JP4566564B2 - ワークピース、特に、車両用シャーシの処理装置及び方法 - Google Patents

Description

発明の分野

本発明は、ワークピース、特に、車両用シャーシを処理するための装置及び方法に関する。

このようなシステムは、表面処理用にワークピースが導入される複数の連続処理領域を有する処理ラインを備える。

処理領域とは、例えば、処理流体を含有する浸漬タンクとしてもよいが、処理領域という用語は、ワークピースに処理を施す任意の種類のブースやタンクとして定義することができる。このような処理は、例えば、洗浄動作を含んでもよい。他の例は、浸漬リン酸処理、浸漬コーティング用の前処理、パウダーコーティング、ウェットペイントコーティングなどを含む。

従来技術

浸漬浴又は処理ブースで車両用シャーシなどのワークピースを表面処理するためのすでに知られている装置は、連続搬送装置及び非連続搬送装置に分けられる。

連続搬送システムの場合、シャーシは、サスペンションギア内に固定され、チェーンドライブを使用して、それらを処理ラインに沿って搬送し、浸漬浴内に降下させ、浸漬浴を通して搬送し、浸漬浴から再度持ち上げる。ドイツ特許出願公開第１９６４１０４８号公報に、車両用シャーシを表面処理するための連続搬送システムが記載されている。この装置において、車両用シャーシは、複数の処理タンクの上方にある共通搬送手段を用いて、互いから一定距離だけ離れて均一の速度で動かされる回転フレームによってそれぞれ保持される。車両用シャーシは、選択的回転運動によって浸漬浴内への導入と浸漬浴からの除去がなされ、この選択的回転運動は、ガイドレールを介して、回転フレームの直進運動に一体に連結され得る。回転フレームは、回転式チェーンシステムによって誘導され、したがって、浸漬浴の上方の処理ラインの領域と戻り行程の間の両方で、連続速度で互いに一体に誘導される。

従来技術において、非連続搬送システムも知られており、循環システムと呼ばれる。循環システムの場合、車両用シャーシは、浸漬浴上の物品マウント上に移動し、そこで停止して、巻上機や枢動ギアなどの持上げ手段を用いて、処理浴内に浸漬され、プロセス時間の経過後、シャーシは、処理浴から再度持ち上げられ、又は枢動される。

ドイツ特許第４３０４１４５号公報又はドイツ実用新案公開第２００２２６３４．７号公報に、このようなシステムの一例が記載されている。

連続搬送装置と非連続搬送装置との選択には、両方の基本的な考え方特有の長所と短所を考慮しなければならない。例えば、連続搬送装置は、動作に必要な駆動モータ数がより少ないため信頼性が高いのに対して、複数の個別制御式モータにより、循環システムの個別にタイミング調整される物品マウントは機能不全に陥りやすい。更に、連続装置の場合、単位時間当りのワークピースの最大スループットは、循環システムのものより高い。一方、循環システムの利点は、個々の物品マウントを個別に駆動できるので、ワークピースの処理に関する高度な柔軟性を備えることである。

自動車産業部門では、高スループットでシステムを動作させる試みが続けられている。しかしながら、同時に、高度なプロセス柔軟性も望まれており、これは、自動車生産工場でシステムが組み立てられてられると、将来的に異なるワークピース処理動作の実行が意図されることがあるためである。

発明の説明

本発明は、高スループットの利点と高度な柔軟性の利点とを兼ね備えた、ワークピース、特に、車両用シャーシの処理装置及び方法を設計する目的に基づいている。

本発明の課題は、請求項１に記載の特徴を備える装置と、請求項２２に記載の特徴を含む方法とによって解決される。残りの請求項に、本発明による装置及び本発明による方法の有益な実施形態が記載されている。

本発明は、ワークピース、特に、車両用シャーシを処理するためのモジュール構成の装置を設計するという考えに基づく。第１のモジュールは、ワークピースを表面処理するための、浸漬浴などの１つ又は複数の処理領域を有する処理ラインを備え、処理ラインに沿ったガイド装置を更に備える。第２のモジュールは、ワークピースを固定することができ、ガイド装置に沿って、すなわち、処理ラインに沿って移動することができる複数のキャリッジを備える。

