DE2810822A1

DE2810822A1 - Einrichtung zum zusammenschweissen von kraftfahrzeugkarosserien

Info

Publication number: DE2810822A1
Application number: DE19782810822
Authority: DE
Inventors: Candia Ettore De
Original assignee: WELDESIGN SpA
Current assignee: WELDESIGN SpA
Priority date: 1977-03-14
Filing date: 1978-03-13
Publication date: 1978-09-21
Also published as: DE7807583U1; SE7802854L; ES467799A1; SE423979B; GB1564669A; IT1082801B; JPS53134747A; SE423979C; DE2810822C2

Description

PATENTANWÄLTE

A. GRÜNECKER

OPL-ING

H. KINKELDEY

OR-IN(I

W. STOCKMAlR

DR-INC-AeE(CALTECH)

K. SCHUMANN

Da RER NAT. · DlPL-PHYS

P. H. JAKOB

D(PL-INa

G. BEZOLD

DR RSl NAT · DlPL-CHEM.

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

13. März 1978 PH 12 504

WELDESIGN Societa per Azioni Via Canelli 108 I-Turin

Einrichtung zum Zusammenschweißen von Kraftfahrzeugkarosserien

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Zusammenschweißen von Kraftfahrzeugkarosserien.In der kraftfahrzeugbauenden Industrie werden die meisten Kraftfahrzeugkarosserien von Hand an kontinuierlichen Drehgestell-Fertigungsstraßen geschweißt. Es kann vorgeplant werden, daß unterschiedliche, lose zusammengesetzte Karosserien sich durch das Fließband auf Paletten oder Karren mit dazu passenden seitlichen Positionierungsgestellen, "Rahmsn" oder Fixiergestellen bewegen,wobei das Schweißen von Hand durchgeführt wird, wie es erforderlich ist, gleichgültig, welche Karosserie sich auf dem Fließband bewegt.

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TELEFON (089) 22 2S62

TELEX OS-SB SBO TELEKOPIERER

Einige Karosseriemontagewerke verwenden Einrichtungen, die man als "Fixierböcke" bezeichnet und die alle Hauptbestandteile enthalten - Karosserieunterteil, -selten und -oberteil - in der richtigen Zusammenstellung in einer einzigen Spezialeinspannung, wobei in gleicher Weise das Schweißen von Hand verwendet wird, um den unterschiedlichen Schweißerfordernissen für jede spezielle Karosserie nachzukommen. In manchen Fällen werden automatische Vielfach-Punktschweißeinrichtungen an einem Rahmenkopf mit Schwenksäulen angebracht; in diesen Fällen sind allerdings die Schweißstellen für jede spezielle Karosserie festgelegt, wobei keine Vorkehrung zum Programmieren der Schweißköpfe getroffen ist, um unterschiedliche Schweißtatigkeiten für unterschiedliche Karosserien durchzuführen.

In einem Fall wurden für ein spezielles Kraftfahrzeugmodell mit drei Karosserietypen programmierbare Roboter zum. nochmaligen Punktschweißen oder Endschweißen an aufeinanderfolgenden festen Stationen vorgesehen. Es wurde eine Vorkehrung zum anfänglichen Fixieren der Hauptbestandteile an einem ersten "Fixierabschnitt" getroffen, wo Karren, die das Karosserieunterteil tragen, sich kontinuierlich in Längsrichtung mit für die einzelnen Karosserietypen passenden Fixierseitengestellen bewegten, wobei das Schweißen teilweise von Hand und teilweise durch automatische Schweißköpfe durchgeführt wurde, die allerdings dahingehend begrenzt waren, daß sie die Schweißung nur an den Schweißpunkten durchführen konnten, die für alle drei Karosserietypen gemeinsam waren; die Fließbandkarren kehrten zur Ausgangsstellung am Ende eines jeden Schweißzyklus zurück. Eine Schweißung von Hand wurde für alle Stellen verwendet, die bei den verschiedenartigen Karosserietypen unterschiedlich waren.

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Eine automatische Schweißung durch Roboter-Schweißmaschinen, die für den automatischen Wechsel für unterschiedliche Karosserietypen programmiert waren, fand dann in einem zweiten, intermittierenden Abschnitt des Arbeitsflusses statt, nachdem die Karosseriegeometrie im ersten, kontinuierlichen Arbeitsfluß in der Karusselfixierstation festgelegt wurde. Nach dem intermittierenden Arbeitsfluß durch den zweiten Abschnitt wurde für die Karren eine Vorkehrung getroffen, wieder den kontinuierlichen Arbeitsfluß durch einen dritten Abschnitt aufzunehmen, wo das nochmalige endgültige Punktschweißen von Hand durchgeführt wurde.

Im Falle automatischer Bänder ist die übertragungseinrichtung immer eine starre Einrichtung, die festliegende Schritte von jeder Schweißstation zur nächsten sowie einen festgelegten Weg für die Teile mit einer vorher eingestellten und konstanten übertragungsgeschwindigkeit erfordert.

Der Nachteil dieser bekannten Einrichtung liegt insbesondere in seiner Starrheit, die es außerordentlich schwierig und teuer macht, zusätzliche oder zwischengeschobene Tätigkeiten einzuführen oder herauszunehmen, und es macht es notwendig, alle Werkzeuge für die Herstellung eines unterschiedlichen Kraftfahrzeugmodells neu herzustellen, das über dasselbe Band laufen soll.

