DE3230455C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen von Karosserien für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung der angegebenen Gattung ist in der US-PS 41 62 387 beschrieben und dargestellt. Bei diesem bekannten System werden die vormontierten und zu verschweißenden Karosserien auf Paletten transportiert, von denen jede untere Positioniereinrichtungen aufweist, mit deren Hilfe die unteren Teile der Karosserie in einer genauen Bezugsstellung festgelegt werden können. Daraus folgt, daß jede Palette eine Reihe von Positioniereinrichtungen aufweisen muß, die dem Karosserietyp entsprechen, der von dieser Palette transportiert werden soll. Dadurch wird die Möglichkeit der Flexibilität des Systems eingeschränkt.

In der DE-Gbm 19 53 869 wird eine Haltevorrichtung für lose zusammengeheftete Werkstücke, insbesondere Karosserien offenbart. Die Haltevorrichtung weist eine Anzahl von an Ständern angeordneten Klemmvorrichtungen und zusätzliche Stützeinrichtungen und zugeordnete Anschläge auf. Die gesamte Haltevorrichtung ist einer Schweißstation zugeordnet. Eine Anpassung an unterschiedliche Karosserietypen ist nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, daß deren Eigenschaften hinsichtlich der Flexibilität verbessert werden, wobei gleichzeitig der Aufbau vereinfacht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schweißstation einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt in der Ebene IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Einzel­ heit der Schweißstation,

Fig. 6 einen Querschnitt in der Ebene VI-VI der Fig. 3 und

Fig. 7 bis 10 - perspektivische Darstellungen in vergrößertem Maßstab von Einzelheiten der Vorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Schweißstation 1 für Kraftfahrzeugkarosserien dargestellt, die in der Lage ist, zwei unterschiedliche Karosserietypen zu bearbeiten. Die Schweißstation 1 hat einen mittleren Arbeitsbereich 2, einen Eingangsbereich 3 und einen Ausgangsbereich 4.

Die zu verschweißenden Karosserien 5 werden auf Trag­ rahmen 6 befördert, von denen einer vergrößert in per­ spektivischer Ansicht in Fig. 8 gezeigt ist. Wie sich aus dieser Figur ergibt, hat jeder Tragrahmen 6 ein Paar seitliche Längsholme 7, die untereinander durch eine Reihe von Traversen 8 und 9 verbunden sind, wobei auf den Traversen 9 die Karosserie aufliegt.

Fig. 1 zeigt, daß die Schweißstation 1 eine Reihe von programmierbaren Schweißrobotern 10 aufweist, von denen jeder dazu dient, eine Anzahl von Punktschweißungen an der Karosserie vorzunehmen, die sich jeweils in dem Ar­ beitsbereich 2 befindet. Jede zu verschweißende Karosserie ist durch provisorische Verbindung der Einzelteile, aus der sie zusammengesetzt ist, vor­ montiert.

Der Eingangsbereich 3 der Schweißstation 1 hat eine Rollenbahnebene 11, die aus einer Reihe frei drehbarer Rollen 12 besteht, auf die die Tragrahmen 6 der zu ver­ schweißenden Karosserien nacheinander durch Transport­ mittel aufgesetzt werden, welche in Arbeitsrichtung vor der Schweißstation angeordnet und nicht dargestellt sind.

Wie Fig. 2 zeigt, besitzt die Schweißstation 1 in ihrem Arbeitsbereich 2 eine feste Struktur in Form eines Portals 13. Auf dem Grundgestell 14 des Portals 13 ist ein fester Trägerrahmen 15 befestigt.

Wie vor allem die Fig. 4 und 6 zeigen, sind zwei Paare von Schienen 16 vorgesehen, von denen jedes Paar eine Reihe frei drehbarer Rollen 17 trägt und von denen jedes mit dem festen Trägerrahmen 15 über ein Gelenkparallelogrammsystem verbunden ist, das eine Reihe von Gabelschubstangen 18 aufweist (vgl. auch Fig. 9).

