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Die
Erfindung betrifft einen transportablen Bauteilträger zum
Befördern von Bauteilen, insbesondere Fahrzeugkarosserien
oder Karosserieteilen, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Ein
solcher Bauteilträger ist aus der Praxis bekannt. Er ist
als Palette oder Skid ausgebildet, der auf einem Fördergerät,
z. B. einem Rollenförderer oder Gurtförderer in
einer Fertigungsanlage mit mehreren Bearbeitungsstationen transportiert
wird. Die Palette besitzt ein rahmenartiges Gestell mit ein oder mehreren
Bauteilaufnahmen, die an eine bestimmte Bauteilvariante, z. B. ein
Fahrzeugmodell oder einen Karosserietyp adaptiert sind. Bei flexiblen
Fertigungsanlagen, in denen unterschiedliche Karosserievarianten
hergestellt und bearbeitet werden, werden unterschiedliche Paletten
oder Skids verwendet, die jeweils an eine Karosserievariante angepasst sind
und bei Bedarf eingesetzt werden. Die nicht benötigten
Paletten oder Skids werden in Magazinen zwischengespeichert.
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Die
US 2005/0109249 A1 zeigt
eine bewegliche Palette zum Transport von Karosseriebauteilen in
einer Fahrzeugfertigungsanlage, wobei die Palette eine Basis mit
mehreren modularen Pfosten aufweist, die auf der Basis in x- und
y-Richtung und außerdem in ihrer Höhe in z-Richtung
verstellbar sind. Durch Wechseln der Stützpfosten lässt
sich die Palette rekonfigurieren und auf andere Bauteile anpassen.
Die Pfosten werden auf die Basis geklebt, wobei zum Umkonfigurieren
die Klebestelle gelöst werden muss. Hierfür kommt
eine mehrlagige Klebepackung mit einer elektrisch leitenden Zwischenscheibe
zum Einsatz. Bei Anlegen einer niedrigen Gleichstromspannung wird
die Klebeverbindung gelöst.
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Aus
der
DE 20 2004
005 481 U1 ist ein transportabler und rekonfigurierbarer
Bauteilträger für Karosseriebauteile in der Rohbaufertigung
mit mehreren beweglichen und an unterschiedliche Bauteilvarianten
adaptierbaren Bauteilaufnahmen bekannt, die über ein Verstellraster
verfügen und ortsveränderlich sind. Die Befestigung
der Werkstückaufnahmen erfolgt über Schraubeinsätze,
die in dem Palettenkern eingeklebt sind.
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Die
DE 101 13 162 C2 befasst
sich mit einer gattungsfremden Transportplattform mit variabler Geometrie
für motorisierte Zweiräder. Die Transportplattform
soll über ein Röhrensystem im eigentlichen Transportmittel
bewegt und arretiert werden. Statt des Zweirads soll zum Unfall-
und Beschädigungsschutz die Plattform bewegt werden. Die
Plattform selbst besteht aus einer Trägerplatte mit beidseitig verstellbaren
Auslegerschlitten und dortigen Spannelementen zum Angriff an den
relativ unempfindlichen Lenkergriffen und Fußrasten des
Motorrads.
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In
der
DE 100 14 785
C1 ist ein Greifersystem zum Anbau an einen Roboter angesprochen. Mehrere
Greifelemente sind verstellbar an einer aus rohrartigen Hohlprofilträgern
bestehenden Tragvorrichtung angeordnet. Mittels Befestigungsschrauben können
die Hohlprofilträger untereinander in verstellbarer Weise
verbunden werden.
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Die
DE 199 11 481 A1 lehrt
eine Palette mit einer Vorrichtung zum variablen Festlegen von Ladegut,
die auf der Palettenladefläche verschraubt wird und zwei
diagonale Schienen mit verstellbaren Fixierelementen aufweist. Die
Fixierelemente sind durch ein Befestigungsmittel mit der Schiene
lösbar und an dieser verstellbar verbunden.
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Die
US 5,404,821 A offenbart
eine Palette für Blechplattenstapel mit verstellbaren Pfosten
oder Rungen, die in Führungsnuten verschieblich gelagert und
durch manuell bediente Hubspindeln in der gewünschten Position
fixierbar sind. Die Stangen oder Rungen sind Seitenbegrenzungen
für den Blechstapel und stellen keine adaptierbaren Bauteilaufnahmen
dar.
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Die
DE 93 03 323 U1 befasst
sich mit einem manuell bedienten Fixierelement zur variablen Festlegung
von Ladegut auf Lager- und Transportflächen mit einem Verstellraster.
Das Fixierelement hat einen biegsamen langen Hals und am freien
Ende eine Mutter zum Schraub- oder Klemmangriff an einem zu fixierenden
Ladegut.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Bauteilträgertechnik
aufzuzeigen.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
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Der
beanspruchte Bauteilträger kann an unterschiedliche Bauteilvarianten
adaptiert werden, wobei das Gestell des Bauteilträgers
erhalten werden kann und nicht gewechselt werden muss. Die Bauteilaufnahmen
sind beweglich und lassen sich mittels einer Verstellung in der
gewünschten Weise wechseln oder in ihrer Lage verändern.