Die vorliegende Erfindung trachtet danach, eine verbesserte Einrichtung zum Zusammenschweißen vorzusehen, die viele der Nachteile der oben erwähnten bekannten Einrichtungen überwindet, sowie auch deren Beschränkungen und Unzulänglichkeiten, und die dazu dient, unter verringerten Kosten die Flexibilität beim automatischen Schweißen unterschiedlicher Kraftfahrzeugkarosserien in willkürlicher Verteilung auf demselben Fließband bzw. derselben Produktionsstrecke zu erhöhen. Zusätzlich können die Kosten zum Auswechseln

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bzw. neuen Einsetzen von Werkzeug für neue Karosserietypen durch Verwendung der vorliegenden Erfindung wesentlich verringert werden.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Einrich— tung zum Zusammenschweißen von Kraftfahrzeugkarosserien dazu eingerichtet, an Kraftfahrzeugkarosserien mindestens zweier unterschiedlicher Typen tätig zu werden und umfaßt eine Einrichtung zum genauen Positionieren des unteren Karosserieteils einer lose vorher zusammengesetzten Kraft— fahrzeugkarosserie, eine Einrichtung zum genauen Positonieren anderer Bestandteile einer lose vorher zusammengestellten Karosserie relativ zu ihrem Unterteil, sowie eine Einrichtung, um die anderen Bestandteile miteinander und mit dem Karosserieunterteil der Fahrzeugkarosserie zu verschweißen, während diese Teile genau an Ort und Stelle gehalten werden, um hierbei die Geometrie der Karosserie festzulegen, wobei die Einrichtung zum genauen Pasitonieren der anderen Bestandteile einer vorher lose zusammengestellten Karosserie eine auswechselbare Positionierungseinrichtung aufweist, die jeweils derart geformt ist, daß sie zusammenwirkend in Eingriff mit einer der unterschiedlichen zu verschweißenden Kraftfahrzeugkarosserie in Eingriff treten, und wobei die Einrichtung zum Zusammenschweißen der anderen Bestandteile programmierbar ist, um hierbei Schweißtätigkeiten an unterschiedlichen Stellen bei unterschiedlichen Typen zu verschweißender Karosserien durchzuführen.

Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung transportable Paletten mit einer Einrichtung zum genauen Positionieren eines Karosserieunterteils an der Fixierstation. Wie hierien verwendet, wird der Begriff "Fixierstation" oder "Zusammenspannstation" derart verstanden, daß er auf eine Station hinweist, an der eine Anzahl lose vorher zusammengesetzter

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Bestandteile endgültig auf ihre exakte relative Lage mittels automatischer Fixierrahmen, die "Seitengestelle" genannt werden, eingestellt werden, die mit mehreren Positionierungseinrichtungen versehen sind, die in Anschlag gegen Bezugsstellen an der Karosserie in Eingriff bringbar sind, die dann mit soviel Einzelschweißungen zusammengeschweißt werden, daß diese mindestens ausreichen, um die Bestandteile zuverlässig und starr bezüglich einander an Ort und Stelle zu halten.

Die Stütz- und Überführungsvorrichtungen für die Paletten können entweder als selbständige Fördereinheiten mit Eigenantrieb oder als zusätzliche Förderstraße oder als nichtsynchrone Förderstraße ausgebildet werden.

Die Fixierstation ist vorzugsweise mit mindestens zwei unterschiedlichen Typen von "Seitengestellen" versehen, von denen jedes derart ausgerüstet ist, daß es an einem Karosserietyp wirksam werden kann, der sich von dem unterscheidet, für den die anderen Typen von Seitengestellen ausgerüstet sind. Die Seitengestelle können mit einer Einrichtung versehen werden, um den erforderlichen Typ eines Seitengestells in die wirksame Stellung zu verlagern,, während sich der andere in einer Warte- oder Betriebsbereitschaftsstellung befindet.

Die Schweißvorrichtungen der Fixierstation sind vorzugsweise Schweißroboter mit unterschiedlichen Programmen, die von einer programmierbaren Steuerung jedesmal dem zu verschweißenden Karosserietyp entsprechend ausgewählt werden.

Somit kann die Schweißanlage die intermittierende übertragung unterschiedlicher Karosserien zu einer oder mehreren festen Fixierstationen umfassen, sowie starre Paletten zur genauen Montage des Karosserieunterteils, wobei die Paletten

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an Laufgestellen mit Eigenantrieb angebracht oder in einer Pendelanlage oder durch einen Stetigförderer bewegt werden., mit einer Einrichtung zum Lösen des Eingriffs des Palettenantriebs an der Fixierstation oder an den Fixierstationen. Die Seitengestelle, die an einer vorgegebenen Fixierstation vorgesehen sind, können gegen andere Seitengestelle austauschbar sein oder anderswie dazu eingerichtet sein, unterschiedliche Karosserien aufzunehmen, wobei eine Vor— kehrung zum programmierten Schweißen getroffen ist, um den Erfordernissen einer jeden unterschiedlichen Karosserie durch einen oder mehrere Roboterschvjeißeinrichtungen _zu entsprechen. Hin- und herführbare, rasch auswechselbare Seitengestelle können dort vorgesehen werden, wo es erforderlich ist, die Seitenkomponenten unterschiedlicher Karosserien aufzunehmen, und mehrere Fixierstationen können vorgesehen werden, um möglichst viele unterschiedliche Karosserien aufzunehmen, wenn es der Hersteller wünscht, den Zusammenbau in einer einzigen Anlage durchzuführen.

