DE2324393A1 - Verfahren und vorrichtung zum zusammenbau von einzelteilen vorzugsweise zu kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum zusammenbau von einzelteilen vorzugsweise zu kraftfahrzeugen

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Description

■:■■■■ Snsckar PH 6486
Or.- > .V^c'da/ Dr.-i;.J. i /. Sucker München 22. MoximiHonsli. 43
Sven Torgny Karlsson,
Hus 813, S-430 90 Ocker δ, Schweden
Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenbau von Einzelteilen vorzugsweise zu Kraf tfahrzeugen
Bekanntlich erfolgt seit sehr langer Zeit der Zusammenbau von Kraftfahrzeugen in sogenannten Fertigungs- oder Montagestrassen, um ein Hochstmass einerseits an FertigungsStückzahlen und andererseits an gleichbleibender Qualität zu erreichen, damit Ersatzteile bei jedem Wagen in gleicher Weise austauschbar sind. Das Charakter?stikum solcher Fertigungsstrassen ist, dass entlang der Strasse ein in einem bestimmten Takt bewegtes Band verläuft, das die zusammenzubauenden Teile bei jeder taktmässigen Bewegung von einer Arbeitsstation zur anderen bringt, bis am Ende eines Bandes ein fertig zusammengebautes Fahrzeug vom Band rollt. Die Intervalle, in welchem das Band dabei bewegt wird, sind für die Aufteilung der Zusammenbauarbeit von entscheidender Bedeutung, denn in jeder der Arbeitsstationen muss die entsprechende Arbeit innerhalb dieses Intervalls durchgeführt werden. Diese Arbeit kann .nur von Menschen vollbracht werden. So ist bei diesem Fertigungssystem der Mensch zum Integrierten Bestandteil einer Maschine gemacht worden. Diese Tatsache wirkt sich verstand 1 icherweise in vieler Hinsicht nachteilig aus, abgesehen von der psychologischen Seite.
Es ist deshalb seit langer Zeit ein Wunschträum, eine Möglichkeit zum Zusammenbau von Kraftfahrzeugen zu finden, mit welcher mindestens die gleiche Kapazität und gleichbleibende Qualität erzielt wird wie bisher, aber alle anderen Nachteile vermieden werden.
Die Fachwelt ist bisher davon ausgegangen, dass bei solchen Fertigungsstrassen das Band eine unteilbare Funktionseinheit sein muss, so dass auch der Arbeitstakt Ober die ganze Länge des Bandes einheitlich sein muss.
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Der Erfinder dieser Anmeldung hatte den Mut, diese Gedankensperre zu durchbrechen und eine Lösung unter Abkehr vom bisherigen System zu suchen.
Diese Lösung liegt gemäss der Erfindung grundsätzlich in der Idee, das bisher verwandte Band aufzulösen in eine Vielzahl von Einzelwagen und diese Wagen entlang der Fertigungsstrasse nach einem Prinzip so zu steuern, dass sie nach Bedarf entlang der Fertigungsstrasse oder auch davon abzweigend zu daneben angeordneten Stationen und von dort wieder zurück zur Strasse fahren. So wird der Fertigung trotz der Mechanisierung der starre Arbeitstakt genommen und der Mensch aus der Maschine als deren Bestandteil herausgelöst, so dass nunmehr · auch eine Zusammenarbeit von mehreren Menschen in Gruppen ermöglicht wird, während bisher jeder Arbeiter praktisch in einer Isolation seine stets gleichbleibenden Handgriffe vollbringen musste. Der Mensch ist nicht mehr Bestandteil der Maschine, sondern hat allein oder vorzugsweise in der Gruppe Entscheidungsbefugnis und Verantwortung. Ausserdem wirken sich Krankheitsfälle für den Ablauf der Fertigung nicht mehr so störend aus wie bisher. Aber auch bezüglich Kapazität und Qualität führt die Erfindung zu erheblichen Vorteilen. Wenn bisher in irgendeiner Arbeitsstation des Bandes ein grosserer Fehler entsteht, muss dass ganze Band stillgesetzt werden, bis dieser Fehler beseitigt ist. Aus diesem Grunde ist es üblich, geringere Montagefehler, die später beseitigt,werden können, bis zum Ende des Bandes passieren zu lassen. Um diese Fehler danach beseitigen zu können, müssen oft andere, danach eingebaute Teile wieder ausgebaut werden. Solche an sich geringe Fehler kommen häufig vor, so dass sich die Fertigung beträchtlich verzögert und verteuert.