Mittels einer Verriegelungseinrichtung kann die gewünschte
Anordnung der Bauteilaufnahmen gesichert werden.
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Die
Bauteilaufnahmen können direkt auf dem Gestell verstellbar
angeordnet sein. Alternativ können ein oder mehrere zusätzliche
Tragelemente vorhanden sein, welche die Bauteilaufnahmen tragen und
ihrerseits gegenüber dem Gestell verstellbar gelagert sind.
Durch diese Technik ergeben sich vielfache Möglichkeiten
zur einfachen und schnellen Adaption.
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Der
umrüstbare Bauteilträger hat den Vorteil, dass
die Gestelle nicht verändert werden müssen und
in ihrer Zahl begrenzt sein können. Die Zahl kann z. B.
durch die Zahl der vorhandenen Bearbeitungsstationen in einer Fertigungsanlage
bestimmt sein, wobei ggf. noch ein gewisser Überschuss
zur Sicherung der Verfügbarkeit vorhanden ist. Die Bauteilträger
können in einem geschlossenen Förderkreislauf bewegt
werden. Durch die moderate Trägerzahl können in
einer Rückführung oder an anderer Stelle im Förderkreislauf
Puffer ohne großen Bauaufwand gebildet werden.
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Für
Umrüst- und Adaptionszwecke brauchen nur noch die variantenbezogenen
Bauteilaufnahmen und/oder Tragelemente bevorratet zu werden, die
relativ klein sind und wenig Platz beanspruchen. Hierbei ist es
häufig möglich, eine Art von Bauteilaufnahme oder
Tragelement universell für mehrere Bauteilvarianten einzusetzen.
Der Bau-, Kosten- und Platzaufwand für die Bauteilträgertechnik
zur Abdeckung aller vorhandenen Bauteilträgervarianten
kann hierdurch drastisch reduziert werden. Außerdem sind Anpassungen
an den Bauteilträgern bei Abänderungen vorhandener
Bauteilvarianten oder Austausch und Ergänzung neuer Bauteilvarianten
leicht und schnell möglich. Die Verstellung kann entsprechend flexibel
ausgebildet sein und unterschiedlichste Bauteilträgerkonfigurationen
ermöglichen.
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Das
Umrüsten ist vollautomatisch mit einer entsprechenden Umrüsteinrichtung
möglich. Hierfür sind die Verriegelungseinrichtungen
als Schnellverschlüsse ausgebildet, die von einer Handhabungseinrichtung,
insbesondere einem Manipulator, bedient werden können.
Die Bauteilaufnahmen und/oder Tragelemente können von einem
Manipulator gleichzeitig in ihrer Lage verändert oder gewechselt
werden, wobei über ein entsprechendes Werkzeug der Manipulator
zugleich die Verriegelungseinrichtung öffnet und schließt.
Dank der Verriegelungseinrichtung können die Bauteilaufnahmen
und/oder Tragelemente in ihren variantenbezogenen Positionen gesichert
werden.
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Die
Umrüststation ist mit einer Handhabungseinrichtung und
mindestens einem Magazin für variantenbezogene Bauteilaufnahmen
und/oder Tragelemente ausgerüstet und benötigt
wenig Platz. Auch der Bau- und Kostenaufwand ist gering. Die Handhabungseinrichtung
kann aus ein oder mehreren mehrachsigen Manipulatoren, vorzugsweise
in Form von Gelenkarmrobotern, bestehen. Mit der beanspruchten Bauteilträgertechnik
kann das Umrüsten eines Bauteilträgers sehr schnell
und in Übereinstimmung mit der vorhandenen Taktzeit in
einer Fertigungsanlage geschehen.
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Für
eine Fertigungsanlage ergibt sich der Vorteil, dass Variantenwechsel
der Bauteile schnell und unkompliziert sowie in beliebiger Reihenfolge und
Frequenz möglich sind. Dies kommt der Flexibilität
der Fertigungsanlage zugute. Vorteilhaft ist ferner der geringe
Platzbedarf der Umrüststation, was die Wirtschaftlichkeit
der Fertigungsanlage und auch ihre Anpassbarkeit an vorhandene Raumsituationen verbessert.
Die Rüsttechnik kann bei einer Steigerung der Variantenflexibilisierung
problemlos mithalten.
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In
den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung angegeben.
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Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. Im einzelnen zeigen:
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1:
eine schematische Draufsicht auf eine Fertigungsanlage mit einer
Rüststation und mehreren Bearbeitungsstationen,
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2:
eine perspektivische Ansicht eines palettenförmigen Bauteilträgers
mit mehreren beweglichen Bauteilaufnahmen und deren Verstellmöglichkeiten,
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3:
eine Variante des Bauteilträgers als Einholmträger
mit einem angedeuteten Bauteil in Verbindung mit einem Einholmförderer,
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4:
einen palettenartigen Bauteilträger mit verstellbaren Bauteilaufnahmen
in Verbindung mit einem Schubstangenförderer,
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5 bis 7:
verschiedene Varianten für die Verstellbarkeit von Bauteilaufnahmen
und Tragelementen und
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8 bis 10:
eine Verriegelungseinrichtung in mehreren geschnittenen und geklappten
Darstellungen.