Die Einrichtung der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von jeder der vorher erwähnten bekannten Einrichtungen des Standes der Technik in einer Anzahl wesentlicher Gesichtspunkte. Jeder Schweißvorgang von Hand kann weggelassen werden, und jeder automatische Schweißvorgang kann an festen SchweißStationen hinter der Fixierstation oder hinter den FixierStationen durchgeführt werden, wobei die Notwendigkeit für die Schweißköpfe vermieden wird, sich mit einer kontinuierlichen Förderstraße zu bewegen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel können unterschiedliche WagenkarosSerien an derselben Fixierstation dadurch aufgenommen werden, daß rasch austauschbare Formgebungsrahmen mit programmierbaren Schvjeißeinrichtungen vorgesehen werden, die für den automatischen Wechsel auf die unterschiedlichen Schwexßerfordernisse einer jeden der unterschiedlichen Typen von aufzunehmenen Kraftfahrzeugkarosserien angepaßt

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sind. Wahlweise kann ein vorgegebenes Seitengestell mit automatisch austauschbaren Positioniereinrichtungen ausgestattet sein, die für unterschiedliche Karosserien wie etwa die zweitürige und die viertürige Version eines bestimmten Modells eingerichtet sein können, wobei diese Versionen ansonsten im allgemeinen, in der gesamten KarosSerieausbildung ähnlich sind. Es kann auch eine Vorkehrung zur Aufnahme unterschiedlicher Paletten zum Tragen unterschiedlicher Karosserieunterteile dort verwendet weden, wo dies für die unterschiedlichen Karosserien erforderlich ist, und es kann eine völlige Flexibilität erzielt werden, um letztlich in der Lage zu sein, jede Anzahl unterschiedlicher Wagenkarosseriemodelle und Typen in jeder .gemischten Reihenfolge innerhalb einer einzigen Anlage zu bearbeiten, in der alle Schweißtatigkeiten automatisch durchgeführt werden.

'Weitere Flexibilität und eine besondere Wirtschaftlichkeit wird beim Umwechseln auf ein neues Fahrzeugmodell dadurch erzielt, daß man das Spezialwerkzeug, das zum Positionieren spezieller KarosSeriebestandteile in den Seitengestellen und auf den Paletten erforderlich ist, auf ein Minimum reduziert ·, und daß dieser Umstand zusammen mit der Flexibilität der wiederprogrammierbaren Schweißeinrichtungenselbst entschieden die Kosten eines Modellwechsels verringert.

Somit liegen die Vorzüge der Erfindung hauptsächlich in der Tatsache, daß sie ein automatisches Kraftfahrzeug-Karosseriefließband vorsieht, das programmierbar ist, damit man in der Lage ist, das Programm einfach und automatisch entsprechend eines jeden Kraftfahrzeugkarosserxetyps, der zusammenzubauen ist, abzuändern, was die Möglichkeit ergibt, daß man jederzeit das Verhältnis der produzierten Menge eines Kraftfahrzeugkarosserietyps zu der eines an-

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deren Typs ändert, und was das Umrüsten auf einen neuen Kraftfahrzeugkarosserietyp in einer sehr kurzen Zeit und unter äußerst geringen Investitionskosten gestattet.

Verschiedenartige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun noch näher beispielsweise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. I eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht einer Fixierstation ist, die in Übereinstimmung mit den Grundlagen der vorliegenden Erfindung errichtet wurde,

Fig. 2 ein schematischer Längsschnitt ist, der längs Linie II-II in Fig. 1 vorgenommen wurde,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen Teil

eines Kraftfahrzeugkarosseriefließbandes ist, bei dem die erfindungsgemäße Einrichtung verwendet ist,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines abgeänderten Fließbandes mit einer Fixierstation ist, die unterschiedlich gegenüber der gemäß Fig. 1 und 3 ist,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das in Fig. 4 gezeigte Fließband ist,

Fig. 6 ein Schnitt längs Linie VI-VI in Fig. 5 ist,

Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf ein weiteres, abgeändertes Fließband ist, das ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält,

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Teils eines Seitengestells ist, das mit auswechselbaren Positionierungseinrichtungen für zweitürige und viertürige Ausführungsformen eines vorgegebenen Modells ausgerüstet ist,

Fig. 9 eine Draufsicht auf das Seitengestell ist, das

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in Fig. 8 gezeigt ist,

Fig. 10 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit eines Seitengestells ist, das in Fig. 8 und 9 gezeigt ist,

Fig. 11 eine in noch weiter vergrößertem Maßstab dar-' gestellte Einzelheit eines Teils der Fig. 10 ist.

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen; dort ist in. Fig. 1 und 2 eine Fixierstation 10 gezeigt, die dazu ein- . gerichtet ist, die eine oder die andere zweier unterschiedlicher Kraftfahrzeugkarosserien aufzunehmen und zu schweißen; beispielsweise die zweitürige und die viertürig Version desselben Modells. Die Fixierstation 10 umfaßt einen Eingangsrahmen -12 am Eingangsende und einen Ausgangsrahmen 14 am Ausgangsende. Die oberen Teile der beiden Rahmen 12 und 14 sind mit zwei Schienen versehen, die sich in Längsrichtung quer über die Station 10 erstrecken. Zwei sich in Längsrichtung erstreckende seitliche Führungen sind am Unterteil der Fixierstation 10 angeordnet und umfassen jeweils mehrere Rollen 20 mit vertikalen Achsen, die eine abgeschlossene, motorisierte Fördereinrichtung 22 führ en, die Räder 24 aufweist, die längs einer Trasse durch eine Anlage zum. Zusammenbauen und Schweißen einer Kraftfahrzeugkarosserie durch eine bekannte geeignete Steuereinrichtung geführt und gesteuert werden.

Eine Palette 26 wurde (von Hand oder durch eine geeignete mechanische Einrichtung) auf der Fördereinrichtung 22 angeordnet , die mittels pneumatischer oder hydraulischer Betätigungseinrichtungen 28 angehoben und abgesenkt werden kann. Die Palette 26 ist mit Positionierungsvorrichtungen 27 und Spannvorrichtungen -22 rif^t&ffyFR"* *f-^^e ^ZUIn Unterteil 31

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einer Kraftfahrzeugkarosserie 30 passen, die. vorher lose aus den tiefgezogenen Metallblechelementen zusammengesetzt wurde, aus denen sie hergestellt wird und die provisorisch miteinander verbunden wurden, bevor sie auf der Palette eingespannt wurden. Die Fixierstation 10 ist mit vier Bezugsbuchsen 32 zum Zentrieren entsprechender kugeliger selbstzentrierender Vorsprünge 34 versehen, die an der Palette 26 angebracht sind.