Jedes Paar der Schienen 16 ist aus einer oberen Arbeits­ stellung (vgl. Fig. 9), in der die Gabelschubstangen 18 im wesentlichen vertikal verlaufen, in eine untere Arbeitsstellung, in der die Gabelschubstangen 18 im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind, beweglich.

Die Verschiebung der beiden Paare der Schienen 16 aus der oberen in die untere Arbeitsstellung und umgekehrt wird von einem Getriebemotor 19 (vgl. Fig. 9) über zwei Hebelsysteme 20 (von denen in Fig. 9 nur eines dargestellt ist) ausgeführt. Jedes Hebelsystem 20 ist mit einer der Gabelschubstangen 18 verbunden, die die Schienen 16 mit dem festen Trägerrahmen 15 verbinden.

Wenn sich, wie Fig. 1 zeigt, die vertikal bewegliche Struktur, die aus den zwei Paaren von Schienen 16 be­ steht, in der oberen Arbeitsstellung befindet, sind die Rollen 17 in derselben Höhe wie die Rollen 12 im Eingangsbereich 3 der Schweißstation 1. In dieser Lage sind die Rollen 17 bereit, eine zu verschweißende Karos­ serie 5 von dem Eingangsbereich 3 zu empfangen oder um eine bereits geschweißte Karosserie an den Ausgangsbe­ reich 4 abzugeben.

Wenn die Schienen 16 in ihre untere Arbeitsstellung ab­ gesenkt sind, befindet sich die zu verschweißende Karos­ serie, die auf dem Tragrahmen 6 ruht, welcher seiner­ seits auf den Rollen 17 abgestützt ist, in einer Stel­ lung, in der sie von einer Reihe von Positionierein­ richtungen erfaßt werden kann, die die Karosserie in einer genauen Stellung blockieren können, in der die Einzelteile der Karosserie während der Schweißoperation exakt zueinander gehalten werden. Der Aufbau und die Anordnung der Positioniereinrichtungen werden im ein­ zelnen weiter unten erläutert.

Der Ausgangsbereich 4 der Schweißstation 1 hat eben­ falls eine Rollenbahnebene 21 mit einer Reihe frei dreh­ barer Rollen 22, die in derselben Höhe wie die Rollen­ bahnebene 11 des Eingangsbereiches 3 angeordnet ist.

In jeder Betriebsphase der Schweißstation 1 ist in allen drei Bereichen (Arbeitsbereich 2, Eingangsbereich 3 und Ausgangsbereich 4) ein Tragrahmen 6 mit einer Karosserie 5 angeordnet. Während der Schweißoperation an der Karosserie 5, die sich im Arbeitsbereich 2 be­ findet, ist der Tragrahmen 6 dieser Karosserie abge­ senkt und befindet sich in der unteren Arbeitsstellung der vertikal beweglichen Struktur, die die Rollen 17 aufweist. Nach Beendigung des Schweißens wird diese Struktur durch den Getriebemotor 19 in ihre obere Ar­ beitsstellung angehoben, so daß die Ebene der Rollen 17 auf dieselbe Höhe wie die Rollenbahnebenen 11 und 21 kommt. Dadurch, daß den Vertikalverschiebungen der die Rollen 17 aufweisenden Struktur Rotationsbewegungen um die Schwenkachsen der Gabelschubstangen 18 im festen Tragrahmen 15 entsprechen, rufen diese Vertikalver­ schiebungen geringe Längsbewegungen der vertikal ver­ schiebbaren Struktur hervor. In der Schweißstation sind nicht gezeigte Mittel vorgesehen, um den Tragrahmen 6, der während der Vertikalverschiebungen der die Rollen 17 tragenden Struktur auf den Rollen 17 ruht, in einer bestimmten Längsstellung zu blockieren. Während der ge­ nannten Vertikalbewegungen ergibt sich eine Relativbe­ wegung in Längsrichtung zwischen dem Tragrahmen 6 und der die Rollen 17 tragenden Struktur.