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Die
Erfindung betrifft einen transportablen Bauteilträger (10)
zum Befördern von Bauteilen (4), der auf unterschiedliche
Bauteilvarianten adaptierbar ist. Die Erfindung betrifft ferner
eine Rüststation (97) für die Umrüstung
und variantenbezogene Adaption des Bauteilträgers (10).
Mit die Erfindung ist ferner eine Fertigungsanlage (1),
insbesondere eine Rohbauanlage, erfasst, die mit ein oder mehreren
solcher Rüststationen (97) und ein oder mehreren
solcher Bauteilträger (10) ausgestattet ist.
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Die
Bauteile (4) können von beliebiger Art und Größe
sein. Vorzugsweise handelt es sich um Fahrzeugkarosserien oder Karosseriebauteile.
Daneben sind beliebige andere Arten von Werkstücken möglich.
Die Bauteile (4) haben Bezugsstellen, die mit variantenbezogenen
Bauteilaufnahmen (63) am Bauteilträger (10)
zusammenwirken. Dies können z. B. Öffnungen oder
Bohrungen, Zapfen, Kanten oder dergleichen sein.
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Die
Bauteile (4) können in einem beliebigen Mix variieren,
wobei insbesondere bei Fahrzeugkarosserien und Karosseriebauteilen
Varianten durch unterschiedliche Fahrzeugmodelle und innerhalb einer
Modellreihe durch unterschiedliche Typen möglich sind.
In 1 sind unterschiedliche Bauteilvarianten durch
die Buchstaben A, B und C symbolisiert. Bei Fahrzeugkarosserien
(4) von unterschiedlichen Modellen und/oder Typen können
z. B. die Formen und Abmessungen des Unterbodens und/oder der Seitenwände
sowie die Lage und Ausbildung der Bezugstellen variieren.
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1 zeigt
in einer schematischen Draufsicht eine Fertigungsanlage (1)
für Bauteile (4) unterschiedlicher Varianten A,
B, C, die z. B. als Rohbauanlage für Fahrzeugkarosserien
ausgebildet ist. Eine solche Fahrzeugkarosserie besteht z. B. aus
einer Bodengruppe, zwei Seitenwänden, Dachteilen, Querversteifungen
im Motor- und Gepäckraum und dergleichen. Eine solche Fahrzeugkarosserie
(4) wird in mehreren Bearbeitungsstationen (2, 3)
hintereinander aufgebaut und fertig gestellt.
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Die
Fahrzeugkarosserien (4) bzw. deren Karosseriebauteile werden
mittels einer Fördereinrichtung (11) durch die
Fertigungsanlage (1) transportiert, was vorzugsweise in
einem geschlossenen Förderkreislauf (94) geschieht.
Die Fördereinrichtung (11) weist ein oder mehrere
Bauteilträger (10) und ein oder mehrere Fördergeräte
(68) für den Transport dieser losen Bauteilträger
(10) auf. Die Bauteilträger (10) und
die Fördergeräte (68) können
unterschiedlich ausgebildet sein, wobei z. B. die nachfolgend beschriebenen 2 bis 4 drei
Varianten zeigen.
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Die
Bauteilträger (10) mit ihren Bauteilen (4) werden
entlang einer z. B. geraden Transferlinie (12) durch die
ein oder mehreren Reihen von Bearbeitungsstationen (2, 3)
transportiert. Die Fertigungsanlage (1) kann mehrere Fertigungslinien
(90, 91, 92) mit entsprechend ausgebildeten
Reihen von Bearbeitungsstationen (2, 3) aufweisen.
Die Fertigungslinie (90, 91, 92) können
wie in 1 parallel angeordnet sein, wobei zum Umsetzen
der Bauteilträger (10) Querförderer (95)
vorhanden sind.
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In
der gezeigten Ausführungsform von 1 kann die
Fertigungsanlage (1) eine Fügeanlage mit ein oder
mehreren Fertigungslinien (90, 91, 92)
zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserie (4) aus Karosseriebauteilen,
wie Seitenwänden oder Seitenwandteilen, Dachteilen, Unterboden,
Querstreben etc. sein. Die Karosseriebauteile können in
einer ersten Bearbeitungsstation grob zueinander positioniert und durch
Laschen oder dgl. relativ lose zu einer Fahrzeugkarosserie (4)
vorgefügt werden. In einer folgenden Bearbeitungs- oder
Fügestation (2), die z. B. eine Geometrie- oder
Framingstation darstellt, kann ein geometriegenaues Spannen und
Heften der Karosseriebauteile durch Schweißen, Kleben,
Löten oder dgl. erfolgen. Alternativ können statt
einer lose vorgefügten Fahrzeugkarosserie (4)
hier Karosseriebauteile einzeln oder gruppenweise zugeführt
werden. In weiteren Fügestationen (3) kann die
Fahrzeugkarosserie (4) fertig gefügt, z. B. ausgeschweißt
werden, wobei ggf. weitere Karosseriebauteile zugeführt
und gefügt werden. Die fertige Fahrzeugkarosserie (4) kann
an einer Abgabestelle (93) von der Fördereinrichtung
(11) entfernt und einer weiteren Bearbeitung, z. B. einer
Lackierung, zugeführt werden.