Bei der Erfindung werden auch solche Nachteile vermieden, weil kein starrer Arbeitstakt eingehalten werden muss.
Gemäss der Erfindung wird beim Zusammenbau der Teile ein Verfahren angewandt, gemäss welchem jede Einheit oder Teile einer Einheit auf gesonderte, mit Motorantrieb versehene Transportwagen gestellt und darauf transportiert werden, und dass in Bezug auf Richtung und Geschwindigkeit jeder Wagen mit Hilfe von Signalen mindestens einer mit einer Steuerzentrale verbundenen, in Richtung der Bahn verlaufenden jewei1 igen Steuerleitung individuell gesteuert wird.
Eine Vorrichtung für den Zusammenbau von entlang einer Fertigungsstrasse bewegten Einheiten gemäss der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
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dass die Vorrichtung eine Mehrzahl von entlang der Strasse gesteuerten Wagen umfasst, die jeweils mit einer Haiteefnrichtung für das Bauteil sowie mit mindestens einem durch einen Motor antreibbaren und durch eine Verstelleinrichtung lenkbaren Rand und mit mindestens zwei weiteren Rädern sowie zum Steuern des Wagens mit mindestens einem Signal empfänger versehen sind, wobei die Vorrichtung ausserdem mindestens eine entlang der Fertigungsstrecke verlaufende und mit dem Signal empfänger des Wagens zusammenwirkende Steuer IeItung umfasst.
Ein för die Vorrichtung verwendbarer Transportwagen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen jeweils im Bereich des vorderen und hinteren Endes mit mindestens einem antreibbaren und mittels der Lenkung steuerbaren Rad und mit mindestens einem weiteren drehbar angeordneten Rad versehen ist, wobei bei einer Fahrt in Längsrichtung des Wagens mindestens eines der angetriebenen Räder als Steuerung des Wagens mit Hilfe der Winkelverstel1ung dient, während bei einer Fahrt des Wagens quer zu seiner Längsrichtung die Steuerung des Wagens in der Weise erfolgt, dass die angetriebenen Räder in eine wesentlich quer zur Wagen 13ngsrichtung verlaufende Stellung gebracht und mindestens eines dieser Rader bezUglich seiner Drehzahl gesteuert wird.
Die Erfindung wird unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, wobei Fig. 1 eine Montagehalle für Kraftfahrzeuge mit zwei verschiedeneitMontagebahnen und Transportwagen zeigt - die eine Bahn für Karosserle und die andere für Fahrgestell bzw. Karosserie-Fahrgestell - , Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines anderen Teils der Karosseriebahn, Flg. 3 eine alternative Ausföhrungsform eines beim erfindungsgemassen Verfahren anzuwendende Karosserie- bzw. Fahrgestellwagens und Fig. k eine schematische Ansicht von oben des einen Endes der in Fig. 1-3 gezeigten Wagen.
Fig. 1 zeigt eine Montageanlage für Kraftfahrzeuge, die in einem oberen Geschoss eine Montagebahn för Karosserien und in einem unteren Geschoss eine Bahn för Fahrgestell und Karosserie-Fahrgestell aufweist. Entlang sowohl der oberen wie der unteren Bahn läuft eine elektrische Leitung 1, die vorzugsweise als eine In eine Gummimatte eingebettete Leitung ausgebildet ist. Entlang der Leitung 1 werden In jedem Geschoss führerlose Transportwagen 2 und 3 herangeführt, von denen die Wagen 2 im oberen Geschoss Karosserien tragen, während die Wagen 3 in unteren Geschoss Fahrgestelle und ausserdem sowohl Karosserie wie Fahrgestell
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tragen. Die Figur veranschaulicht, wie eine Karosserie von dem oberen Geschoss mit Hilfe einer allgemein mit h bezeichneten Hebevorrichtung auf einen Wagen gesetzt wird, der bereits ein Fahrgestell trägt. Weiter vorn an der Bahn ist noch eine Hebevorrichtung 5, mit deren Hilfe das Fahrgestell zur Karosserie emporgehoben wird.
