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Dieses Dokument betrifft im Allgemeinen Gestelle zum Aufnehmen und Verarbeiten einer Gruppe von Teilen und im Besonderen ein Mehrzweckgestell zum Verarbeiten von Teilen durch mehrere Fertigungsstationen.
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Teile werden oft einer Anzahl von verschiedenen Bearbeitungen unterzogen, ehe sie zu einem Endprodukt zusammengebaut werden. So werden beispielsweise Dachschienen und andere Teile für einen Kleintransporter für gewöhnlich einer Wärmebehandlung unterzogen, um die Festigkeit zu erhöhen, sowie einer chemischen Vorbehandlung, um die Teile zum Aufnehmen von Klebemittel vorzubereiten, welches verwendet wird, um Fahrzeugkomponenten zu einem späteren Zeitpunkt miteinander zu verkleben.
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In der Vergangenheit erfolgte dies durch Aufgeben von Teilen auf ein Weichstahlgestell und dann durch Unterziehen derselben als Gruppe einer Wärmebehandlung in einem Ofen. Nach der Wärmebehandlung wurden die Teile von dem Weichstahlgestell abgenommen und dann zu Zwecken der chemischen Vorbehandlung auf ein Edelstahlgestell aufgegeben. Nach der chemischen Vorbehandlung wurden die Teile von dem Edelstahlgestell abgenommen und für den Transport oder die Übergabe zu dem Montagebereich auf ein sauberes Gestell aufgegeben.
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Dieses Dokument betrifft ein neues Mehrzweckgestell, welches eine Gruppe von Teilen zur Wärmebehandlung, chemischen Vorbehandlung und Übergabe zu einem Montagebereich geeignet aufnehmen kann, wodurch die Gestellwechselschritte entfallen. Vorteilhafterweise senkt das in diesem Dokument beschriebene Mehrzweckgestell die Produktionskosten durch Beseitigen der Gestellwechsel, Minimalisieren der Teilehandhabung, Reduzieren von durch übermäßiges Handhaben von Teilen verursachten Schäden und Verbessern der Nachverfolgbarkeit von Teilen während ihrer Verarbeitung. Ferner reduziert es die Anzahl von Gestellen, die für die Teileverarbeitung erforderlich sind, wodurch die nutzbare Fläche in der Fertigungsstätte erhöht wird. Zudem wird der Platzbedarf für die Verarbeitungsanlagen erheblich reduziert, da wir mehrere Teile gleichzeitig verarbeiten können, d.h. 48 bzw. 68, je nach verwendetem Gestell. Frühere Gestelle erforderten, jeweils nur einen Teil auf einmal zu verarbeiten, was die Stellfläche der Maschine, stark erhöhte.
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Gemäß den in diesem Dokument beschriebenen Zwecken und Vorteilen wird ein Gestell zum gleichzeitigen Verarbeiten mehrerer Teile bereitgestellt. Das Gestell kann allgemein als einen Rahmen, mehrere definierte Positionen an dem Rahmen zum Aufnehmen und Halten einzelner Teile zum Verarbeiten sowie eine Verrastbaugruppe zum Verriegeln der Teile an den Rahmen in den definierten Positionen aufweisend beschrieben werden. Ferner weist das Gestell ein Sicherheitsmerkmal zum Anzeigen, ob die Verrastbaugruppe geöffnet ist, nachdem die Teile aufgegeben und in den definierten Positionen an dem Rahmen verriegelt wurden, auf. Darüber hinaus weist das Gestell einen eindeutigen Identifizierungscode auf, um das Gestell und die Teile, die in den definierten Positionen an dem Rahmen aufgegeben und verriegelt wurden, zu identifizieren.
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Bei einer möglichen Ausführungsform weist der Rahmen einen ersten Pfosten, einen ersten Ständer, einen zweiten Pfosten, einen zweiten Ständer, einen ersten Tragarm und einen zweiten Tragarm auf. Der erste Tragarm erstreckt sich zwischen dem ersten Pfosten und dem ersten Ständer, und der zweite Tragarm erstreckt sich zwischen dem zweiten Pfosten und dem zweiten Ständer.
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Der erste Tragarm weist eine erste Vielzahl von Teilpositionierelementen auf, und der zweite Tragarm weist eine zweite Vielzahl von Teilpositionierelementen auf. Bei einer möglichen Ausführungsform weisen die erste und die zweite Vielzahl von Teilpositionierelementen mehrere beabstandete Halterillen oder -wellungen auf, die in dem ersten und dem zweiten Tragarm bereitgestellt sind. Bei einer möglichen Ausführungsform umfasst der Rahmen ferner eine erste Endplatte mit einer dritten Vielzahl von Teilpositionierelementen. Die dritte Vielzahl von Teilpositionierelementen weist Nasen auf, die innerhalb offener Enden der mehreren Teile aufgenommen werden. Dementsprechend ordnen die ersten, die zweiten und die dritten Positionierelemente eine erste Gruppe von Teilen in den definierten Positionen derart an dem Rahmen an, dass keiner der Teile einen anderen Teil berührt. Dies stellt sicher, dass jeder Teil während der Verarbeitung eine geeignete Wärmebehandlung und chemische Vorbehandlung erfährt.