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Alternativ
kann die Fertigungsanlage (1) eine Montageanlage sein.
Die Fertigungslinien (90, 91) können
z. B. Montagelinien sein, in denen der Bauteilträger (10)
mit Achsen, Getriebe, Motor und dgl. bestückt wird. In
der nachfolgenden Anbaulinie (92) kann die anderweitig
hergestellte Fahrzeugkarosserie zugeführt und mit den auf
dem Bauteilträger (10) befindlichen Teilen verbunden
werden.
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Die
leeren Bauteilträger (10) können im Förderkreislauf
(94) über eine Rückführlinie
(96) wieder dem Eingang der ersten Fertigungslinie (90)
zugeführt werden. Auf dieser Rückführlinie
(96) können ein oder mehrere Staubereiche oder
Puffer innerhalb der Fördereinrichtung (11) für
die Zwischenlagerung von Bauteilträgern (10) vorhanden
sein.
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Innerhalb
der Fertigungslinien (90, 91, 92) können
die Bauteilträger (10) taktgebunden transportiert
werden. Vorzugsweise ist die Zahl der Bauteilträger (10)
mindestens so groß wie die Zahl der Bearbeitungsstationen
(2, 3). Ihre Zahl kann auch deutlich größer
sein, wobei die nicht im Fertigungsprozess eingebundenen Bauteilträger
(10) an geeigneter Stelle, z. B. der Rückführlinie
(96) oder einer dort angeschlossenen Speicherstelle, ggf.
zwischengespeichert werden können.
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Vor
der ersten Fertigungslinie (90) oder an deren Eingang ist
im Förderkreislauf (94) eine Rüststation
(97) angeordnet, in der die Bauteilträger (10) umgerüstet
und auf die jeweils benötigte Bauteilvariante A, B, C adaptiert
werden können. Dies kann manuell, halbautomatisch oder
vollautomatisch geschehen. Die Rüststation (97)
weist hierfür eine Umrüsteinrichtung (98)
auf, die ein oder mehrere Magazine (105) und ggf. bei der
halb- und vollautomatischen Variante eine Handhabungseinrichtung
(99) aufweist.
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Diese
beinhaltet ein oder mehrere mehrachsige Manipulatoren (100, 101),
die rotatorische und/oder translatorische Achsen haben können.
Ihr Arbeitsbereich erfasst die Transferlinie (12) mit ein oder
mehreren dortigen Bauteilträgern (10) und das Magazin
(105). Zwei oder mehr Manipulatoren (100, 101)
sind z. B. beidseits der Transferlinie (12) angeordnet
und können einen Bauteilträger (10) gemeinsam
umrüsten oder mehrere Bauteilträger (10)
getrennt voneinander und mit zeitlicher Überlappung umrüsten.
Jeder Manipulator (100, 101) kann sein eigenes
Magazin (105) haben.
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Die
Manipulatoren (100, 101) sind z. B. als Gelenkarmroboter
mit sechs oder mehr Achsen ausgebildet, die auch eine mehrachsige
Manipulator- oder Roboterhand (102) aufweisen. Diese kann
in direkter Verbindung oder über eine Wechselkupplung mindestens
ein Werkzeug (103, 104) tragen und dieses im Falle
einer Kupplung ggf. auch bei Bedarf wechseln. Ein Werkzeug (103)
kann z. B. ein Greifwerkzeug sein. Ein anderes Werkzeug (104)
kann z. B. eine Betätigungseinrichtung für eine
nachfolgend erläuterte Verriegelungseinrichtung (110)
sein. Die Werkzeuge (103, 104) können
getrennte Werkzeuge sein und von unterschiedlichen Manipulatoren
(100, 101) gehandhabt werden. Alternativ können
die Werkzeuge (103, 104) zu einem Kombiwerkzeug
mit ein oder mehreren Zusatzachsen verbunden sein, das von einem
Manipulator (100, 101) gehandhabt werden kann.
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Die
Bauteilträger (10) sind variantenbezogen ausgebildet.
Sie beinhalten ein z. B. für alle Bauteilträger
(10) einheitliches Gestell (88), welches ein oder
mehrere variantenbezogene Bauteilaufnahmen (63) trägt,
die auf dem Gestell (88) direkt angeordnet sein können.
In den Ausführungsformen von 2 und 4 ist
das Gestell (88) als Rahmen oder Palette (89)
ausgebildet und besteht aus Längs- und Querträgern.
In Variante von 3 ist das Gestell (88)
als Längsholm (50) ausgebildet, der wie in der gezeigten
Ausführungsform als gerader Einzelholm oder in einer nicht
dargestellten Variante als Gliederholm ausgebildet sein kann, welcher
zwei oder mehr kürzere Holmelemente aufweist, die untereinander beabstandet
oder durch Koppelstangen oder Holmgelenke verbunden sein können.
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Die
variantenbezogenen Bauteilaufnahmen (63) wirken mit den
vorerwähnten Bezugsstellen an den Bauteilen (4)
zusammen und sind hierauf adaptiert. Sie können hierfür
eine geeignete Formgebung haben und z. B. an der Oberseite entsprechend
gestaltete Aufnahmekonturen (108, 109) aufweisen.