Gemeinsam für die beiden Wagen 2,3 ist ein Untergestell 6, auf welchem Vorrichtungen für das Tragen verschiedener Teile eines Kraftfahrzeugs angebracht sind, wie weiter unten beschreiben wird. Im Prinzip sind die Wagen an beiden Enden gleichartig ausgebildet, und in Fig. 4 wird schematisch das eine Ende eines Wagens gezeigt, das ein Antriebsrad 7 mit Motor 8} einen Stellmotor 9, Batterien 10 sowie ein Laufrad 11 enthält.
Das Antriebsrad 7 kann mit Hilfe des Stellmotors 9 in die für den Antrieb gewünschte Richtung gedreht werden. Dabei erhält der Stellmotor 9 Steuerorder entweder von einer elektronischen Steuereinheit (nicht gezeigt) abhängig von der im Verhältnis zur Steuerleitung 1 wahrgenommenen Lage, oder direkt von einem zum Trieb- und Stellmotor des Wagens geschalteten, manuellen, nicht weiter gezeigten Betätigungsorgan. Sowohl die Steuereinheit wie das manuelle Betätigungsorgan können aus an sich bekannten elektronischen Anordnungen bestehen. Das andere Ende des Wagens unterscheidet sich von dem oben Beschriebenen im wesentlichen nur dadurch, dass das Antriebsrad 7 an der entgegengesetzte Seite angebracht ist, so dass die beiden Triebräder des Wagens hierdurch diagonal angebracht sind. Die beiden Laufräder 11 sind frei drehbar gelagert und nehmen automatisch die richtige Einstellung ein. Die Antriebsräder 7 sind verstellbar und können im Winkel von 90° zur Längsrichtung des Wagens arretiert werden, um eine Fortbewegung des Wagens in Querrichtung zu ermöglichen. Hierbei erfolgt die Steuerung durch die Drehzahldifferenz zwischen den Rädern. Von den beiden Antriebsrädern 7 ist nur das eine stufenlos innerhalb eines bestimmten Winkels einstellbar, vorzugsweise zwischen einer Einstellung für Geradea.usfahren und einer anderen Einstellung für Fahren in Querrichtung, während das andere Antriebsrad 7 nur in die eine oder andere dieser beiden Einstellungen eingestellt werden kann. Fig. 2 zeigt wie die Wagen 2 teils in Längsrichtung und teils in Querrichtung gefahren werden.
Die Steuereinheiten der jeweiligen Wagen sind so programmiert, dass samtliche Wagen gleichgängig entlang der Leitung gesteuert werden können, während gleich-
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zeitig eine Steuerung für gesonderte Wagen ermöglicht wird. Dies kann auf in der Elektronik an und für sich bekannter Weise erreicht werden dadurch, dass z.B. eine gewisse Frequenz in der elektrischen Leitung einem Wagen bestimmte Steuerorder gibt, wahrend die anderen Wagen unbetätigt bleiben. Beispielswelse können gewisse oder einzelne Wagen Order erhalten, sich aus der Hauptrichtung der Bahn heraus auf eine Anschlussleitung zu begeben, wie z.B. Fig. 2 zeigt. Ausserdem kann die Steuereinheit so programmiert sein, dass ein Wagen durch einen Impuls Order erhalten kann, sich in Querrichtung ganz von der Steuerleitung fortzubewegen und eine bestimmte Strecke von der Bahn weg zu fahren bevor er anhält, worauf die Betätigung durch einen Monteur übernommen werden kann, der unter Zuhilfenahme der manuellen Steuerorgane den Wagen zu einem passenden Aufstellungsplatz fahren lassen kann.
Ausserdem kann die Steuerleitung in verschiedene Sektionen aufgeteilt werden, wobei z.B. gewisse Sektionen stromlos bzw. stromführend gemacht werden können, um auf diese Weise nur die Wagen innerhalb einer bestimmten Sektion betätigen zu können, überhaupt kann man in Bezug auf die Steuerung der Wagen, sowohl kollektiv wie gesondert von einer Steuerzentrale über eine elektrische Leitung, durch Ausnutzen der an und für sich bekannten Technik auf dem Gebiet der elektronischen Regel- und Datatechnik eine Menge von VariationsmBglichkeiten erreichen.