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Bei einer möglichen Ausführungsform weist das Gestell ferner einen ersten Haltearm auf, der an dem ersten Pfosten getragen wird und zwischen einer Teilladeposition und einer Teilsicherungsposition verlagerbar ist. Bei einer möglichen Ausführungsform weist das Gestell ferner einen zweiten Haltearm auf, der an dem zweiten Pfosten getragen wird und zwischen einer Teilladeposition und einer Teilsicherungsposition verlagerbar ist. Die erste Gruppe von Teilen wird in den definierten Positionen (a) zwischen dem ersten Haltearm und dem ersten Tragarm und (b) zwischen dem zweiten Haltearm und dem zweiten Tragarm festgehalten, wenn sich der erste und der zweite Haltearm in den Teilsicherungspositionen befinden.
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Bei einer möglichen Ausführungsform weist der erste Haltearm eine vierte Vielzahl von Positionierelementen auf, und der zweite Haltearm weist eine fünfte Vielzahl von Positionierelementen auf. Ferner weist der Rahmen eine zweite Endplatte auf, die eine sechste Vielzahl von Positionierelementen aufweist. Gemeinsam ordnen die vierten, fünften und sechsten Positionierelemente eine zweite Gruppe von Teilen derart an definierten Positionen an dem Rahmen an, dass keiner der Teile einen anderen Teil berührt.
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Bei noch einer anderen möglichen Ausführungsform weist der Rahmen einen dritten Haltearm, der mit dem ersten Pfosten verbunden ist, und einen vierten Haltearm, der mit dem zweiten Pfosten verbunden ist, auf. Der dritte und der vierte Haltearm sind beide zwischen Teillade- und Teilsicherungspositionen verlagerbar. Bei dieser Ausführungsform wird die zweite Gruppe von Teilen an definierten Positionen (a) zwischen dem dritten Haltearm und dem ersten Haltearm und (b) zwischen dem vierten Haltearm und dem zweiten Haltearm festgehalten, wenn sich der dritte und der vierte Haltearm in den Teilsicherungspositionen befinden.
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Bei einer möglichen Ausführungsform umfasst die erste Verrastbaugruppe einen ersten Verraststab und einen zweiten Verraststab. Der erste und der zweite Verraststab sind zwischen einer Teillade- und einer Teilverriegelungsposition verlagerbar. Wenn sich der erste und der zweite Verraststab in der Verriegelungsposition befinden, greift der erste Verraststab mit Endöffnungen zwischen dem ersten Tragarm, dem ersten Haltearm und dem dritten Haltearm ein und schließt diese, und der zweite Verraststab greift mit Endöffnungen zwischen dem zweiten Tragarm, dem zweiten Haltearm und dem vierten Haltearm ein und schließt diese. Die Verrastbaugruppe kann auch (a) einen ersten Gabelbolzen zum Sichern des ersten Verraststabes an dem Rahmen in der Verriegelungsposition und (b) einen zweiten Gabelbolzen zum Sichern des zweiten Verraststabes an dem Rahmen in der Verriegelungsposition aufweisen. Ferner kann das Sicherheitsmerkmal aufweisen: (a) eine erste Sicherungslasche, die mit dem ersten Gabelbolzen verbunden ist, derart, dass der erste Gabelbolzen durch die erste Sicherungslasche in dem Rahmen festgehalten wird, und (b) eine zweite Sicherungslasche, die mit dem zweiten Gabelbolzen verbunden ist, derart, dass der zweite Gabelbolzen durch die zweite Sicherungslasche in dem Rahmen festgehalten wird. Bei einer möglichen Ausführungsform sind die erste und die zweite Sicherungslasche zerbrechlich und müssen zerbrochen werden, um den ersten und den zweiten Gabelbolzen aus dem Rahmen zu ziehen und die Verlagerung des (a) ersten und des zweiten Verraststabes und (b) des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Haltearms zu ermöglichen, um das Entfernen jedweder Teile von dem Gestell zu ermöglichen.
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In der folgenden Beschreibung werden mehrere bevorzugte Ausführungsformen des Gestells dargestellt und beschrieben. Wie zu erkennen sein sollte, kann das Gestell auch noch in weiteren, anders gearteten Ausführungsformen ausgebildet werden, und seine mehreren Details können in verschiedenen, naheliegenden Aspekten modifiziert werden und all dies, ohne von dem in den folgenden Ansprüchen dargelegten und beschriebenen Gestell abzugehen. Demzufolge sollten die Zeichnungen und Beschreibungen dem Wesen nach als veranschaulichend und nicht als einschränkend betrachtet werden.