An jeder Seite der Fixierstation 10 sind zwei Seitengestelle 36 vorgesehen, an deren oberen Enden.38 Rollen angebracht sind, die auf Schienen 16 laufen und es den Seitengestellen 36 ermöglichen, um die Achsen der Schienen 16 zu schwenken und in Längsrichtung auf derartigen Schienen zu laufen. Die unteren Enden 42 der Seitengesteile 36 weisen jeweils zwei Anschläge 44 auf, die zur Positionierung von Bezugsoberflächen 46 der Palette 26 dienen.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, werden die unteren Enden 42 der Seitengestelle 36 mittels teilweise kugeliger Rollen 48 in einer Gabel 50 angeordnet, die an einem Steuerhebel 52 angeordnet ist, der um sein unteres Ende schwenken kann, wie dies durch den Pfeil L in Fig. 1 gezeigt ist, um hierbei mittels der Rolle 48 und der Gabel 50 eine Schwenkbewegung des entsprechenden Seitengestells 36 um die Achse der Schiene 16 zu ermöglichen.

Jedes Gestell eines Paares gegenüberliegender Seitengestelle 36 weist Spannvorrichtungen auf, von denen eine mit 37 in Fig. 1 bezeichnet ist und die dazu eingerichtet sind, mit der vorher zusammengefügten Karosserie 30 in Eingriff zu treten, um ihre endgültige Geometrie festzulegen. Die Spannvorrichtungen, die von den Gestellen 36 an einem der beiden Paare einander gegenüberliegender Seitengestelle getragen werden, unterscheiden sich von

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denen, die von den Seitengestellen 36 des anderen Paares getragen werden, derart, daß es möglich ist, das eine Paar Seitengestelle 36 oder das andere zu Verschweißen zweier verschiedener Typen lose vorher zusammengebauter Karosserien zu verwenden.

Die Fixierstation 10 ist mit einer Anzahl programmierbarer Schweißroboter 54 versehen, von denen jeder mit einem Schweißgerät 54a. zum Durchführen von Punktschweißungen versehen ist.

Die oben beschriebene Anlage arbeitet wie folgt: Bevor die Fördereinheit in die Fixierstation 10 eintritt, heben die pneumatischen oder hydraulischen Betätigungseinrichtungen 28 die Palette 26, auf der die lose vorher zusammengebaute Karosserie 30 festgespannt ist. Nachdem die Einheit in die Fixierstation 10 gelangt ist, senken die Betätigungseinrichtungen 28 die Palette 26 ab, bis ihre kugeligen Zentriervorsprünge 34 mit den Positionierungsbuchsen 32 in Eingriff treten. Bei diesem Arbeitsgang schließen sich die beiden Seitengestelle 36, die. vorher abgespreizt waren, um es der Karosserie zu erlauben, zwischen ihnen einzufahren (wie in der gestrichelten Umrißlinie rechts in Fig. 1 gezeigt ist), indem die Seitengestelle um die Achsen der Schienen 16 schwenken, bis ihre Anschläge 44 gegen die Bezugsoberflächen 46 an der Palette 26 anschlagen. Als Ergebnis dieser Schwenkbewegung spannen die Seitengestelle 36 die lose vorher zusammengebaute Karosserie 30 fest, um ihre endgültige Geometrie zu bestimmen.

Wenn die Karosserie 30 von der Palette 26 und den beiden Seitengestellen 36 eingespannt ist, dann beginnen die Schweißroboter 54, die programmierte Tätigkeit durchzuführen. Derartige Roboter 54 führen unterschiedliche Schweißab-

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.laufe entsprechend des Karosserietyps 30 durch, der bei der Fixierstation 10 positioniert ist, und die Auswahl des Programms wird von einer geeigneten programmierbaren Steuereinrichtung oder einem Prozeßrechner getroffen, der die Gesamtanlage steuern kann. Am Ende ihres Schweißablaufes lösen sich die Roboter 54 aus dem Eingriff, und die Seitengestelle 36 werden aus der Einspannung mit der Karosserie gelöst und nach außen in eine offene Stellung mittels der Arme 52 geschwenkt. Nachfolgend wird die Palette 26 abgehoben und aus der Fixierstation 10 durch die angetriebene Fördereinrichtung 22 ausgetragen.

Wenn eine Karosserie 30 einer anderen Art als die, die soeben erörtert wurde, in die Fixierstation 10 eintritt, dann informiert die Steuer- bzw. Regelanlage eine Steuereinheit und diese entfernt das Paar Seitengestelle 36, sobald sein Arbeitsablauf fertiggestellt ist, und ersetzt es durch das andexe Paar Seitengestelle, die für die neue Karosserie 30 geeignet sind; diese Gestelle befanden sich vorher in einer Bereitschaftsstellung.

Fig. 3 stellt schematisch einen Teil einer Schweißanlage dar, die die Ausrüstung verwendet, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben ist. Ein automatisches Lager 56, das durch eine geeignete Einrichtung { nicht gezeigt) gesteuert wird, beinhaltet mehrer Paletten 26, die mit Einrichtungen zum Herstellen eines Eingriffs mit mehreren unteren Bezugspunkten versehen sind, mit denen die Kraftfahrzeugkarosserien versehen sind, um hierbei den unteren Teil einer Kraftfahrzeugkarosserie, die sich im Bau befindet, starr und genau zu positionieren. Bevor sie in eine danebenliegende Ladestation 58 eintritt, läuft jede Fördereinrichtung 22 vor dem automatischen Lager 56 vorbei, wo sie eine Palette aufnimmt, die so ausgestattet ist, daß sie den Karosserietyp abstützt, der gerade lose zusammengebaut

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an der Ladestation ankommt.