Am Untergestell 6 der Wagen 2 sind zwei quer laufende Schienen 12 befestigt, um Laufradchen 13 zu stützen, die rotierend auf zwei längs laufenden, miteinander verbundenen Stützbalken I^ gelagert sind. Diese sind dazu vorgesehen, an einer Karosserie befesttigt zu werden, vorzugsweise in deren gewöhnlicher Viagenheberbefestigung. Wie besonders Fig. 2 zeigt, können die Karosserien durch die beschriebene Konstruktion entweder in Normal lage oder in umgekippter Lage transportiert werden. Beim Kippen werden die Stützbalken IA zu einer stationären Kippvorrichtung, allgemein mit 15 bezeichnet, wobei das eine Paar Laufrädchen 13 auf den Schienen 12 zur Endlage rollt, welcher die Stützbalken mit Hilfe von auf dem Wagen 2 angebrachten Balken 16 festgemacht werden.
Die Wagen 3 wie auch die Vtegen 2 weisen querlaufende Schienen 12 auf, aber diese sind senkrecht verstellbar auf einem Stativ 17 angeordnet, so dass die Karosserie erhöht aufgesetzt werden kann (siehe Fig. 1). Auf einem Niveau unter den Schienen 12 befindet sich eine auf den beiden Stativen 17 senkrecht ver-
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stellbar gelagerte Aufspannvorrichtung Io für ein Fahrgestell. Die Bewegung der Aufspannvorrichtung in senkrechter Richtung geschieht unter Zuhilfenahme . der äusseren, stationären Hebevorrichtung 5, während die Bewegung der Schienen durch die mit dem jeweiligen Stativ 17 verbundenen Hydraulzylinder 19 reguliert wi rd.
Während des Verlaufs der Montage werden somit zwecks Zusammenbau mit dem Fahrgestell die Karosserien von den Wagen 2 zu den V/agen 3 gebracht. Darauf werden die beiden zusammengebauten Einheiten zurück auf Wagen 2 gestellt.
Wie aus den Figuren hervorgeht, ist das Untergestell 6 der Wagen 2 und 3 als Plattform ausgebildet, die als Arbeitsplattform von den Monteuren angewandt werden kann.
In Fig. 3 wird eine alternative Ausführungsform von Wagen gezeigt, die beim erfindungsgemässen Verfahren angewandt werden können. Ein Wagen 20 trMgt senkrecht verstellbar eine Karosserie. Der Wagen 20 besteht aus einer vorderen und einer hinteren mit Rädern versehenen Partie 21 bzw. 22, die untereinander mittels einer Rahmenpartie 23 verbunden sind. In den offenen Raum zwischen den Partien 21 und 22 wird bei Zusammensetzung von Karosserie und Fahrgestell ein Fahrstellwagen 2k eingeführt, worauf dann der Fahrgeste 11wagen beiseite geführt wird.
Die beschriebenen Wagen sind mit berührungsempfindlichen Vorrichtungen ausgestattet, die eine Notbremse in Funktion setzen. Bei den Wagen 2,3,20 und Zk können diese Vorrichtungen (nicht gezeigt) solcherart angebracht sein, dass nur diejenigen Vorrichtungen in Funktion treten, die beim Fortbewegen der Wagen nach vorne gewandt sind. Geeigneterweise sind auch elastische Stossfänger 25 angeordnet.
Ausserdem können auf jedem Wagen Abstandsdetektoren angebracht werden, mittels welcher ein bestimmter Abstand zwischen den V/agen gehalten wird.