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Die beiliegenden Figuren der Zeichnung, die diesem Dokument angegliedert sind und einen Teil der Patentschrift bilden, veranschaulichen mehrere Aspekte des Gestells und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, bestimmte Prinzipien davon zu erläutern. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht, die ein leeres Gestell mit den Haltearmen und Verraststäben in der Teilladeposition darstellt;
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2 eine 1 ähnliche perspektivische Ansicht, die jedoch das Gestell mit der ersten Reihe von Teilen beladen darstellt;
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3 eine Detailansicht, die darstellt, wie das offene Ende eines Teils bei der dargestellten Ausführungsform einer Säule und Dachschiene, auf einer der Nasen aufgenommen wird, die an einer Teilpositionier-Endplatte des Gestells vorgesehen sind;
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4 eine Detailansicht, die darstellt, wie einer der Teile in dem Schlitz, der Kerbe oder der Rille an dem Tragarm aufliegt;
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5 eine 2 ähnliche perspektivische Ansicht, welche die Positionierung der zwei untersten schwenkbaren Haltearme in der Teilsicherungsposition zeigt, die derart ist, dass sie direkt über den Tragarmen liegen, welche die erste Reihe von Teilen tragen;
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6 eine 2 ähnliche perspektivische Ansicht, welche die Hälfte des Gestells mit 24 Teilen (Dachschienen) beladen darstellt, die jeweils durch (a) die zwei Tragarme, (b) die zwei untersten Haltearme, (c) die nächsten zwei Haltearme über den untersten Haltearmen und (d) die nächsten zwei Schwenkarme über diesen aufgenommen und gehalten werden. Die oberen zwei schwenkbaren Haltearme sind als über der oberen Reihe von Dachschienen liegend dargestellt. Die gestuften Verraststäbe sind in der untersten Teilladeposition dargestellt;
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7 eine Ansicht, die 6 sehr ähnlich ist, jedoch die gestuften Verraststäbe darstellt, die in die Teilsicherungsposition angehoben sind, derart, dass die gestuften Verraststäbe mit dem Ende jedes schwenkbaren Haltearms eingreifen und dieses verschließen, wodurch die Teile an dem Gestell in ihrer Position verrastet sind;
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8 eine Seitendetailansicht, welche die verschiedenen Längen der Haltearme klar zeigen und klar zeigen, wie der gestufte Verraststab mit dem Ende jedes Arms eingreift und dieses festhält, wenn er in die Sicherungsposition angehoben wurde;
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9 eine perspektivische Detailansicht, welche die Opfer-Sicherungslasche darstellt, die in einem der unverlierbaren Gabelbolzen aufgenommen wird, welcher einen Verraststab in der Teilsicherungsposition verriegelt;
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10 eine perspektivische Ansicht, die eine alternative Ausführungsform eines Gestells darstellt, das mit einer Gruppe von Teilen in Form von Frontschienen beladen ist;
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11 den Verraststab der alternativen Ausführungsform samt Gabelbolzen und Sicherungslasche;
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12 eine Endansicht der voll beladenen alternativen Ausführungsform des in 10 und 11 dargestellten Gestells;
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13 ein schematisches Blockdiagramm einer Fertigungswerksfläche.
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Nunmehr wird ausführlich auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen des Gestells Bezug genommen, von dem Beispiele in den beiliegenden Figuren der Zeichnung dargestellt sind.
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Nunmehr wird auf 1–9 Bezug genommen, die im Allgemeinen ein Mehrzweckgestell 10 zum gleichzeitigen Verarbeiten mehrerer Teile P darstellen. Das Gestell 10 weist einen Rahmen 12, mehrere definierte Positionen 14 an dem Rahmen zum Aufnehmen und Halten einzelner Teile P zum Verarbeiten sowie eine Verrastbaugruppe 16 zum Verriegeln der Teile an den Rahmen in den definierten Positionen auf. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das Gestell 10 aus Edelstahl, beispielsweise aus 316L-Edelstahl, hergestellt, und der Rahmen 12 bedient sich an Stelle von geschlossenen Kastenprofilen Materialien mit offenen Kanälen, um die Dränage zu verbessern. Das Gestell 10 ist in der Lage, Teile P von unterschiedlicher Länge aufzunehmen, beispielsweise A-Säulen-Dachschienen mit einer Länge, die von der Bauart der Fahrerkabine abhängig ist: normal, erweitert und Doppelkabine. Wie bei der Durchsicht der folgenden Beschreibung ersichtlich wird, ist das Gestell 10 entlang seiner Mittellinie (die durch die Mittelschiene 28 und den Mittelträger 48 definiert ist) gespiegelt, um durch verbesserte Gewichtsverteilung und verbesserte Ergonomie für das manuelle Beladen des Gestells mit Teilen das Gleichgewicht zu fördern und dabei die Erstreckung zu minimieren. Wie ferner zu erkennen sein sollte, ist entlang der Mittellinie ein großer offener Kanal bereitgestellt, um das Strömen von Luft und Fluid zu verbessern, was wiederum die Strömungsweglänge zu den Teilen, die in der Mitte des Gestells angeordnet sind, verkürzt.
