgaben
angepasst sind, schnell und einfach mit dem Unterwagen gekoppelt werden
können,
so dass diese mit dem Unterwagen zu dem jeweiligen Einsatzort verfahren
und dort positioniert werden können. Über die
Kopplungseinrichtungen und das einfache Aufschieben oder Einschieben
der Werkzeugmodule ist einerseits eine eindeutige Zuordnung des
Werkzeugmoduls zu dem Unterwagen gewährleistet, andererseits ist
das Werkzeugmodul während
des Transportes durch die Kopplungseinrichtungen an dem Unterwagen
gehalten, so dass unmittelbar nach dem Auf- bzw. Einschieben des
Werkzeugmoduls der Unterwagen zum Einsatzort verfahren werden kann.
Das System ist somit in Art eines Stecksystems aufgebaut, bei dem
unterschiedliche Werkzeugmodule auf dem Unterwagen plaziert werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kopplungseinrichtungen
als Führungsaufnahmen
zur verschieblichen Aufnahme zumindest eines Werkzeugmoduls ausgebildet
sind, wobei an dem Werkzeugmodul Führungseinrichtungen angeordnet
sind, die korrespondierend zu den Führungsaufnahmen ausgebildet
sind und über
die das Werkzeugmodul in oder auf die Führungsaufnahmen ein- oder aufschiebbar
gelagert ist. Durch die korrespondierende Ausbildung der Führungsaufnahmen
zu den Führungseinrichtungen
ist eine formschlüssige Verbindung
von Werkzeugmodul und Unterwagen gegeben, die einen Einsatz des
Werkzeugmoduls ermöglicht,
auch wenn dieses an dem Unterwagen befestigt ist bzw. durch den
Unterwagen aufgenommen wurde.
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Vorteilhafterweise
sind die Führungsaufnahmen
als ein Schienensystem ausgebildet, wobei das Schienensystem an
dem Unterwagen befestigt ist, so dass das Werkzeugmodul entweder
in horizontaler oder in vertikaler Richtung auf den Unterwagen auf- bzw.
eingeschoben werden kann. Das Schienensystem hat den Vorteil, dass
bei einer horizontalen Ausrichtung des Schienensystems eine relativ
lange Führung
bereitgestellt wird, so dass eine genaue und stabile Zuordnung des
Werkzeugmoduls zu dem Unterwagen gewährleistet ist. Eine vertikale
Ausrichtung des Schienensystems hat den Vorteil, dass horizontal
wirkende Kräfte,
beispielsweise beim Beschleunigen des Unterwagens, problemlos aufgenommen
werden.
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Um
das mitunter schwere Werkzeugmodul einfach und insbesondere von
Hand mit dem Unterwagen zu koppeln, sind die Führungseinrichtungen an dem
Werkzeugmodul mit Gleit- oder Rollkörpern versehen bzw. bestehen
aus Gleit- oder Rollkörpern, so
dass eine Verschiebung des Werkzeugmoduls entlang der Führungsaufnahmen
einfach möglich
ist. Die Übernahme
des Werkzeugmoduls kann somit per Hand oder durch ein am Unterwagen
oder Werkzeugmodul befindliches, elektrisches oder hydraulisch angetriebenes Übergabesystem
erfolgen.
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Vorteilhafterweise
sind die Kopplungseinrichtungen auf der Bodenplatte oder an den
Rahmenteilen montiert, wobei die Rahmenteile zweckmäßigerweise
die Bodenplatte vertikal überragen,
so dass eine wannenartige Ausbildung des Unterwagens erreicht wird.
Durch diese wannenartige Ausbildung ist eine zusätzliche Abstützung in
zumindest einer Bewegungsrichtung in horizontaler Ebene gege ben. Eine
Anordnung der Kopplungseinrichtungen auf der Bodenplatte bei einer
Ausgestaltung als Schienensystem hat den Vorteil, dass die Führungseinrichtungen,
sofern sie als Rollkörper
ausgebildet sind, einfach auf dem Schienensystem entlangrollen können, wodurch
eine einfache Übergabe
und eine gleichmäßige Abstützung erreicht
wird und herkömmliche
Räder als
Rollkörper
eingesetzt werden können.
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Vorteilhafterweise
sind in den Rahmenteilen die Radantriebe sowie wahlweise Hydraulikeinrichtungen,
elektrischer Einrichtungen, Steuereinrichtungen oder Energieversorgungseinrichtungen
untergebracht, so dass die wesentlichen Versorgungs- und Steuerungseinrichtungen
in den seitlichen Rahmenteilen angeordnet sind, so dass ein oberhalb
der Bodenplatte im wesentlichen freier Durchgang zwischen den Rahmenteilen
gebildet wird. Die Anordnung der Steuer- und Versorgungseinrichtungen
innerhalb der Rahmenteile bewirkt eine zusätzliche Verbesserung der Standsicherheit
des Unterwagens, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn das Werkzeugmodul
benutzt werden soll, während
es an dem Unterwagen angeordnet bzw. auf diesem befestigt ist, da
sich eine günstige
Schwerpunktverteilung erreichen lässt.