Nach Abschluß der Schweißarbeiten an der Karosserie 5 wird der Tragrahmen 6 dieser Karosserie wieder in seine in Fig. 1 dargestellte obere Stellung gebracht. Da­ nach fördern Transportmittel, die später noch näher er­ läutert werden, die Karosserie 5 und ihren Tragrahmen 6, die sich im Ausgangsbereich 4 befinden, aus der Schweiß­ station 1 heraus und schieben die geschweißte Karosserie 5 in den Ausgangsbereich 4. Gleichzeitig wird die vor­ montierte Karosserie, die sich bisher im Eingangs­ bereich 3 befunden hat, in den Arbeitsbereich 2 be­ wegt, und eine neue, zu verschweißende Karosserie wird auf die Rollenbahnebene 11 des Eingangsbereiches 3 gesetzt. Sobald sich die zu verschweißende Karosserie auf den Rollen 17 befindet, wird die diese Rollen 17 tragende Struktur durch den Getriebemotor 19 abgesenkt, so daß die Einzelteile der zu verschweißenden Karosserie von den genannten Positioniereinrichtungen in einer genauen Relativstellung zueinander blockiert werden.

Die Mittel zur Übergabe der zu verschweißenden Karos­ serien aus dem Eingangsbereich 3 in den Arbeitsbereich 2 und aus diesem in den Ausgangsbereich 4 sind in den Fig. 2, 3, 6, 7 und 10 dargestellt.

Diese Mittel bestehen im wesentlichen aus einer Übergabestange 23 mit einem C-förmigen Querschnitt. Die Übergabestange ist in ihrer Längs­ richtung verschiebbar auf Rollen 24 mit vertikaler Achse, die in einem fest mit dem Trägerrahmen 15 verbundenen Träger 25 gelagert (vgl. Fig. 6). Die Längsverschiebung der Übergabestange 23 auf dem Träger 25 besorgen ein nicht dargestellter Elektromotor und ein in Fig. 7 gezeigtes Untersetzungsgetriebe 26 mit einem Ritzel 27, das mit einer Zahnstange 28 kämmt, welche an der Unterseite eines Tragorgans 29 befestigt ist, das fest mit der Übergabestange 23 verbunden ist.

An der Übergabestange 23 sind an drei in Längsrichtung voneinander beabstandeten Stellen drei Halter 30 be­ festigt, von denen einer in den Fig. 6 und 10 ge­ zeigt ist und an jedem von denen ein Hebel 31 angelenkt ist.

Jeder Hebel 31 ist fest mit einer Stange 32 verbunden (vgl. Fig. 10), die die drei Hebel 31 untereinander verbindet und die für den Rotationsantrieb der drei Hebel 31 mit einem nicht gezeigten Motor verbunden ist. Die Hebel 31 sind zwischen einer liegenden, im wesent­ lichen horizontalen Stellung (vgl. Fig. 2) und einer aufrechten, im wesentlichen vertikalen Stellung (vgl. Fig. 6 und 10) schwenkbar. Jeder Hebel 31 ist gabel­ förmig ausgebildet und hat zwei freie Enden 31a, die mit einander gegenüberliegenden Flächen eine Traverse 8 eines Tragrahmens 6 erfassen können, wenn der Hebel 31 in der aufrechten Stellung ist.

Wenn sich die die Rollen 17 tragende Struktur am Ende der Schweißoperation der Karosserie in der oberen Arbeitsstellung befindet und die Karosserien weiter­ bewegt werden sollen, wird die Stange 32 gedreht, so daß die drei Hebel 31 in ihre obere Stellung gelangen.