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Wie dargestellt ist, umfasst der Rahmen 12 eine Basis, die allgemein mit der Bezugszahl 20 gekennzeichnet ist und zwei Seitenschienen 22, zwei mit den Seitenschienen verbundenen Kufen 24, zwei Endschienen 26 und eine Mittelschiene 28 aufweist. Durch vier Querträger 30, von denen jeder einen T-förmigen Querschnitt aufweist, wird ein „Gaumen“ gebildet. Der „Gaumen“ ermöglicht, das Gestell mit den Gabeln eines Gabelstaplers (nicht dargestellt) in Eingriff zu bringen und hochzuheben.
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Der Rahmen 12 weist ferner zwei entgegengesetzte Endbaugruppen 32 auf. Jede Endbaugruppe 32 weist zwei Eckpfosten 34, einen Mittelpfosten 36, eine obere Querschiene 38 und eine untere Querschiene 40 auf. Zwischen dem Mittelpfosten 36 und einem der Eckpfosten 34 ist an jedem Ende des Gestells 10 ein Teilestand 42 vorgesehen. Jeder Teilestand 42 weist zwei Schienen 44 und vier gestaffelte Endplatten 46 zum Aufnehmen und Halten von Enden der Teile P auf eine Weise auf, die unten ausführlich beschrieben wird.
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Ein Mittelträger 48, der mit den Mittelpfosten 36 ausgerichtet ist und sich zwischen den Mittelpfosten und den oberen Querschienen 38 erstreckt, ist über der Mittelschiene 28 angeordnet. Vier Mittelpfosten 50 erstrecken sich zwischen der Mittelschiene 28 und dem Mittelträger 48. Die Mittelpfosten 50 sind an dem Gestell 10 mittig angeordnet und liegen über dem durch die Querträger 30 gebildeten „Gaumen“.
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Wie ferner in 1 dargestellt ist, weist der Rahmen 12 auch vier Ständer 52 auf. Ein Ständer 52 ist mit jedem Mittelpfosten 50 ausgerichtet bereitgestellt, wobei über jeder der zwei Seitenschienen 22 zwei der Ständer angeordnet sind. Ein Tragarm 54 erstreckt sich zwischen jedem Mittelpfosten 50 und seinem damit ausgerichteten, zusammenwirkenden Ständer 52. Somit ist jeder Tragarm 54 an einem Ende an einem Mittelpfosten 50 und an dem anderen Ende an einem Ständer 52 befestigt.
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Wie zu erkennen sein sollte, weist jeder Tragarm 54 mehrere Teilpositionierelemente 56 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform weisen die Teilpositionierelemente 56 die Form mehrerer beabstandeter Halterillen oder -wellungen auf. Ähnlich dazu weist jede Platte 46 der Teilestände 42 mehrere Teilpositionierelemente 58 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform weisen die Teilpositionierelemente 58 voneinander beabstandete Nasen auf.
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Nunmehr wird auf 2–4 Bezug genommen, die darstellen, wie ein Teil P auf das Gestell 10 aufgegeben wird. Wie dargestellt ist, wird ein geöffnetes Ende des Teils oder der Dachschiene P über einer der Nasen 58 der untersten, innersten Teilestandplatte 46 positioniert. Der Körper des Teils P wird dann in die zwei ausgerichteten und zusammenwirkenden Teilpositionierelemente/-rillen 56 in dem ersten und dem zweiten Tragarm 54 gelegt. Wie zu erkennen sein sollte, sind an der untersten, innersten Teilestandplatte 46 sechs Nasen 58 vorhanden, wobei jede Nase mit Teilpositionierelementen/voneinander beabstandeten Halterillen 56 in den zwei Tragarmen 54 ausgerichtet ist. Somit halten die Tragarme 54 und die unterste, innerste Teilestandplatte 46 einzelne Teile P in sechs definierten Positionen 14 über eine Seite des Rahmens 10. Es sollte zu erkennen sein, dass in diesen Konstruktionen auf der entgegengesetzten Seite des Gestells 10 (d.h. der anderen Seite des Mittelträgers 48) sechs weitere Teile P gehalten werden, um für Gleichgewicht zu sorgen.
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Im Wesentlichen nehmen die Nasen 58 die offenen Enden der Teile P auf und halten diese derart, dass sie nach unten weisen. Dies fördert die gute, effiziente Dränage der Teile P während der chemischen Vorbehandlung, wenn sie aus den Behandlungsbehältern 122 entnommen werden (siehe 13 und folgende Beschreibung). Eine vorteilhafte Auswirkung ist, dass weniger Behandlungslösung zwischen Behältern 122 mit übergeben wird.