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Gerade
um im Luftfahrtbereich eine optimale Positionierbarkeit des Werkzeugmoduls
zu erreichen, sind als Radantriebe angetriebene Räder mit einer
Vielzahl von auf ihren Umfängen
verteilten Rollkörpern
vorgesehen, die einzeln um die Rollkörperachse drehbar gelagert
sind. Die Rollkörperachsen verlaufen
dabei schräg
zu der Achse des jeweils angetriebenen Rades und die Drehgeschwindigkeit
und Drehrichtung der angetriebenen Räder sind einzeln und individuell
regelbar. Es handelt sich hierbei um sogenannte Meccanum-Räder, die
es ermöglichen, dass
der Unterwagen in allen Freiheitsgraden der Bewegung verfahrbar
ist, also ein omnidirektional verfahrbarer Unterwagen ausgebildet
wird. Auf diese Weise ist eine sehr präzise und leicht nachregelbare Positionierung
der Werkzeugmodule an dem jeweiligen Einsatzort möglich.
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Eine
Weiterbildung sieht vor, dass der Unterwagen niveauregulierbar ausgebildet
ist, also dass er in vertikaler Richtung anhebbar oder absenkbar
ist. Dies ist insbesondere zur Ausrichtung der Führungsaufnahmen und der Führungseinrichtungen
bei der Übergabe
von Werkzeugmodulen notwendig und vorteilhaft. Soweit die Führungsaufnahmen
als in vertikaler Richtung wirkende Schienen oder Ausnehmungen ausgebildet
sind, können
die Führungseinrichtungen
durch das Anheben des Unterwagens und das Einführen der Führungseinrichtungen in die
Führungsaufnahmen
das Werkzeugmodul aufnehmen und dieses an dem Unterwagen festlegen
bzw. das Werkzeugmodul mit dem Unterwagen koppeln.
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Zur
Festlegung des Werkzeugmoduls auf dem Unterwagen während des
Transportes, der Positionierung und auch während des Arbeitens mit dem
Werkzeugmodul sind Fixiereinrichtungen vorgesehen, die beispielsweise
als Zapfen ausgebildet sind, die in korrespondierende Ausnehmungen
des Werkzeugmoduls oder des Unterwagens eingreifen. Diese Zapfen,
beispielsweise kegelförmig
ausgebildet, erhöhen
die Genauigkeit der Zuordnung zwischen Unterwagen und Werkzeugmodul
und bewirken darüber
hinaus eine Sicherung gegenüber
einer Relativbewegung zwischen dem Unterwagen und dem Werkzeugmodul
während
des Transportes oder der Positionierung.
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Vorteilhafterweise
haben sämtliche
Werkzeugmodule zueinander und zu dem Unterwagen kompatible Führungseinrichtungen,
so dass sie alle mit einem Unterwagen gekoppelt und durch diesen verfahren
werden können.
Zur Lagerung der Werkzeugmodule ist ein Gestell vorgesehen, auf
dem die Werkzeugmodule abgesetzt sind, wobei auch das Gestell Kopplungseinrichtungen
aufweist, die den Kopplungseinrichtungen des Unterwagens entsprechen.
Die Werkzeugmodule sind auf den Kopplungseinrichtungen abgesetzt,
so dass beispielsweise bei einer Ausbildung als ein Schienensystem
das Werkzeugmodul von dem Schienensystem des Gestells einfach auf
das Schienensystem des Unterwagens ver schoben werden kann. Dazu
wird der Unterwagen so plaziert, dass die Schienensysteme parallel
ausgerichtet sind und auf einem Niveau bündig miteinander abschließen, so
dass ein Entlanggleiten oder Entlangrollen auf den Kopplungseinrichtungen
bzw. Führungsschienen
einfach möglich
ist.
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Insbesondere
für die
Luftfahrtindustrie und dabei bei der Montage und Wartung von Baugruppen ist
es vorteilhaft, dass die Werkzeugmodule als Triebwerkwechsler, Fahrwerkwechsler,
Docksysteme oder Plattformen ausgebildet sind.