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Die
Bauteilaufnahmen (63) sind beweglich angeordnet, was auf
unterschiedliche Weise möglich ist. Sie können
in der vorerwähnten und in 4 dargestellten
Art direkt auf dem Gestell (88) beweglich angeordnet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Bauteilträger
(10) ein oder mehrere Tragelemente (59) aufweisen,
die ihrerseits ein oder mehrere Bauteilaufnahmen (63) tragen.
Die Tragelemente (59) können am Gestell (88)
beweglich angeordnet sein. Die Bauteilaufnahmen (63) können
auf einem Tragelement (59) auch starr angeordnet sein und über
dieses beweglich mit dem Gestell (88) verbunden sein.
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Die
Tragelemente (59) sind bevorzugt im Flächenbedarf
kleiner als das Gestell (88) und haben z. B. die in 2 und 3 dargestellte
Form von schlanken Tragholmen (60), die sich z. B. quer
zur Längsrichtung des Gestells (88) erstrecken
und Querholme bilden. Diese sind axial am Gestell (88) distanziert
und können seitlich über das Gestell (88) hinausragen.
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Für
die Bauteilaufnahmen (63) und/oder die Tragelemente (59)
sind Verstellungen (67) und eine Verriegelungseinrichtung
(110) vorgesehen. Die Verstellung (67) kann unterschiedlich
ausgebildet sein, wobei z. B. eine lösbare und austauschbare
Anordnung des Bauteilträgers (10) und/oder des
Tragelements (59) vorgesehen ist. Wie 4 in
der linken oberen Ecke verdeutlicht, kann z. B. ein Bauteilträger (10)
mit einer Aufnahmekontur (108) gegen eine andere Bauteilaufnahme
(63) mit einer anderen Aufnahmekontur (109) gewechselt
werden.
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Ferner
kann die Verstellung eine lageveränderliche Anordnung der
Bauteilaufnahme (63) und/oder des Tragelements (59)
vorsehen. Hierbei können z. B. in der Variante von 2 die
an einem Querträger des Gestells (88) angeordneten
Bauteilaufnahmen (63) im Abstand quer zur Gestelllängsachse
verstellt werden. Die gleiche Figur zeigt im linken Teil eine Längsverstellung
eines Tragelements (59) am Gestell (88). Für
derartige im wesentlichen lineare Veränderungen kann die
Verstellung (67) einen Verstellraster aufweisen.
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Im
rechten Teil von 2 ist eine weitere Variante
dargestellt, in der an einem Tragelement (59) oder ggf.
auch direkt am Gestell (88) ein oder mehrere Stützarme
(106) angeordnet sind, welche ein oder mehrere variantenbezogene
Bauteilaufnahmen (63) in starrer oder lösbarer
Verbindung tragen. Die Verstellung (67) kann in diesem
Fall eine bewegliche Lagerung (107) aufweisen, die in der
gezeigten Ausführungsform ein Drehlager für den
Stützarm (106) darstellt, der dadurch in unterschiedliche
Winkelstellungen gegenüber dem Gestell (88) gebracht
und dort auch in geeigneter Weise arretiert werden kann. In einer
anderen nicht dargestellten Variante kann eine bewegliche Lagerung
(107) durch einen Spindelschlitten oder ein anderes lineares
Stellelement gebildet werden, mit dem eine Bauteilaufnahme (63) und/oder
ein Tragelement (59) gegenüber dem Gestell (88)
verschoben werden kann.
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5 bis 7 zeigen
beispielhaft mehrere Varianten einer solchen Adaption. In 5 wird
ein breites Tragelement (59) mit Bauteilaufnahmen (63) gegen
ein schmäleres Tragelement (59) mit gleichartigen
oder andersartigen Bauteilaufnahmen (63) getauscht. In
der Variante von 6 bleibt ein Tragelement (59)
an seinem Montageort, wobei Bauteilaufnahmen (63) mit einer
Aufnahmekontur (108) gegen andere Bauteilaufnahmen (63)
mit einer anderen Aufnahmekontur (109) gewechselt werden. 7 zeigt
eine dritte Ausführungsform, in der an einem Tragelement
(59) an der Ober- und Unterseite unterschiedliche Bauteilaufnahmen
(63) mit verschiedenen Aufnahmekonturen (108, 109)
starr oder lösbar angeordnet sind. Zur Adaption wird das
Tragelement (59) um seine Längsachse gedreht oder
gewendet, wodurch die andere Aufnahmekontur (109) nach oben
in Eingriffsstellung zu den Bezugsstellen des Bauteils (4)
kommt.
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Das
Gestell (88) weist mindestens eine Adaptionsfläche
(58) für die verstellbare Aufnahme von mindestens
einem Tragelement (59) und/oder einer Bauteilaufnahme (63)
auf. Diese Adaptionsfläche (58) ist z. B. die
Oberfläche des im Querschnitt bevorzugt rechteckigen Längsholms
(50) von 3. Bei den Rahmen oder Paletten
(89) von 2 und 4 kann die
Adaptionsfläche (58) an der Oberseite der Längsträger
und/oder Querträger angeordnet sein.