Die Karosserien werden lose in einer Zusammenbauzone (nicht in der Zeichnung gezeigt) vorher zusammengebaut und laufen dann weiter bis zur Ladestation 58, wobei die Überführung mittels eines geeigneten Hängeförderers (ebenfalls nicht gezeigt) bewirkt wird. Die Karosserien werden dann auf die Palette durch einen Absenklift aufgesetzt. Wurde das Umsetzen durchgeführt, dann wird der Eingriff der Karosserien mit dem Lift gelöst, und sie werden automatisch durch geeignete bekannte Einrichtungen mit der Palette verspannt. Die Karosserien werden auf der Palette in Ausrichtung mit den oben erwähnten unteren Bezugspunkten festgespannt und werden dann mittels der angetriebenen Fördereinrichtungen längs Trassen gefördert, die schematisch durch die Pfeile A und B in Fig. 3 bezeichnet sind, und zwar zu einer von zwei FixierStationen, von denen die erste in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet ist. Der Pfeil B in Fig. 3 führt zu einer zweiten Fixierstation (nicht dargestellt) parallel zur Station 60: Weitere derartige parallele Fixierstationen können vorgesehen werden, wenn es der Durchsatz von Wagenkarosserien erfordert. In diesem letztgenannten Fall kann durch eine geeignete Steueranlage eine Auswahl getroffen werden, die die Fixierstation bezeichnet, die zugehörig ist zu der lose zusammengefügten, zu schweißenden Karosserie. Wo mehr als eine identische Fixierstation verwendet wird, um den Produktionserfordernissen nachzukommen, kann die Steueranlage für den Förderer auch entweder eine freie Station oder eine Station bestimmen, die der Fertigstellung ihres Arbeitsablaufes am nächsten kommt, um die nächste lose zusammengefügte Karosserie dorthin zu lenken.

Die Schweißtätigkeit wird dann an der Station 60 durchgeführt, und dies bestimmt die endgültige Geometrie der

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fertigen Karosserie, wie vorher beschrieben wurde. Die Karosserie, die derart geometrisch festgelegt und in einer festen geometrischen Ausbildung verschweißt wurde, wird dann zu einer Reihe nachfolgender SchweißStationen 62, 64, 66 usw. überführt, deren Anzahl mehr oder weniger in Übereinstimmung der erforderlichen Flexibilität der Anlage entsprechen kann.Bei diesen nachfolgenden Schweiß Stationen wird fertiggeschweißt, um der Karosserie ihre erforderliche mechanische Festigkeit zu verleihen.

Bei dem modifizierten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, sind zwei unterschiedliche Arten von Karosserien jeweils mit 30a und 30b bezeichnet und werden auf entsprechend eingerichteten Paletten getragen, die mit 26a und 26b bezeichnet sind; sie laufen durch eine Fixier- und Schweißstation 110 mittels einer zusätzlichen Förderstraße, die allgemein mit 122 bezeichnet wird und auf der die Karosserien 30a, 30b, die vorher auf die Paletten 26a, 26b aufgeladen wurden, mittels eines Lift 74 aufgeladen werden. Die Fixier- und Schweißstation 110 ist wie die Station 10, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, mit zwei Paaren von Seitengestellen 36a und 36b versehen, die in Längsrichtung an Schienen 16 laufen und imstande sind, über einen begrenzten Bodenbereich um die Achsen dieser Schienen zu schwenken. Die Seitengestelle 36a sind in gleicher Weise mit Positionierungseinrichtungen und Spanneinrichtungen (nicht gezeigt) versehen, um den Karosserien 30a, die von Paletten 26 a getragen werden, ihre endgültige geometrische Form zu verleihen, bevor sie von Robotern 54 zusammengeschweißt werden, während die Seitengestelle 36b in ähnlicher Weise ausgestattet sind, um auf analoge Weise an den Karosserien 36b tätig zu werden, die an den Paletten 26b getragen werden.

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Im gezeigten Beispiel ist eine Karosserie 30a, die von einer Palette 26a getragen wird, zwischen den Seitengestellen 36a eingespannt und ein Paar Seitengestelle 36b befindet sich in BereitSchaftsstellung.

Das Aufladen der Karosserien auf die Paletten wird an einer Beladungsstation 68 durchgeführt, die zwei vertikal angeordnete, mechanisierte Palettenlager 70a und 70b aufweist, und zwar jeweils einen an jeder Seite der Förderstraße 122. Jedes Lager ist mit einer Querfördereinrichtung versehen, die schematisch mit 72 bezeichnet ist, lim eine von einer programmierbaren Steuereinrichtung (nicht gezeigt) ausgewählte Palette einem Förderer 74 zuzuführen, der sie in eine Stellung bringt, in der die entsprechende lose vorher zusammengebaute Karosserie auf sie aufgeladen wird. Die Anordnung, die die Palette und die Karosserie umfaßt, wird auf das Fließband 122 von der Hubeinrichtung 75 eingesetzt.

Am Ausgang aus der Schweißstation 110 werden die Paletten von ihren entsprechenden Karosserien getrennt, die nun eine stabile Ausbildung angenommen haben, und werden mittels eines einen nach unten gerichteten Hub durchführenden Lifts 76 und einer unterhalb verlaufenden Rückführstraße 122a zur Unterseite des Lifts 74 gefördert, um. wieder in ihre entsprechenden Speicher 70a und 70b an der Beladungsstation 68 eingesetzt zu werden.