本発明の本質は、様々なタイプの第２のモジュールのそれぞれを第１のモジュールに組み合わせることができることにある。このようにして、キャリッジ自体には駆動モータがなく、前述した連続手段によって本質的に装置を介して強制的に誘導されるキャリッジを、装置で使用することができる。しかしながら、独自の移動ドライブを備えるとともに、ワークピースを浸漬浴へ移動させ、浸漬浴内に移動させ、浸漬浴から取り除くための別個の回転ドライブを備えるキャリッジも、装置で使用することができる。これらのキャリッジを、不変の第１のモジュールと組み合わせることで、循環システムの特徴が確保される。しかしながら、連続搬送システムの場合の保持フレームと、循環システムの物品マウントに類似した２つの前述したキャリッジとは別に、中間にある解決手段を考え出すことが可能であり、以下に複合型の解決手段として記載する。例えば、独自の移動ドライブを備えず、したがって、処理ラインに沿って強制的に誘導される本発明による装置においてキャリッジを使用することが実現可能であるのに対して、キャリッジは、別個の回転ドライブを有し、その結果、個々の処理領域を「スキップ」する程度まで、回転運動を個別に制御することが可能である。更に、逆に、本発明による装置に、キャリッジの各々が独自の移動ドライブを備えるが、ドイツ特許出願公開第１９６４１０４８号公報による上述した連続搬送システムの場合のように、キャリッジの直進運動に回転運動が強制的に連結されたキャリッジが装備されてよい。したがって、このような複合型の解決手段は、連続搬送装置及び循環システムの上述した基本的な考えの中間にある。したがって、本発明による装置のオペレータに関する限り、ほとんど費用をかけることなく、連続搬送システム、循環システム、及び上述した複合型の解決手段の間を切り換えることができる全システムを再装備することが可能である。したがって、例えば、目的が大量生産を行うための最大スループットである限り、車両用シャーシをコーティングするために装置を使用する際、システムは、連続搬送ベースで動作可能であるのに対して、生産量が低減されたり、対応するモデルが段階的に縮小されたりしていれば、異なる第２のモジュールを第１の不変の基本モジュールと単に組み合わせる循環システムに装置を切り替えることができる。

本発明による装置の更なる利点は、小バッチ生産の一環として、様々に構成された装置の間で主として共通の構成部品を用いることにより、製造コストを削減できることである。

上述したような柔軟性のある解決手段を達成するために、キャリッジは、独自の移動ドライブを備える循環システム及び複合型のシステムの基本的な考えに矛盾するため、全システムを通して回転式チェーン上で誘導できない。このため、キャリッジの誘導は、必要な場合のみ、処理ラインの領域内を互いに対して、言わば、固定したユニットとして誘導されるように行われなければならない。したがって、ワークピース、特に、車両用シャーシを処理するための本発明による方法は、ワークピースが、まず第１の搬送手段によって、ワークピースがキャリッジに接合される第１の移送ステーションに輸送されることを特徴とする。このため、キャリッジがワークピースを保持するまで、キャリッジが枢動軸の周りで上向きに枢動される。次いで、キャリッジ上に保持されたワークピースは、ワークピースを１つ以上の処理領域に導入したり、そこから除去したりするために生じる更なる選択的な回転運動を伴って、処理ラインを通過して、処理ラインの端部にある第２の移送ステーションまで進む。ワークピースが第２の移送ステーションに到達した後、キャリッジは、枢動軸の周りを下向きに枢動し、それと同時に、ワークピースは、第２の搬送手段によって運び去られる。水平面から約９０°枢動したキャリッジは、第１の移送ステーションに輸送されて戻される。

好ましい実施形態によれば、ガイド装置は、処理ラインの一方側にのみ設けられる。潜在的なメンテナンスを利用可能である装置の該当部材は、この手段でまかなわれ、省スペース化も図られる。更に、装置全体が、連続搬送システムを含むように構成されれば、キャリッジの一方側にのみ設けられるため、回転シャフトは、ワークピースの回転を実行するために、デザイン上より短くすることができる。

ガイド装置は、少なくとも１つのレールを備えることが好ましい。これは、ガイド装置の最も単純なデザインを構成する。

この実施形態において、キャリッジは、ガイド装置の少なくとも１つのレール上で回転すると同時に、レールに対してキャリッジの位置を正確に規定するローラーを有することが好ましい。

本発明の好ましい実施形態によれば、第１のモジュールは、第２の移送ステーションから第１の移送ステーションへキャリッジを搬送するための、好ましくは、コンベヤベルトやチェーンコンベヤの形態をした戻り手段を更に備える。コンベヤベルトの使用は、キャリッジを摩擦適合させて取り付けることに基づく単純な考え方を意味する。コンベヤベルト又はチェーンコンベヤにより、任意の位置に、処理ラインの領域でのキャリッジの平均速度とは関係のない速度で、キャリッジを戻すことができる。独立した戻り部材を設けることによって、装置全体の柔軟性を更に高めることができ、戻り手段をキャリッジバッファとして使用することができる。