In dieser Stellung erfassen die Hebel die drei Trag­ rahmen 6 der drei Karosserien, die sich im Arbeits­ bereich 2, im Eingangsbereich 3 und im Ausgangsbereich 4 der Schweißstation 1 befinden. Anschließend wird die Übergabestange 23 mittels des Untersetzungsgetriebes 26 über das Ritzel 27 und die Zahnstange 28 in Längs­ richtung verschoben. Dadurch wird der Tragrahmen 6, der sich im Ausgangsbereich 4 befindet, aus der Schweiß­ station 1 herausgeschoben, während die beiden Trag­ rahmen 6, die sich im Arbeitsbereich 2 und im Eingangs­ bereich 3 befinden, in den Ausgangsbereich 4 bzw. in den Arbeitsbereich 2 transportiert werden. Im Anschluß an die Längsbewegung der Übergabestange 23 wird die Stange 32 erneut gedreht, so daß die drei Hebel 31 in ihre liegende Stellung gelangen. Dadurch sind die drei Tragrahmen 6 nicht mehr mit der Stange 32 gekoppelt. Diese kann jetzt in ihre Ausgangsstellung zurückge­ bracht werden, so daß sie für einen neuen Zyklus bereit ist.

Wie bereits erläutert, wird die Karosserie, die sich im Arbeitsbereich 2 befindet, während des Verschweißens von Positioniereinrichtungen erfaßt, die die einzelnen Teile der Karosserie in einer genauen Relativlage zuein­ ander festhalten. Bei den Positioniereinrichtungen handelt es sich um untere Positioniereinrichtungen, die den unteren Teil der Karosserie erfassen, und um seit­ liche Positioniereinrichtungen, die die Einzelteile der Karosserie in einer genauen Relativlage bezüglich des Unterteils festlegen.

Die seitlichen Positioniereinrichtungen sind in be­ kannter Weise (vgl. US-PS 41 62 387) von zwei in den Fig. 1 und 2 angedeuteten Paaren seitlicher Rahmen 33 und 34 getragen. Jedes Paar der seitlichen Rahmen 33, 34 hat Positionierorgane, die für einen der beiden unterschiedlichen Karosserietypen, die in der Schweiß­ station 1 bearbeitet werden können, angeordnet sind.

Jeder der seitlichen Rahmen 33, 34 ist an seiner Ober­ seite in bekannter Weise (vgl. US-PS 41 62 387) an einem Paar von Lagern 35 gelenkig aufgehängt, welche verschiebbar auf seitlichen, oberen Führungen 36 ge­ lagert sind (vgl. Fig. 1 und 2), die Teil der festen Struktur der Schweißstation 1 sind.

In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung be­ finden sich die seitlichen Rahmen 34 im Arbeitsbereich 2 der Schweißstation. Damit ist die Schweißstation zur Bearbeitung eines Karosserietyps festgelegt, dem die Rahmen 34 entsprechen. Wenn der andere Karosserie­ typ bearbeitet werden soll, werden die Lager 35 auf den Führungen 36 verschoben, so daß die seitlichen Rahmen 33 in den Arbeitsbereich 2 gelangen, während die beiden Rahmen 34 in den Ausgangsbereich 4 verschoben werden; in Fig. 1 ist diese Stellung der Rahmen 34 im Ausgangsbereich 4 gestrichelt dargestellt.

Wenn eine Karosserie in den Arbeitsbereich 2 geschoben wird, befinden sich die seitlichen Rahmen in dem Ar­ beitsbereich 2 in der in Fig. 2 gezeigten, gespreizten Stellung. Sobald die Karosserie im Arbeitsbereich 2 an­ gekommen ist, werden die beiden seitlichen Rahmen um obere Schwenkachsen gedreht, so daß sich ihre unteren Enden einander nähern und die seitlichen Positionier­ organe die einzelnen Teile der Karosserie erfassen können.

Auch die unteren Positioniereinrichtungen, die die unteren Teile der Karosserie während des Verschweißens in einer genauen Relativlage festlegen, befinden sich im Arbeitsbereich 2 der Schweißstation 1.