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Auch
das Tragelement (59) besitzt an geeigneter Stelle, z. B.
an der Oberseite, mindestens eine Adaptionsfläche (62)
für die verstellbare Aufnahme von mindestens einer Bauteilaufnahme
(63).
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Die
Adaptionsflächen (58, 62) stellen definierte
Schnittstellen dar und können auch den vorerwähnten
Stellraster beinhalten. An den Adaptionsflächen (58, 62)
findet eine vorzugsweise formschlüssige Verbindung statt.
Dies kann über Steckverbindungsteile (114) geschehen,
die z. B. aus Zapfen und Aufnahmeöffnungen bestehen. Die
Steckverbindungsteile (114) können getrennt von
der Verriegelungseinrichtung (110) vorhanden sein. Sie
können alternativ in diese integriert sein, was nachfolgend
erläutert wird und in 8 bis 10 dargestellt
ist.
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In
dem oder den Magazin(en) (105) sind verschiedene variantenbezogene
Bauteilaufnahmen (63) und/oder Tragelemente (59)
gelagert. Die Teile (59, 63) können einzeln
oder in verbundener Form gelagert sein.
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Die
Verriegelungseinrichtung (110) kann manuell betätigt
werden und in der einfachsten Ausführungsform aus einer
Schraub- oder Klemmverbindung bestehen. Für eine halb-
oder vollautomatische Umrüstung der Bauteilträger
(10) empfiehlt sich eine Ausbildung der Verriegelungseinrichtung
(110) als Schnellverschluss, der von einem Manipulator
(100, 101) mit dem vorerwähnten Werkzeug
(104) betätigt werden kann. Ein solches Werkzeug
(104) kann z. B. ein Druckstempel sein, der auf ein Steuersignal
hin ausgefahren wird und gegen den Schnellverschluss (110)
drückt.
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8 bis 10 zeigen
eine mögliche Ausführungsform eines solchen Schnellverschlusses (110).
Im Gestell (88) ist eine Sperröffnung (112)
angeordnet, die z. B. nach oben weist und die ein Bestandteil der
Verstellung (67), insbesondere des Verstellrasters, sein
kann, aber nicht sein muss. In die Sperröffnung (112)
greift ein Riegel (111) oder Sperrbolzen ein, der mittels
eines vom Werkzeug (104) betätigbaren Auslösers
(113) geöffnet und geschlossen werden kann. Der
Riegel (111) ist an einem Tragelement (59) oder
an einer Bauteilaufnahme (63) angeordnet und abgestützt.
Die Sperröffnung (112) und der Riegel (111)
können Steckverbindungsteile (114) darstellen.
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Der
Riegel (111) weist am unteren Ende Sperrorgange, z. B.
Sperrkugeln, auf, die quer zur Riegelachse verstellbar sind. Die
Verstellung kann durch den Auslöser (113) bewirkt
werden. Dieser durchsetzt mit seinem schlanken Schaft den hohlen, hülsenförmigen
Riegel (111) und weist an seinem vorderen Bereich eine
Einschnürung mit einem Andruckkonus auf, der die in seitlichen Öffnungen
des Riegelmantels befindlichen Sperrkugeln in der unteren Konusstellung
nach außen drückt und sperrend hinter die Ränder
bzw. eine Manschette der Sperröffnung (112) greifen
lässt, wie dies in 8 dargestellt ist.
Am vorderen Ende weist der Auslöser (113) eine seitlich überstehende
Stützplatte auf, an der Druckfedern angreifen, die sich
am vorderen Riegelende befinden und die den Auslöser (113)
normalerweise nach unten in die in 9 gezeigte
Position ziehen, in der der Konus und der anschließende
breitere Auslöserschaft die Sperrkugeln nach außen
drücken.
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Zum
Lösen des Schnellverschlusses (110) wird der am
oberen Ende mit einem verbreiterten Kopfplatte versehene Auslöser
(113) vom Werkzeug (105) gegen die Kraft der stirnseitigen
Feder hochgezogen, wobei sich das Werkzeug (104) relativ ortsfest am
Tragelement (59) oder der Bauteilaufnahme (63) abstützt.
Hierdurch können die Sperrkugeln über die Verjüngung
des Auslösers (113) unter Lösung der Sperrstellung
radial nach innen wandern, so dass mit dem Greifwerkzeug (103)
das Tragelement (59) oder die Bauteilaufnahme (63)
angehoben und vom Gestell (88) gelöst werden kann.
In entsprechender Weise wird bei einem Wechsel oder einer Lageveränderung
ein Riegel (111) dann wieder in die Sperröffnung (112)
eingesteckt, wobei nach Lösen des Werkzeugs (104)
und der Auslöser (113) sich von der Federkraft in
die in 9 dargestellte Sperrstellung begibt.
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Die
Verriegelungseinrichtung (110) kann alternativ als Bajonettverschluss,
Klemmsperre oder in beliebig anderer Weise ausgebildet und für
eine Roboterbetätigung vorgesehen sein.