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Sofern
die Werkzeugmodule lediglich zu dem Einsatzort transportiert werden
sollen und dort ohne Unterwagen verbleiben, ist es vorgesehen, dass
die Werkzeugmodule Füße, insbesondere
niveauregelbare Füße aufweisen,
auf denen die Werkzeugmodule separat abgestellt werden können, so dass
der Unterwagen von dem Werkzeugmodul entkoppelt werden kann und
zur Positionierung eines weiteren Werkzeugmoduls einsetzbar ist.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der beigefügten
Figuren näher erläutert. Es
zeigen:
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1 – Anwendungsbeispiele des Positioniersystems;
sowie
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2 – eine detailliertere Darstellung
des Positioniersystems.
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1 zeigt in einer Gesamtübersicht
ein Positioniersystem 1, das aus einem Unterwagen 2 und einer
Vielzahl von Werkzeugmodulen 31 – 35 besteht. Die
Werkzeugmodule sind in dem vorliegenden Beispiel speziell für die Einsatzzwecke
in der Luftfahrt ausgebildet, wobei sie häufig Hubeinrichtungen aufweisen,
um eine Anpassung an das gewünschte Niveau
zu erreichen. Die dargestellten Werkzeugmodule sind ein Fahrwerkspositionierer 31,
mit dessen Hilfe Hauptfahrwerke an Flugzeugen komplett, einschließlich Reifen
und Bremsen, ein- und ausgebaut werden können.
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Weiterhin
ist eine Arbeitsbühne 32 mit
drei hydraulisch verfahrbaren Teleskopstangen dargestellt, die eine
extrem stabile Wartungs- und Lackierplattform darstellt. Beschädigungen
an Flugzeugen durch schwankende und nicht in allen Freiheitsgraden
der Bewegung verfahrbare Plattformen werden durch eine solche Wartungsplattform
weitestgehend vermieden.
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Ein
sogenannter Triebwerks-Positionierer 33 kann Triebwerke
von Flugzeugen aufnehmen, so dass ein einfacheres Wechseln, das
eine hochgenaue Positionierung der Triebwerke unterhalb der Flugzeuge
erfordert, erfolgen kann.
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Dockteile
können
mit dem Dock-Positionierer 34 millimetergenau und mit einem
Minimum an Personal an allen Flugzeugen positioniert werden, ebenfalls
können
Nasen- und Heckdocks entsprechend positioniert werden.
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Über den
einarmigen Z-Lift-Positionierer 35 werden auch Positionen
an Flugzeugen erreicht, die mit herkömmlichen Bühnen unerreichbar sind. Das Gerät ist insbesondere
für Lackier-
und Wartungsprozesse geeignet.
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Allen
Werkzeugmodulen 31 – 35 ist
ein Unterwagen 2 zugeordnet, der über kompatible Kopplungseinrichtungen 25 an
jedem Werkzeugmodul 31 – 35 angekoppelt werden
kann, so dass die Werkzeugmodule 31 – 35 entsprechend ihrem Einsatzzweck
positioniert werden können.
Es ist vorgesehen, dass die Werkzeugmodule 31 – 35 im
Verbund mit dem Unterwagen 2 eingesetzt und betrieben werden,
bei dem Dock-Positionierer 34 ist es vorgesehen, dass nach
Abstellen des Docks der Unterwagen 2 von dem Werkzeugmodul 34 gelöst und anderweitig
verwendet wird.
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In
der 2 ist dargestellt,
wie ein Unterwagen 2 mit einem Werkzeugmodul 32 gekoppelt
werden kann.
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Der
Unterwagen 2 besteht aus zwei seitlichen Rahmenteilen 21, 22,
die im wesentlichen kastenförmig
aufgebaut sind, wobei an den jeweiligen Enden der Rahmenteile zwei
Radantriebe 24 angeordnet sind. Die angetriebenen Räder sind
sogenannte Meccanum-Räder,
die in beiden Drehrichtungen antreibbar sind, wobei auf den Umfängen der Räder schräggestellte
Rollen angeordnet sind, so dass eine Verfahrbarkeit sowohl in Längs- als
auch in Querrichtung, gesehen zu der Längserstreckung der kastenförmigen Rahmenteile 21,
möglich
ist. Durch diese Radantriebe 24 ist es möglich, den
Unterwagen omnidirektional auf dem Untergrund zu verfahren und millimetergenau
zu positionieren.
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Zwischen
den Rahmenteilen 21, 22 ist eine Bodenplatte 23 ausgebildet,
die im vorliegenden Beispiel massiv ausgebildet ist, jedoch auch
aus einem Fachwerk oder einer Trägerstruktur
bestehen kann. Die Bodenplatte 23 verbindet die Rahmenteile 21, 22, so
dass eine wannenförmige
Ausbildung des Unterwagens 2 mit einem im wesentlichen
U-förmigen Querschnitt
ausgebildet ist, wobei der Querschnitt nach oben offen ist und einen
Aufnahmeraum für
das Werkzeugmodul 31 – 35 bildet.