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Nunmehr neuerlich auf 1 und 2 Bezug nehmend weist das Gestell 10 auch vier Haltearme 60, 62, 64, 66 auf, die schwenkbar mit jedem Mittelpfosten 50 verbunden sind. Wie zu erkennen sein sollte, ist jeder Haltearm selektiv zwischen einer Teilladeposition, die in 1 dargestellt ist, und einer Teilsicherungsposition, die in 6 dargestellt ist, verlagerbar.
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Wie dargestellt ist, ist der unterste Arm 60 geringfügig kürzer als der nächsthöhere Arm 62, der geringfügig kürzer als der nächsthöhere Arm 64 ist, welcher geringfügig kürzer als der längste, oberste Arm 66 ist. Ferner weist jeder der drei untersten Arme 60, 62, 64 mehrere Teilpositionierelemente in Form von Rillen oder Kerben 68 auf.
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Sobald die erste Lage aus sechs Teilen P an den Tragarmen 54 und der untersten, innersten Teilestandplatte 46 positioniert und angeordnet worden ist (wie in 2 dargestellt ist), werden die untersten Haltearme 60 von der Teilladeposition, die in 2 dargestellt ist, zu der Teilsicherungsposition, die in 5 dargestellt ist, geschwenkt. In der Teilsicherungsposition sind die Haltearme 60 über den Tragarmen 54 angeordnet und halten die erste Reihe von Teilen P in den Halterillen 56 wirksam fest, wodurch diese Teile wirksam in deren definierten Positionen 14 an dem Gestell verriegelt werden. Wie zu erkennen sein sollte, berührt kein einziger Teil P in der ersten Reihe irgendeinen anderen Teil. Somit sind die Teile P, während sie in dem Gestell 10 gehalten werden, zur Gänze für jedwede eventuell gewünschte Verarbeitung freiliegend.
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Nun wird die nächste Reihe von Teilen P auf das Gestell 10 aufgegeben. Dies erfolgt durch Positionieren der offenen Enden der nächsten sechs Teile an den sechs Nasen 58 der nächsthöheren, nächstinneren Teilestandplatte 46 und Aufgeben jedes Teils in die ausgerichteten Halterillen 68, die in der oberen Oberfläche des untersten Haltearms 60 bereitgestellt sind. Sobald die sechs Teile P der nächsten Lage auf diese Weise positioniert worden sind, werden die Haltearme 62 von der Teilladeposition zu der Teilsicherungsposition geschwenkt. Wenn sie sich in der Teilsicherungsposition befinden, dienen die Haltearme 62 dazu, die zweite Reihe von Teilen P in den Halteelementen, Rillen oder Kerben 68 der Haltearme 60 festzuhalten.
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Nun wird eine dritte Reihe von Teilen P auf jeder Seite des Gestells 10 hinzugefügt. Dies geschieht durch Positionieren der offenen Enden von sechs Teilen P an der dritten Teilestandplatte 46 und Einlegen der Enden der Teile in die ausgerichteten zusammenwirkenden Teilhalteelemente/-rillen 68 in den Haltearmen 62. Sobald alle sechs Teile P richtig positioniert worden sind, werden die Haltearme 64 von der Teilaufnahmeposition zu der Teilhalteposition geschwenkt. Wie zu erkennen sein sollte, sind die Haltearme 64 in der Teilhalteposition über den Teilen in der dritten Reihe angeordnet und halten dadurch die Teile in den Rillen 68 der Haltearme 62 fest. Somit werden die Teile in der dritten Reihe in definierten Positionen an dem Rahmen 12 gehalten, derart, dass kein einzelner Teil einen anderen Teil berührt.
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Nun wird die letzte Reihe von Teilen P auf jeder Seite des Gestells 10 hinzugefügt. Dazu werden die offenen Enden von sechs weiteren Teilen P über den Nasen 58 in der obersten Teilestandplatte 46 positioniert, wobei die Körper der Teile in den ausgerichteten Rillen 68 der Arme 64 aufgenommen werden und darin aufliegen. Wenn alle sechs Teile P der vierten Reihe von Teilen geeignet in ihren definierten Positionen 14 positioniert sind, werden die obersten Haltearme 66 von der Teilladeposition zu der Teilsicherungsposition geschwenkt. Wie zu erkennen sein sollte, liegen, wenn das Gestell 10 voll beladen ist und sich die Haltearme 60, 62, 64, 66 alle in der Teilhalteposition befinden, alle Haltearme über dem zugehörigen Tragarm 54, der sich zwischen dem Mittelpfosten 50 und dem zusammenwirkenden, ausgerichteten Ständer 52 erstreckt. Siehe 6.