Fig. 7 zeigt schematisch eine andere, gegenüber der vorher beschriebenen Ausstattung abgeänderte Ausführungsform, um die Seitengestelle gegen die lose vorher zusammengesetzten Karosserien anzulegen, die von entsprechenden Paletten getragen werden, und zum automatischen Wechseln derartiger Seitengestellpaare entsprechend dem Karosserie-

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typ an der Schweißstation. Diese abgeänderte Anordnung kann entweder in einer Anlage verwendet werden, in der die Paletten mittels abgeschlossener Fördereinrichtungen bewegt werden, wie es in Fig.1 bis 3 gezeigt ist, oder in einer Anlage, in der die Paletten mittels einer zusätzlichen Förderstraße.bewegt.werden, wie dies in Fig.4 bis 6 gezeigt ist.

In Fig. 7 ist eine Fixierstation 210 gezeigt, die mit Schweißrobotern 54 versehen ist, bei denen zwei Karosserietypen 30a und 30b angenommen werden können, die von einer zusätzlichen Förderstraße 122 zugeführt werden. Eine Umlaufeinrichtung für die Seitengestelle 36a und 36b ist an jeder Seite der Fixierstation 210 angeordnet. Jeder Umlauf umfaßt einen zusätzlichen Abschnitt 78 für die Vorwärtsbewegung, längs dessen die Seitengestelle in Längsrichtung parallel zu den Karosserien laufen, wobei ihre Bewegung auf die Palettenbewegung synchronisiert ist, einen Abschnitt 80 für die Schnellrückführung, längs dessen die Seitengestelle ebenfalls in Längsrichtung laufen, einen Querabschnitt 82 vor der Fixierstation, der die ausgewählten Seitengestelle in wirksame Stellung neben der Palette bewegt, die die entsprechende, lose vorher zusammengebaute Karosserie trägt, und einen Querabschnitt 84 hinter der Schweißstation, um die Seitengestelle vom Ende des Abschnitts für Vorwärtsbewegung quer zum Abschnitt für den Schnellrücklauf zu bewegen.

Zwei Lager 86 speisen die beiden Rücklaufabschnitte 80 der beiden Umläufe mit den erforderlichen Seitengestellpaaren 36a und 36b mittels geeigneter Fördereinheiten 88, die ebenfalls verwendet werden, um die Seitengestelle, die bei dem hinter der Anlage liegenden Querabschnitt 84 ankommen, in die entsprechenden Lager

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86 zurückzuziehen, es sei denn, sie sollen unmittelbar wieder verwendet werden; in diesem Fall werden sie geradewegs längs des Rücklaufabschnitts 80 zurückgeführt.

Es wird nun auf Fig.8 und 9 Bezug genommen; dort ist der Umriß 30 einer zweitürigen Version einer Kraftfahrzeugkarosserie gezeigt, und mit gestrichelter Umrißlinie die viertürige Version desselben Modells. Der Teil der Umrißlinie, der für die beiden Kraftfahrzeugkarosserien gemeinsam vorliegt, ist allgemein mit dem Zeichen 300 bezeichnet; der Teil der Umrißlinie, der lediglich zur zweitürigen Version der Wagenkarosserie gehört, ist mit 300a bezeichnet, und die gestrichelte Umrißlinie, die den Teil, der Umrißlinie darstellt, der lediglich zur viertürigen. Version der Wagenkarosserie gehört, ist mit 300b bezeichnet.

Eines der beide'n Seitengestelle 136, mit denen eine Schweißstation versehen ist, ist in Position an der Kraftfahrzeugkarosserie gezeigt. Dieses Seitengestell 1;36 trägt mehrere Positionierungseinrichtungen, die schematisch in Fig. 8 und 9 angezeigt sind und geeignet sind, mit der vorher-zusammengebauten Wagenkarosserie an einer Anzahl von Bezugspunkten derart in Eingriff zu treten, daß sie ihr ihre endgültige Geometrie verleihen.

Die Positionierungseinrichtungen weisen drei unterschiedliche Typen auf; der erste Typ 370 ist mit Bezugselemente versehen, die geeignet sind, um in Eingriff mit Teilen 300 der Kraftfahrzeugkarosserie zu treten, die beiden Versionen des Modells gemeinsam sind, ein zweiter Typ 370a ist mit Bezugselementen versehen, die geeignet sind, lediglich mit Teilen 300a der Kraftfahrzeugkarosserie zusammenzuarbeiten, die zur zweitürigen Version des Modells gehören, und ein dritter Typ 370b ist mit Bezugselementen versehen, die nur zur Z.usammenwirkung mit den Teilen 300b der Kraftfahrzeugkarosserie

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geeignet sind, die zur viertürigen Version gehören. Die Positionierungseinrichtungen 370 des ersten Typs treten somit mit den Bezugspunkten an dem Teil der Kraftfahrzeugkarosserie in Eingriff, die mit dem Bezugszeichen 300 bezeichnet ist, und zwar sowohl im Fall der zweitürigen Version als auch im Fall der viertürigen Version des Modells.

In Übereinstimmung mit jedem Bezugspunkt eines Teils 300a der Wagenkarosserie, das lediglich zu einem zweitürigen Modell gehört, oder an einem Teil 300b der Wagenkarosserie, das nur zu einem viertürigen Modell gehört, ist das Seitengestell mit der einen oder der anderen zweier weiterer Typen von Positionierungseinrichtungen 370a, 370b versehen, soweit zweckmäßig, wobei die Positionierungseinrichtungen des zweiten Typs 370a dazu bestimmt sind, nur dann tätig zu werden, wenn in der Schweißstation eine vorher zusammengebaute Wagenkarosserie des zweitürigen Typs angeordnet ist, und die Positionierungseinrichtung 370b des dritten Typs ist dazu bestimmt, nur dann tätig zu werden, wenn in der Schweißstation eine vorher zusammen- ■ gebaute Wagenkarosserie mit vier Türen vorliegt.