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, hat der feste Träger­ rahmen 15 im Arbeitsbereich 2 zwei seitliche Führungs­ balken 37, auf denen über Rollen 38 zwei Stangen 39 längsverschieblich gelagert sind. Die beiden Stangen 39 haben einen C-förmigen Querschnitt.

Jede Stange 39 trägt eine erste Gruppe von unteren Positionierorganen 40 und eine zweite Gruppe von unteren Positionierorganen 41. Die beiden Gruppen der Positionierorgane 40 und 41 sind so angeordnet, daß sie jeweils den ersten bzw. den zweiten Karosserie­ typ erfassen können.

Fig. 5 zeigt, daß jede Stange 39 mit Hilfe eines Verschiebezylinders 42 zwischen zwei Arbeitsstellungen bewegt werden kann; in jeder der beiden Arbeitsstel­ lungen befindet sich eine der beiden Gruppen der unteren Positioniereinrichtungen 40 und 41 in der Stellung, in der der jeweilige Karosserietyp im Arbeits­ bereich 2 der Schweißstation 1 festgelegt werden kann.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Schweißen von Karosserien für Kraftfahrzeuge, die geeignet ist, wenigstens zwei unterschiedliche Karosserietypen zu bearbeiten, um­ fassend

• - eine Schweißstation (1),
• - Mittel zum aufeinanderfolgenden Zuführen in die Schweißstation von zu verschweißenden Karosserien, von denen jede durch provisorische Verbindung der Einzelteile der Karosserie vormontiert ist,
• - untere Positioniereinrichtungen (40, 41) zur präzisen Positionierung der unteren Teile der zu verschweißenden, vormontierten Karosserie in der Schweißstation (1),
• - seitliche Positioniereinrichtungen (33, 34) in der Schweißstation (1), umfassend eine Reihe von untereinander auswechselbaren, seitlichen Rahmenpaaren, deren Zahl der Zahl der unter­ schiedlichen, zu verschweißenden Karosserie­ typen entspricht und von denen jedes Positio­ nierorgane zur seitlichen Erfassung des ent­ sprechenden Karosserietyps und zum genauen Positionieren der verschiedenen Bauteile der Karosserie bezüglich deren unteren Teile in der Schweißstation aufweist,
• - programmierbare Schweißeinrichtungen (10) in der Schweißstation zur Ausführung der Schweiß­ operationen an den verschiedenen Teilen, aus denen die vormontierten Karosserien zusammenge­ setzt sind, welche die Schweißstation erreichen,

dadurch gekennzeichnet, daß die vormontierten Karosserien (5) auf Tragrahmen (6) transportiert werden, auf denen die Karosserien (5) lediglich aufliegen, und daß die in der Schweißstation (1) angeordneten unteren Positionier­ einrichtungen aus einer Reihe von untereinander austauschbaren, den unterschiedlichen zu verschweißenden Karosserietypen entsprechenden Positionierorganen (40, 41) bestehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstation (1) eine stationäre Struktur (15) mit zwei seitlichen Führungsbalken (37) und einem Paar beweglicher Tragstrukturen (39) aufweist, welche durch die seitlichen Führungsbalken (37) unterstützt werden und entlang dieser verschiebbar sind, und wobei die voneinander verschiedenen, unteren Positionierorgane (40, 41) an der Tragstruktur (39) angeordnet und zusammen mit dieser bewegbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweiß­ station (1) ein mit einer Übergabestange (23) aus­ gerüstetes System für den Vorschub der Tragrahmen (6) für die Karosserien aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstation (1) eine vertikal beweg­ liche Struktur (16) aufweist, die mit einer Reihe von frei drehbaren Rollen (17) zur Aufnahme des Tragrahmens (6) für die zu verschweißende Karos­ serie ausgerüstet ist und die vertikal zwischen einer oberen Arbeitsstellung in Höhe von festen Rollenbahnebenen (11, 21) am Eingang und am Ausgang der Schweißstation (1) und einer unteren Arbeits­ stellung, in der die Karosserie durch die unteren Positionierorgane (40, 41) gehalten wird, beweglich ist.