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Das
einfach oder mehrfach vorhandene Fördergerät (68)
kann in der eingangs erwähnten Weise unterschiedlich ausgebildet
sein. In der Variante von 2 und der
dort dargestellten Palette (89) kann das Fördergerät
(68) ein konventioneller Rollenförderer oder Gurtförderer
sein, der sich entlang einer Fertigungslinie (90, 91, 92)
erstreckt und der zugleich eine Führungsbahn (69)
und einen Antrieb für die Rahmen oder Paletten (89)
bietet.
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In
der Variante von 3 ist die Fördereinrichtung
(11) als Einholmförderer ausgebildet.
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Innerhalb
einer Förderlinie bzw. einer Fertigungslinie (90, 91, 92)
können mehrere der in 3 dargestellten
Fördergeräte (68) hintereinander fluchtend
angeordnet sein und mit Holmführungen (70) gemeinsam
eine durchgehende Führungsbahn (69) bilden. Die
einzelnen Fördergeräte (68) können
dabei in den Bearbeitungsstationen (2, 3) mit
einem geeigneten gegenseitigen Abstand angeordnet sein. Ihre Länge
entspricht dabei entsprechend der Stationslänge. Alternativ
kann sich ein Fördergerät (68) durch
zwei oder mehr Bearbeitungsstationen (2, 3) erstrecken
und eine entsprechend größere Länge haben.
Bei einer Mehrfachanordnung werden die Fördergeräte
(68) mit ihrer Antriebsvorrichtung (71) gemeinsam
und in gegenseitiger Anpassung gesteuert, um z. B. die in den verschiedenen
Bearbeitungsstationen (2, 3) und ggf. auch dazwischenliegenden Leerstellen
oder Pufferstellen befindlichen Bauteilträger (10)
taktweise und synchron zu bewegen.
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Der
Längsholm (50) weist z. B. eine im Querschnitt
rechteckige massive Balkenform oder hohle Rohrform auf und besitzt
ebene Wände. Die Seitenwände bilden hierbei seitliche
Führungsflächen (56) für die
Holmführung (70). Die Unterseite des Längsholms
(50) kann eine ebene Stützfläche (57)
bilden.
-
Die
Holmführung (70) besteht aus mehreren in Förderrichtung
mit Abstand hintereinander angeordneten Führungselementen
(72), welche ein Gestell (73) und eine im wesentlichen
U-förmige Führungsanordnung mit Seitenführungen
(74) und einer Stützführung (77)
für den Längsholm (50) bilden. Die Seitenführung
(74) kann aus paarweise angeordneten oberen seitlichen
Führungsrollen (74) und unteren seitlichen Führungsrollen
(76) bestehen, die im oberen und unteren Bereich an den
seitlichen Führungsflächen (56) des nach
oben noch ein Stück überstehenden Längsholms
(50) angreifen. Die Stützführung (77)
kann von einer entsprechend breiten Stützrolle (78)
mit horizontaler Drehachse gebildet werden. Der Abstand der Führungselemente
(72) und der gegenseitige Abstand von Fördergeräten (68)
ist so groß gewählt, dass der Längsholm
(50) stets an mehreren Stellen gleichzeitig abgestützt
und seitlich geführt ist.
-
Die
Antriebsvorrichtung (71) kann in beliebig geeigneter Weise
ausgebildet sein. In der gezeigten Ausführungsform weist
sie ein umlaufend angetriebenes Treibelement (80) auf,
welches z. B. aus einem flachen Gurt (81) bestehen kann,
der um die Stützrollen (78) in einer endlosen
Schleife herumgeführt ist und sich dabei zwischen den Stützrollen
(78) und dem Längsholm (50) befindet.
Der Längsholm (50) liegt auf dem Gurt (81)
auf und wird zumindest im Stützrollenbereich angedrückt,
wobei er bei einer Umlaufbewegung des Gurts (81) durch
Kraft- und Reibschluss mitgenommen wird. Die Antriebsvorrichtung
(71) weist an der einen Stirnseite einen vorzugsweise längs
der Förderrichtung ausgerichteten Antrieb (82)
mit einer Antriebsrolle (79) für den Gurt (81) auf.
Das Fördergerät (68) kann mit seinen
Bestandteilen auf einer Bodenplatte angeordnet sein und dabei direkt
auf dem Boden (83) der Anlage (1) abgestützt
sein. Alternativ kann ein Fördergerät (68)
auch auf einer Hub- und/oder Dreheinrichtung beweglich angeordnet
sein. Ferner ist eine Variante als Hängeförderer
mit Befestigung an einer Wand, einem Gestell oder dergleichen möglich.
-
In
der Variante von 4 ist das Fördergerät (68)
als Schubstangenförderer (115) ausgebildet. Das
hier wiederum Paletten- oder rahmenförmige Gestell (88)
kann mit einem eigenen Laufwerk (117) versehen sein und
auf einer von zwei parallelen Führungs- und Laufschienen
gebildeten Förderbahn (69) rollen oder gleiten,
welche sich entlang der Fertigungslinien (90, 91, 92)
erstreckt. Der Schubstangenförderer (115) kann
ein oder mehrere reversierend angetriebene und bewegte Schub- oder
Zugstangen mit Mitnehmern (116) aufweisen, welche in geeigneter
Weise an ein oder mehreren Bauteilträgern (10)
angreifen. Die Mitnehmer (116) können beweglich
und einzeln oder gemeinsam fernsteuerbar sein, so dass sich der
Eingriff am Bauteilträger (10) bei Bedarf herstellen
und wieder lösen lässt.