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Wie am besten in 1, 2, 5 und 6 dargestellt ist, weist die Verrastbaugruppe 16 mehrere Verraststäbe oder -schiebestücke 74 auf. Die Verraststäbe 74 weisen einen U-förmigen Querschnitt auf, der einen Längskanal definiert, welcher in der Verriegelungsposition die Enden der Haltearme 60, 62, 64, 66 aufnimmt und festhält.
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Ein Verraststab 74 ist verschiebbar auf jedem Ständer 52 aufgenommen und ist zwischen der Teilladeposition und der Teilverriegelungsposition verlagerbar. Die Teilladeposition ist in 1, 2, 5 und 6 dargestellt. In dieser Position sind die Verraststäbe 74 vollständig über die Ständer 52 eingezogen. Im Gegensatz dazu sind, wie in 7 und 8 dargestellt ist, die Verraststäbe 74, wenn sie sich in der Teilverriegelungsposition befinden, angehoben und voll von den Ständern 52 ausgezogen. Wie zu erkennen sein sollte, weist jeder Verraststab 74 eine gestufte Ausgestaltung auf, so dass jeder Verraststab das Ende jedes Haltearms 60, 62, 64, 66 aufnimmt und festhält, wenn er sich in der Verriegelungsposition befindet. Siehe insbesondere 8, bei der die Teile P der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurden. Ein Gabelbolzen 76 wird bereitgestellt, um jeden Verraststab 74 in der Verriegelungsposition zu sichern. Der Gabelbolzen 76 wird in dem Ansatz 87 festgehalten, der an eine Seite jedes Verraststabes 74 geschweißt ist. Siehe auch 9. Insbesondere wird der unverlierbare Bolzen 76 durch eine zusammenwirkende Öffnung in dem Ständer 52, der den Verraststab trägt, eingeführt. Wie zu erkennen sein sollte, erstreckt sich das Ende 78 des unverlierbaren Bolzens zur Gänze durch den Verraststab 74. Eine Sicherungslasche 80 erstreckt sich durch eine Öffnung 82 in dem Ende 78 des Gabelbolzens 76 und wird in ihrer Position gesichert (d.h. zu einer geschlossenen Schleife verbunden). Bei einer möglichen Ausführungsform sind die Sicherungslaschen 80 zerbrechlich und müssen zerbrochen werden, um aus dem Gabelbolzen 76 gezogen zu werden, um zu ermöglichen, den Gabelbolzen zum Verlagern der Verraststäbe 74 und der Haltearme 66, 64, 62, 60 zum Abnehmen von Teilen P von dem Gestell 10 zu lösen. Bei einer möglichen Ausführungsform ist die Sicherungslasche 80 ein dauernd verriegelnder Opferkabelbinder.
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Wie zu erkennen sein sollte, stellen die Halterillen 56, 68 und die Nasen 58 eine definierte Position 14 für jeden Teil P bereit. Die darüber angeordneten Haltearme 60, 62, 64, 66 gewährleisten, dass jeder Teil P in diesen definierten Positionen 14 gehalten wird, wo keiner der Teile einen anderen Teil berührt.
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Während der chemischen Vorbehandlung wird das Gestell 10 in einen Behälter getaucht, der eine chemische Lösung enthält. In einzelnen Teilen P wird während des Eintauchens des Öfteren Luft eingeschlossen, die einen Auftrieb erzeugt, der dazu neigt, die Teile P von den Rillen 56, 68 und den Nasen 58 abzuheben. Die darüber angeordneten Haltearme 60, 62, 64, 66 dienen dazu, die Teile P in den definierten Positionen 14 innerhalb der Rillen 56, 68 und auf den Nasen 58 zu halten, derart, dass den Teilen der volle Nutzen der Behandlung zuteil wird.
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Eine alternative Anordnung derartiger Teile auf Gestellen wäre in einer senkrechten Ausrichtung, um die Dränage zu fördern; allerdings erfordert eine derartige Ausgestaltung tiefere chemische Behälter, einen größeren Ofen und ein größeres Vorbehandlungssystem. Eine andere Alternative besteht darin, das Gestell zu drehen, während es eingetaucht und angehoben wird, d.h. waagrecht innerhalb des Behälters, um die Behältergröße und die Chemikalienmenge zu reduzieren, jedoch beim Eintreten und Austreten in eine senkrechte Position geschwenkt, um die Dränage zu fördern. Eine derartige Anlage ist komplexer, kostspieliger und langsamer im Betrieb. Waagrecht mit einer eingeschlossenen Luftblase ist auch vorteilhaft, da die innere Oberfläche keine Vorbehandlung erfordert und dadurch den Chemikalienverbrauch reduziert und die „Ausschleppung“ minimiert.