Wie im einzelnen in Fig. 10 dargestellt ist, -sind an einem Stützelement 406, das vom Seitengestell 136 getragen "wird, zur Drehbewegung um eine Achse 407 schwenkbar eine Positionierungseinrichtung 370a des zweiten Typs angebracht, die in der wirksamen Stellung dargestellt ist, sowie eine Positionierungseinrichtung 370b des dritten Typs, die in der untätigen Stellung dargestellt ist. Die beiden Positionierungseinrichtungen 370a und 370b wirken an einem Bezugspunkt, der mit A in Fig. 11 bezeichnet ist.

Die Verlagerung der beiden Positionierungseinrichtungen 370a, 370b zwischen ihrer wirksamen und unwirksamen Stellung

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wird mittels zweier pneumatiscfer oder hydraulischer Zylinder 412, 413 bewirkt, die um eine Achse 420 am Tragelement 406 schwenkbar abgestützt sind. Die Kolbenstange 408 des Zylinders 412 ist schwenkbar an der Positionierungseinrichtung 370a mittels einer Schwenkkupplung 410 angelenkt, und die Kolbenstange 409 des Zylinders 413 ist an der Positionierungseinrichtung 370b mittels einer Schwenkkupplung 411 angelenkt.

Die Positionierungseinrichtung 370a trägt ein festes Bezugselement 418 und zwei bewegliche Bezugselemente 416, 417, die ihrerseits um entsprechende Achsen 419 und 421 drehbar sind. Die Drehung der beweglichen Bezugselemente 416, 417 wird über eine bekannte (in der Zeichnung nicht gezeigte) Kraftübertragung durch entsprechende Betätigungseinrichtungen 414, 415 gesteuert, deren fester Teil starr mit der Positionierungseinrichtung 370a verbunden ist.

In ähnlicher Weise trägt die Positionierungseinrichtung 370b ein festes Bezugselement 426 und zwei bewegliche Bezugselemente 424, 425, die jeweils um zwei Achsen 427, 428 drehbar sind, deren Drehung durch zwei Betätigungseinrichtungen 422, 423 gesteuert wird, deren feste Teile starr mit der Positionierungseinrichtung 370b verbunden sind.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind an der Stelle an der Kraftfahrzeugkarosserie, an der die Positionierungseinrichtung 370a tätig wird, drei Metallelemente 434, 435 und 436 angebracht, gegen die die Anschlagoberflächen 431., 433 und 432 der drei Bezugselemente 417, 416 und 418 in Eingriff treten.

Wenn eine Wagenkarosserie, die an der Fixierstation ankommt, dem zweitürigen Typ angehört, dann halten die Betätigungs-

einrichtungen 412 und 413 die Positionierungseinrichtung 370a in ihrer wirksamen Tätigkeit, und die Positionierungseinrichtung 370b befindet sich in ihrer untätigen Stellung. Nachdem die vorher zusammengebaute Wagenkarosserie in die Fixierstation gelangt ist, werden die Seitengestelle in ihre unmittelbare Nähe gebracht, wie oben beschrieben ist, um mit den verschiedenartigen Bezugspunkten in Eingriff zu treten und der Karosserie ihre endgültige Geometrie zu verleihen. Im einzelnen werden am Bezugspunkt A durch die Tätigkeit der Betätigungseinrichtungen 414 und 415 die Anschlagoberflächen 431 und 433 der beweglichen Bezugselemente 416 und 417 in Eingriff getragen, wobei die Metallelemente 434 und 435 diese und die Anschlagoberfläche 432 des festen Bezugselements 418 fest in ihren endgültigen Stellungen miteinander verriegeln.

Nach dem Schweißen steuern die Betätigungseinrichtungen 414 und 415 die Drehung der beweglichen Bezugselemente 416 und 417, um ihren Eingriff mit den Metallelementen 434, 435 und 436 zu lösen, und die entsprechenden anderen Bezugselemente der anderen Verriegelungseinrichtungen (nicht gezeigt) des Seitengestells, das gerade in Betracht gezogen wird, werden ebenfalls aus dem Eingriff gelöst, woraufhin das Seitengestell dann seitlich von der Wagenkarosserie weg verlagert wird.

Ähnliche Tätigkeiten werden mittels der Positionierungseinrichtung 370b an einer viertürigen Wagenkarosserie durchgeführt. In diesem Fall wird die Betätigungseinrichtung 412 zurückgezogen, um die Positionierungseinrichtung 370a in ihre unwirksame Stellung zu bringen, und die Betätigungseinrichtung 413 wird ausgefahren, um die Positionierungsexnrxchtung 370b in ihre wirksame Stellung zu bringen.

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Claims

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dot-ing:

H. KINKELDEY

PR-ffja

W. STOCKMAIR

V Q Ι Π Ο Ο *y DR-BgSAaE(CAUTECH)

K. SCHUMANN

r ■ dipl-phys R. H. JAKOB

G. BEZOLD

DR PBl NAT· DIPL-CHEM.

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

A π s p. r ü c h e

1 J Kraftfahrzeugkarosserxe- Schweißeinrichtung,, die dazu ixngerichtet ist, an Kraftfahrzeugkarosserien mindestens zweier unterschiedlicher Typen wirksam zu werden, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Einrichtung (26a, 26b) zum genauen Positionieren des Karosserieunterteils einer lose vorher zusammengebauten Kraftfahrzeugkarosserie aufweist, eine Einrichtung (36, 136) zum genauen Positionieren anderer Bestandteile einer lose vorher zusammengebauten Karosserie hinsichtlich ihres Karosserieunterteils,sowie eine Einrichtung (54) zum Verschweißen der anderen Bestandteile miteinander und mit dem Karosserieunterteil der Fahrzeugkarosserie, während diese Teile genau an Ort und Stelle gehalten werden, um hierdurch die Geometrie der Karosserie zu fixieren, daß die Einrichtung (36, 136) zum genauen Positionieren anderer Bestandteile einer lose vorher zusammengebauten Karosserie auswechselbare