-
Die
Positionierung der Bauteilträger (10) in den Bearbeitungsstationen
(2, 3) kann in beliebig geeigneter Weise erfolgen,
z. B. durch Positionsmessung und Antriebsbeeinflussung, steuerbarer
Endanschläge oder dergleichen. 4 deutet
eine weitere Möglichkeit an, in der ein Bauteilträger
(10) bei der Transportbewegung auf einer stationären
Gleit- oder Rollbahn aufgleiten und dabei unter Entlastung des Laufwerks
(117) in eine definierte Höhenlage angehoben wird. Über
Rastrollen oder dergleichen kann die Position in Axialrichtung bestimmt
und eingenommen werden. In den Bearbeitungsstationen (2, 3) können
die Bauteile (4) von Hubeinrichtungen oder dergleichen übernommen
und für die jeweiligen Bearbeitungsvorgänge positioniert
werden.
-
Abwandlungen
der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind
in verschiedener Weise möglich.
-
Die
Einzelmerkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele können
beliebig untereinander kombiniert und vertauscht werden. Ferner
können die konstruktive Ausbildung der Fördereinrichtung
(11) mit den Fördergeräten (68)
und dem Bauteilträger (10) beliebig variiert werden.
Auch die technische Ausbildung der Rüststation (97)
sowie der anderen Komponenten der Fertigungsanlage (1)
kann abgewandelt werden.
-
- 1
- Fertigungsanlage,
Rohbauanlage
- 2
- Bearbeitungsstation,
Fügestation
- 3
- Bearbeitungsstation,
Fügestation
- 4
- Bauteil,
Fahrzeugkarosserie
- 5
-
- 6
-
- 7
-
- 8
-
- 9
-
- 10
- Bauteilträger
- 11
- Fördereinrichtung
- 12
- Transferlinie
- 13
-
- 14
-
- 15
-
- 16
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- 17
-
- 18
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- 19
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- 20
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- 21
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- 22
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- 23
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- 24
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- 25
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- 26
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- 27
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- 28
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- 29
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- 30
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- 31
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- 32
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- 33
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- 34
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- 35
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- 36
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- 37
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- 38
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- 39
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- 40
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- 41
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- 42
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- 43
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- 44
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- 45
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- 46
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- 47
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- 48
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- 49
-
- 50
- Längsholm
- 51
-
- 52
-
- 53
-
- 54
-
- 55
-
- 56
- Führungsfläche
seitlich
- 57
- Stützfläche
- 58
- Adaptionsfläche
von Längsholm
- 59
- Tragelement
- 60
- Tragholm,
Querholm
- 61
-
- 62
- Adaptionsfläche
von Tragelement
- 63
- Bauteilaufnahme
- 64
- Abstützung
- 65
-
- 66
-
- 67
- Verstellung,
Verstellraster
- 68
- Fördergerät
- 69
- Förderbahn
- 70
- Holmführung
- 71
- Antriebsvorrichtung
- 72
- Führungselement
- 73
- Gestell
- 74
- Seitenführung
- 75
- Führungsrolle
seitlich oben
- 76
- Führungsrolle
seitlich unten
- 77
- Stützführung
- 78
- Stützrolle
- 79
- Antriebsrolle
- 80
- Treibelement
- 81
- Gurt
- 82
- Antrieb
- 83
- Boden
- 84
-
- 85
-
- 86
-
- 87
-
- 88
- Gestell
von Bauteilträger
- 89
- Rahmen,
Palette
- 90
- Fertigungslinie,
Unterbaulinie
- 91
- Fertigungslinie,
Unterbaulinie
- 92
- Fertigungslinie,
Anbaulinie
- 93
- Abgabestelle,
Abgabeeinrichtung
- 94
- Förderkreislauf
- 95
- Querförderer
- 96
- Rückführlinie
- 97
- Rüststation
- 98
- Umrüsteinrichtung
- 99
- Handhabungseinrichtung
- 100
- Manipulator,
Einstellroboter
- 101
- Manipulator,
Einstellroboter
- 102
- Manipulatorhand,
Roboterhand
- 103
- Werkzeug,
Greifwerkzeug
- 104
- Werkzeug,
Betätigungseinrichtung
- 105
- Magazin
für Tragelemente und/oder Bauteilaufnahmen
- 106
- Stützarm
- 107
- bewegliche
Lagerung, Schwenklager
- 108
- Aufnahmekontur
- 109
- Aufnahmekontur
- 110
- Verriegelungseinrichtung,
Schnellverschluss
- 111
- Riegel,
Sperrbolzen
- 112
- Sperröffnung
- 113
- Auslöser
- 114
- Steckverbindungsteil
- 115
- Schubstangenförderer
- 116
- Mitnehmer
- 117
- Laufwerk
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - US 2005/0109249
A1 [0003]
- - DE 202004005481 U1 [0004]
- - DE 10113162 C2 [0005]
- - DE 10014785 C1 [0006]
- - DE 19911481 A1 [0007]
- - US 5404821 A [0008]
- - DE 9303323 U1 [0009]