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Nunmehr wird auf 10–12 Bezug genommen, welche eine alternative Ausführungsform des Gestells 82 zum Aufnehmen mehrerer Teile, die als Frontschienen F dargestellt sind, in definierten Positionen darstellen. Wie in 10 dargestellt ist, weist das Gestell 82 einen Rahmen 84 auf, der eine erste Reihe von Frontschienen F auf jeder Seite einer Mittellinie hält, die zwischen den zwei oberen Schienen 86 definiert wird. Wie in 11 und 12 dargestellt ist, wird dann eine zweite, äußere Lage von Frontschienen F auf jeder Seite des Gestells 84 aufgeladen. Nach dem Beladen werden die Verraststäbe 88 von der Gestellaufgabeposition, die in 10 dargestellt ist, in die Teilverriegelungsposition, die in 11 und 12 dargestellt ist, verlagert. Gabelbolzen 90 und Sicherungslaschen 92 dienen dazu, den Verraststab 88 in der Teilverriegelungsposition auf dieselbe Weise wie die Verraststäbe 74 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform zu verriegeln. Die Teile werden derart positioniert, dass die Packdichte maximiert wird, jedoch derart ausgerichtet, dass die Dränageeffizienz maximiert wird. Diese Frontschiene erforderte, die Teile zu drehen, um waagrechte „Totpunkte“ zu verhindern.
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Nunmehr wird auf 13 Bezug genommen, wobei es sich um ein schematisches Blockdiagramm der Fläche 100 des Fertigungswerks handelt. Block 102 in der Figur stellt den Gestellbeladebereich dar, wo das Gestell 10 auf die oben beschriebene Weise mit Teilen P beladen wird. Das beladene Gestell 10 wird dann mittels Gabelstapler oder anderer Mittel von dem Gestellbeladebereich 102 zu dem Wärmebehandlungsbereich befördert, der allgemein mit Bezugszahl 104 bezeichnet ist. Insbesondere wird das Gestell 10 auf einen Förderer 106 aufgegeben, der das Gestell 10 und die darin arretierten Teile P durch den Wärmebehandlungsofen 108 transportiert. Nach der Wärmebehandlung übergibt dieser Förderer das Gestell 10 und die daran arretierten Teile P an den Förderer 110. Der Förderer 110 transportiert das Gestell 10 und die darin arretierten Teile P durch die Kühlkammer 112.
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Ein Gabelstapler oder andere Mittel übergeben dann das Gestell 10 und die darin verriegelten Teile P an den Bereich für die chemische Vorbehandlung, der allgemein mit Bezugszahl 114 bezeichnet ist. Insbesondere befördert der Gabelstapler das Gestell 10 und die darin verriegelten Teile P zu dem Aufgabebereich 116, wo die Gestelle auf einen Förderer aufgegeben werden, welcher bei der dargestellten Ausführungsform die Form einer Hängebahn 118 hat. Die Gestelle 10 und die darin verriegelten Teile P werden dann durch die Hängebahn 118 durch die Einrichtung für chemische Vorbehandlung 120 überführt oder transportiert. Dort werden das Gestell 10 und die darin verriegelten Teile P in die verschiedenen Behandlungsbehälter 122 getaucht, um die chemische Vorbehandlung der Teile fertigzustellen. Die Hängebahn 118 liefert dann die Gestelle 10 und die darin gehaltenen Teile P zu dem Trocknungsofen, wo die Teile P und das Gestell 10 getrocknet werden, ehe sie der Abladestation 126 zugeführt werden. Ein Gabelstapler oder andere Mittel werden dann verwendet, um die Gestelle 10 und die darin verriegelten Teile P zu dem Montagebereich 128 zu überführen oder transportieren, wo die Teile von dem Gestell abgenommen und für die Fahrzeugmontage bereit gemacht werden.