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Claims (12)

  1. Sven Torgny Karlsson,
    S-A30 90 öckerö, Schweden
    Patentansprüche
    \.J Verfahren zum Zusammenbau von Einzelteilen wie Karosserie, Fahrgestell, Motor zu Kraftfahrzeugen, wobei mehrere Einheiten entlang einer Bahn zu aufeinander folgenden Montagestationen geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einheit oder Teile einer Einheit auf gesonderte, mit Motorantrieb versehene Transportwagen gestellt und darauf transportiert werden, und dass in Bezug auf Richtung und Geschwindigkeit jeder Wagen mit Hilfe von Signalen mindestens einer mit einer Steuerzentrale verbundenen, in Richtung der Bahn verlaufenden jeweiligen Steuerleitung individuell gesteuert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheiten zuerst auf einer auf dem Wagen in verschiedene Winkellagen einstellbaren Aufspannvorrichtung befestigt werden, die dann in einer geeigneten Winkellage eingestellt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Wagen zunächst ein Fahrgestell abgesetzt und anschliessend Ober diesem die zugehörige Karosserie im Abstand dazu auf dem Wagen gelagert wird, wonach diese beiden Teile vorzugsweise durch Anheben des Fahrgestelles einander genähert und miteinander verbunden werden.
  4. k. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3» bei welchem von der einen Steuer leitung andere Steuer leitungen etwa im Winkel von 90° abzweigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wagen beim Überwechseln von der einen Steuer leitung auf die andere im wesentlichen parallel zu sich selbst gesteuert werden.
  5. 5. Vorrichtung zum Zusammenbau von entlang einer Fertigungsstrasse bewegten Einzelteilen wie Karosserie, Fahrgestell, Motor zu Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Mehrzahl von entlang der Strasse gesteuerten Wagen umfasst, die jeweils mit einer Hatte-
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    einrichtung for das Bauteil sowie mit mindestens einem durch einen Motor antreibbaren und durch eine Verstelleinrichtung lenkbaren Rad und mit mindestens zwei weiteren Rädern sowie zum Steuern des V/agens mit mindestens einem Signal empfänger versehen sind, wobei die Vorrichtung aussserdem mindestens eine entlang der Fertigungsstrecke verlaufende und mit dem Signalempfänger des Wagens zusammenwirkende Steuerleitung umfasst.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie über der Längssteuer leitung in einer zweiten Ebene eine weitere Längssteuer leitung für in der zweiten Ebene bewegbare Wagen sowie eine die Bauteile von einem oberen Wagen auf einen unteren Wagen bringende Fördervorrichtung aufweist.
  7. 7. Vorrichtung nach mindstens einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise die in der unteren Ebene bewegbaren Wagen jeweils mit einer heb- und senkbaren Halteeinrichtung, z.B. für das Fahrgestell eines zusammenzubauenden Kraftfahrzeuges und mit einer weiteren Halteeinrichtung, z.B. zur Lagerung der dem Fahrgestell zugeordneten Karosserie versehen sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die heb- und senkbare Halteeinrichtung unterhalb der zweiten Halteeinrichtung angebracht ist.
  9. 9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichne t, dass mindestens einige Wagen mit einem als Arbeitsplattform ausgebtldeten Boden ausgerüstet sind.
  10. 10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass einem Bauteil, z.B. der Karosserie ein Aufspann-Rahmen zugeordnet ist, der an der Halteeinrichtung am Wagen in verschiedenen Winkeliagen anbringbar ist.
  11. 11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Karosserie tragenden Wagen ais Portalwagen ausgebildet sind, die mit der Karosserie ober die das Fahrgestell tragenden Wagen fahrbar sind.
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  12. 12. Transportwagen for ein Transportsystem, das eine Mehrzahl von selbstfahrenden Wagen aufweist, die entlang einer Leitlinie mittels Signalsender und am lägen angeordneten Signalempfängern beweglbar sind, wobei die empfangenen Signale zum Steuern des Antriebs und der Lenkung von Wagenrädern dienen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen jeweils im Bereich des vorderen und hinteren Endes mit mindestens einem antreibbaren und mittels der Lenkung steuerbaren Rad und mit mindestens einem weiteren drehbar angeordneten Rad versehen ist, wobei bei einer Fahrt in Längsrichtung des Wagens mindestens eines der angetriebenen Räder als Steuerung des Wagens mit Hilfe der Winkelverstellung dient, während bei einer Fahrt des Viagens quer zu seiner Längsrichtung die Steuerung des Wagens in der Weise erfolgt, dass die angetriebenen Räder in eine wesentlich quer zur Wagen längsrichtung verlaufende Stellung begracht und mindestens eines dieser Räder bezüglich seiner Drehzahl gesteuert wird.
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    ACf . Leerseite
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