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Auf
der Bodenplatte 23 sind Kopplungseinrichtungen 25 in
Gestalt eines Schienensystems ausgebildet, die gleichzeitig als
Führungsaufnahmen dienen.
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In
der 2 sind drei Werkzeugmodule 31, 33, 35 dargestellt,
die jeweils auf einem Gestell 4 gelagert sind, wobei das
Gestell 4 Kopplungseinrichtungen 45 in Gestalt
von Schienen aufweist, auf denen das jeweilige Werkzeugmodul 31, 33, 35 gelagert
ist. Nur angedeutet dargestellt sind Führungseinrichtungen 36,
die korrespondierend zu den Führungsaufnahmen 45 bzw. 25 ausgebildet
sind. Die Führungseinrichtungen 36 können beispielsweise
als Gleit- oder Rollkörper
oder Rollschienen ausgebildet sein, so dass diese entlang der Führungssschienen 25, 45 entlanggleiten
können.
Alternative Ausgestaltungen der Führungsaufnahmen 25, 45 bzw.
Führungseinrichtungen 36 sind
möglich,
sofern eine möglichst
geradlinige Verschiebung erfolgen kann.
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Alternativ
zu den dargestellten Führungssschienen 25 und
Führungsaufnahmen 36 können auch
vertikal wirkende Führungen
vorgesehen sein, so dass der Unterwagen 2 unterhalb des
Werkzeugmoduls 31 – 35 positioniert
und dann über
eine Niveauveränderung
angehoben wird. Auf diese Art und Weise wird der Unterwagen 2 an
entsprechenden Führungen
relativ zu dem Werkzeugmodul 31 – 35 entlanggeführt und
kann nach einem Anheben des jeweiligen Werkzeugmoduls 31 – 35 dieses
an den gewünschten
Ort verfahren.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird
der Unterwagen 2 mit den Führungsschienen 25 bündig und
niveaugleich an die Führungssschienen 45 des
Lagergestells 4 bewegt, und das verschieblich gelagerte
Werkzeugmodul 35 wird entweder per Hand oder durch ein
elektrisch oder hydraulisch angetriebenes Ü bergabesystem auf den Unterwagen 2 geschoben.
Die Ausrichtung erfolgt über
die Radantriebe 24, die Niveauangleichung über entsprechende
Hydraulikeinrichtungen innerhalb des Unterwagens 2.
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In
der 2 ist der wannenförmige Aufbau des
Unterwagens 2 dargestellt, der oberhalb der Bodenplatte 23 einen
Freiraum aufweist, der von den Rahmenteilen 21, 22 des
Unterwagens 2 flankiert wird. Die Rahmenteile 21, 22 bieten
somit seitliche Begrenzungen, an denen eine Basis des Moduls 35 anliegt,
so dass eine senkrecht zu der Einführrichtung gerichtete, im wesentlich
horizontale Bewegung des Werkzeugmoduls 35 im gekoppelten
Zustand mit dem Unterwagen 2 nicht möglich ist.
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Um
auch eine Bewegung in Verschieberichtung entlang der Führungsschienen 25 zu
vermeiden, sind Fixiereinrichtungen 26 vorgesehen, die
das Werkzeugmodul formschlüssig
mit dem Unterwagen 2 verriegeln. Somit wird eine Verlagerung
während der
Positioniervorgänge
in Verschieberichtung vermieden.
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Zusätzlich oder
alternativ können
sowohl der Unterwagen 2 als auch das Werkzeugmodul 31 – 35 mit
Füßen, insbesondere
mit niveauregelbaren Füßen ausgestattet
sein, um die Standsicherheit zu erhöhen und gegebenenfalls das
Werkzeugmodul 31 – 35 von
dem Unterwagen 2 abkoppeln zu können.
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Die
Werkzeugmodule 31 – 35 haben
spurgleiche Führungseinrichtungen 36,
so dass eine Kompatibilität
mit dem Unterwagen 2 erreicht wird. Ebenfalls weisen die
Gestelle 4 spurgleiche Kopplungseinrichtungen 45 auf,
so dass die Gestelle 4 untereinander für verschiedene Werkzeugmodule
genutzt werden können.
Die Kopplungseinrichtungen sind mit den Kopplungseinrichtungen bzw.
Führungsschienen 25 des
Unterwagens spurgleich, so dass jedes Werkzeugmodul 31 – 35 mit
dem Unterwagen 2 gekoppelt werden kann.
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In
den Rahmenteilen 21, 22 des Unterwagens 2 sind
Antriebseinrichtungen sowie Steuereinrichtungen und Energiespeicher
vorhanden, wodurch die Stabilität
des Fahrzeuges erhöht
wird.