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Wie zu erkennen sein sollte, werden die Teile P mittels der Haltearme 60, 62, 64, 66 und der Verrastbaugruppe 16, welche die Verraststäbe 74 und den Gabelbolzen 76 aufweist, an dem Gestellladebereich in dem Gestell 10 arretiert. Die Integrität der Verarbeitung der Teile P in dem Gestell 10 durch den Vorgang der Wärmebehandlung und den der chemischen Vorbehandlung wird durch die Sicherungslaschen 80 sichergestellt. Insbesondere werden diese Sicherungslaschen 80 in die Enden 78 der Gabelbolzen 76 eingeführt und an dem Gestellladebereich 102 (vor der Wärmebehandlung) verschlossen. Wenn das Gestell 10 den Montagebereich 128 erreicht, zeigen ganze, nicht zerbrochene Sicherungslaschen 80 an, dass alle Teile P in dem Gestell 10 korrekt der Wärmebehandlung und der chemischen Vorbehandlung unterzogen wurden. Wenn jedoch eine der zerbrechlichen Sicherungslaschen 80 zerbrochen ist, so zeigt dies die Möglichkeit an, dass ein oder mehrere Teile P in dem Gestell 10 nicht korrekt der Wärmebehandlung oder chemischen Vorbehandlung unterzogen wurde(n), und demzufolge können die Teile in jenem Gestell erforderlichenfalls zur Verifizierung der korrekten Verarbeitung mittels Wärmebehandlung und chemischer Vorbehandlung beiseite gelegt werden. Dadurch gewährleistet die Sicherungslasche 80 die Integrität der Verarbeitung der Teile P. Es sollte festgehalten werden, dass nicht alle Teile den Schritt der Wärmebehandlung benötigen. So etwa werden die Dachschienen, welche eine hohe Festigkeit benötigen, nach dem Formen wärmebehandelt, um die Legierung künstlich zu altern und die Fließgrenze zu erhöhen. Frontschienen müssen ein niedrigeres Fließen und höhere Duktilität aufweisen, um bei einem Frontalzusammenstoß Energie zu absorbieren. Aus diesem Grund werden Frontschienen nicht wärmebehandelt und werden daher von dem Gestellladebereich 102 mittels Gabelstapler zu dem Vorbehandlungsladebereich 116 befördert. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht, verschiedene Legierungen mit unterschiedlichen Wärmebehandlungserfordernissen mit derselben Verarbeitungsstraße zu verarbeiten.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung weist jedes Gestell 10 eine Platte 15 auf, die einen einzigartigen Identifizierungscode trägt, um das jeweilige Gestell 10 zu identifizieren (siehe 1 und 12). Dabei könnte es sich um einen Strichcode oder gegebenenfalls um ein anderes einscannbares Bild handeln. Ferner sind Monitore 130, 132, 134, 136, 138, 140 an mehreren Positionen der Fläche 100 des Werks bereitgestellt. Jeder Monitor 130, 132, 134, 136, 138, 140 kann eine Videokamera und/oder einen Scanner aufweisen. Wie in 13 dargestellt ist, ist ein Monitor 130 an dem Gestellladebereich 102 bereitgestellt. Jeder Teil P, mit dem das Gestell 10 beladen wird, kann auch eine spezifische, scannbare Identifikationsnummer aufweisen. Demzufolge ermöglicht der Monitor 130 das Aufzeichnen jedes einzelnen Teils P, der in ein bestimmtes Gestell 10 geladen wird. Der Monitor 132 am Eingang zu dem Wärmebehandlungsofen 108 zeichnet die Zeit auf, zu der das bestimmte Gestell in den Wärmebehandlungsofen 108 eintritt. Der Monitor 134 am Ausgang der Kühlkammer 112 zeichnet die Zeit auf, zu der das jeweilige bestimmte Gestell 10 die Kühlkammer 112 verlässt. Der Monitor 136 zeichnet die Zeit auf, zu der das jeweilige bestimmte Gestell 10 den Ladebereich 116 der für die chemische Vorbehandlung bestimmten Einrichtung 114 erreicht, während der Monitor 138 die Zeit aufzeichnet, zu der das jeweilige bestimmte Gestell von der Hängebahn 118 der für die chemische Vorbehandlung bestimmten Einrichtung abgeladen wird. Zuletzt zeichnet der Monitor 140 die Zeit auf, zu dem das jeweilige Gestell 10 den Montagebereich 128 erreicht und abgeladen wird. Da jedes Gestell 10 seinen eigenen einzigartigen Identifizierungscode aufweist und jeder Teil P, der in einem jeweiligen Gestell 10 gehalten wird, durch seine eigene Identifikationsnummer identifiziert wird, kann die Wärmebehandlung und die chemischen Vorbehandlung bis hin zu dem Zeitraum überwacht werden, den die Teile benötigen, um sich von dem Gestellladebereich 102 zu dem Montagebereich 128 zu bewegen, einschließlich des spezifischen Zeitraums, der während der Wärmebehandlung und der chemischen Vorbehandlung benötigt wird. Natürlich werden die Wärmebehandlung und die chemischen Vorbehandlung ebenfalls überwacht, um sicherzustellen, dass sie für jedes Gestell 10 mit Teilen P korrekt fertiggestellt werden. Ein Überwachungssystem auf dem Fläche eines Fertigungswerks wird in der gemeinsam anhängigen US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 13/768,326, eingereicht am 15. Februar 2013 mit dem Titel “Process Control For Post-Form Heat Treating Parts For An Assembly Operation“, offenbart.
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Das Vorhergesagte wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt. Es beabsichtigt nicht, erschöpfend sein oder die Ausführungsformen auf genau die offenbarte Form einzuschränken. Angesichts der oben stehenden Lehren sind naheliegende Abänderungen und Varianten möglich. Alle derartigen Abänderungen und Varianten fallen in den Umfang der beiliegenden Ansprüche, wenn diese gemäß der Breite ausgelegt werden, zu der sie fair, von Rechts wegen und gerecht berechtigt sind.