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Positionierungseinrichtungen. {416, 417, 418; 424, 425, 426) umfaßt, die jeweils so geformt sind, daß sie zusammenwirkend mit einem der unterschiedlichen Kraftfahrzeugkarosserietypen, die zu schweißen sind, in Eingriff tritt, und daß die Einrichtung (54) zum Verschweißen der genannten anderen Bestandteile programmierbar ist, um hierbei Schweißtätigkeiten an unterschiedlichen Stellen bei verschiedenen,zu verschweißenden Karosserietypen durchzuführen.
2. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum genauen Positionieren eines Kraftfahrzeugkarosserie-Unterteiles eine transportable Palette (26a, 26b) umfaßt, wobei unterschiedliche Paletten (26a, 26b) derartig geformt sind, daß sie unterschiedlichen Karosserieunterteilen entsprechen.
3. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung

nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum genauen Positionieren der anderen Bestandteile einer lose vorher zusammengesetzten Karosserie austauschbare Seitengestelle bzw. Seitehrahmen (36a, 36b; 136) an einer Fixierstation zum genauen Positionieren der anderen Bestandteile der unterschiedlichen Karosserien umfassen.
4. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung

nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Seitengestelle 66a, 36b; 136) entsprechende Positionierungseinrichtungen (416, 417, 418, 424, 425_r 426) tragen, die dazu eingerichtet sind, seitlich in Eingriff mit Bestandteilen eines zugeordneten . unterschiedlichen Karosserietyps zu treten.

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5. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Einrichtungen (16, 38, 40) zum Verlagern unterschiedlicher Seitengestelle (36a, 36b,

136) in eine wirksame Stellung oder aus dieser an der Fixierstation vorgesehen sind.
6. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißeinrichtung von programmierbaren Roboter (54) mit Schweißköpf en (54a) gebildet sind, die dazu eingerichtet sind, mehrere Punktschweißungen durchzuführen und hierbei die anderen Bestandteile und das Karosserieunterteil einer Kraftfahrzeugkarosserie an der Fixierstation zusammenzufügen.
7. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner mehrere Schweißstationen (62, 64, 66) mit weiteren Schweißeinrichtungen zum Fertigsteilen zusätzlicher Punktschweißungen vorgesehen sind, nachdem die Geometrie der Karosserie durch Schweißung an der Fixierstation festgelegt wurde.
8. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitengestelle (36a, 36b; 136) einen Hauptaufbau umfassen, der für unterschiedliche Karosserien gemeinsam ist, sowie unterschiedliche Positionierungseinrichtungen, die jedes Seitengestell an eine spezielle Karosserie anpassen.
9. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Seitengestell (36a, 36b) mit unterschiedlichen Positioniereinrichtungen hieran versehen ist, die für

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unterschiedliche Karosserien eingerichtet sind, wobei das Seitengestell (36a, 36b) auch andere Positionierungseinrichtungen trägt, die eine gemeinsame Stellung für die unterschiedlichen Karosserien tragen.
10. Kraf tf ahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungseinrichtungen, die für unterschiedliche Karosserien eingerichtet sind, wahlweise zwischen einer wirksamen und einer unwirksamen Stellung beweglich sind, um hierbei das Seitengestell an unterschiedliche Karosserien anzupassen.
11. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (70a, 70b) zum. Speichern unterschiedlicher Paletten (26a, 26b) für unterschiedliche Karosserieunterteile längs einer Beladungsstation (68) der Einrichtung vor der Fixierstation (110) vorgesehen ist, sowie eine Einrichtung (72) zum Einbringen einer geeigneten Palette für jedes unterschiedliche Karosserieunterteil in die Beladungsstation (68).
12. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Fördereinrichtungen (122, 122a) zum Fördern der Paletten (26a, 26b) zur Fixierstation (110) hin und von dieser weg vorgesehen ist.
13. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß selbstangetriebene Stützeinrichtungen (22) zum Fördern der Paletten (26a, 26b) zur Fixierstation und von dieser weg vorgesehen sind-

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14. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach Anspruch 12_r dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (122, 122a) zum Fördern der Paletten (26a, 26b) zur Fixierstation (110) hin und von dieser weg ein zusätzlicher Förderer ist.
15. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (86) zum Speichern unterschiedlicher Seitengestelle (36a, 36b) für unterschiedliche Kraftfahrzeugkarosserien vorgesehen ist, die von der Einrichtung zusammenzuschweißen sind, eine Einrichtung.(80, 82, 78) zum Fördern unterschiedlicher Seitengestelle (36a, 36b) zur Fixierstation (210)in Obereinstimmung mit den Erfordernissen unterschiedlicher Kraftfahrzeugkarosserien und eine Ein-, richtung (80) zum Zurückbringen der Seitengestelle (36a, 36b) zum Speichern nach der Fertigstellung des SchweißVorgangs an der Fixierstation.
16. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitengestelle (36a, 36b) um eine obere Achse zwischen einer geneigten offenen Stellung _r um das Einführen einer lose vorher zusammengebauten Karosserie, zu gestatten, die von einer Palette (26a, 26b) getragen wird, und einer im wesentlichen vertikalen Stellung schwenkbar sind, in der die Positionierungseinrichtungen (416, 417, 418, 424, 425, 426) an den Seitengestellen (36a, 36b) die Karosserie in ihrer ordnungsgemäßen Ausbildung zum Schweißen einspannen.
17. Kraftfahrzeugkarosserie-Schweißeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitengestelle (36a, 36b) an Schienen (16) getragen werden, wobei die Seitengestelle zwischen einer

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Bereitschaftsstellung und einer Betriebsstellung verlagert werden können, und wobei die Schienen (16) auch als Schwenkpunkt für die Drehbewegung der Seitengestelle (36a, 36b) in die Betriebsstellung dienen.

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