キャリッジが第１の移送ステーションから第２の移送ステーションへ搬送される時間よりも、キャリッジが第２の移送ステーションから第１の移送ステーションへ搬送される時間の方が短くなるように戻り手段が適応されれば、全システムの必要とするキャリッジ数が少なくなる。独自の移動ドライブを備えたキャリッジの場合、これらのキャリッジは独自に移動するため、戻り行程の領域に搬送手段は不要である。処理されるワークピースのスループットを均一に保ちながら、戻り行程の領域における滞留時間が短縮されるため、高速に戻ると、装置で使用するキャリッジ数は必然的に少なくなる。

本発明による方法と関連して上述したように、装置は、第２の移送ステーションにあるキャリッジが、ガイド装置の領域において枢動軸の周りで約９０°の角度だけ枢動され、第１の移送ステーションにあるキャリッジが、それとは反対の枢動方向に同じ角度だけ後方に枢動されるように設計されることが好ましい。この解決手段には、戻り行程中に、キャリッジが全装置内においてわずかに小さな空間しか占めないという利点がある。これは、キャリッジを処理浴の隣で直立させて戻すことができるためである。

しかしながら、システム構成によって、キャリッジを処理ラインの上方に直立させて戻すこともできる。これは、処理する予定の、第１のコンベヤ手段から第２の移送ステーションへ輸送中のワークピースが、上方からキャリッジによって把持されている場合はいかなる場合でも望ましい。この場合、処理する予定のワークピースから第２の移送ステーションの領域にキャリッジを上向きに枢動し、それに対応して、処理する予定のワークピースの付近にある第１の移送ステーションの領域に下向きに移動させて戻すことが望ましい。しかしながら、本発明の好ましい実施形態によれば、運動は反対方向に正確に生じる。第２の移送ステーションの領域において、キャリッジは、言わば、ワークピースの下に傾斜されて離され、ガイド装置の領域において枢動軸の周りで約９０°枢動され、より高速に第１の移送ステーションまで搬送され、その場所で、枢動手段によって保持されるまで、処理されるワークピース付近で下方から枢動され戻される。

枢動軸は、ガイド装置に対して本質的に平行に設けられ、１つ以上の処理領域から離れて面するガイド装置とキャリッジの側に設けられることが好ましい。枢動軸の適切な位置により、戻り行程中、処理ライン上のガイド装置やキャリッジと衝突しないように、キャリッジを戻り位置に枢動させることができる。

キャリッジ及びガイド装置は、ワークピースが処理中のとき、すべての軸受及び継手の各々が１つ以上の処理領域外に設けられるように設計されることが好ましい。導入部に記載したタイプの複数の浸漬浴があれば、処理流体が軸受に侵入しないようにするために特別な密封対策をとることが必要となるか、又は、軸受と継手の耐用年数がそれ相当に短くなってしまう。したがって、処理領域の外側に軸受及び継手を適切に配設することが特に好ましい。

キャリッジは、外側フレームと、外側フレームに対して回転軸の周りを回転する内側フレームとを備えることが好ましく、ワークピースは、内側フレームに取り付けられる。このデザインにより、キャリッジは、処理ラインの領域においてガイド装置に沿って外側フレームとともに移動することができ、その間、それぞれの処理領域に適応された複合回転運動が、ワークピースを取り付けた内側フレームによってのみ実行される。特に、このデザインには、連続搬送システムをもたらすキャリッジが使用されれば、外側フレームがワークピースの複合回転運動を受けないため、個々のキャリッジを容易に連結することができる。

好ましい実施形態によれば、回転軸線は、処理ラインに沿ってキャリッジの運動方向に対して本質的に水平及び垂直になるように設けられる。

第１の移送ステーションの領域において連結可能であり、第２の移送ステーションの領域において互いに分離可能である特定用途のキャリッジを選択することによって、連続搬送システムを得ることができる。その結果、処理ラインの領域において、キャリッジは、互いに対して特定の距離でそれぞれ搬送でき、列車のように、キャリッジは、処理ラインを介して押したり引いたりすることができる。しかしながら、同時に、第２の移送ステーションの領域においてキャリッジを互いに分離することによって、前述したように、第２の移送ステーションから第１の移送ステーションへキャリッジを高速に戻すことが可能であり、更に、連続搬送システムの場合、使用するキャリッジの総数を減らすことができる。

本発明のこの実施形態において、キャリッジの外側フレームに、前方連結部材と後方連結部材が装備され、各キャリッジの後方連結部材が、後続するキャリッジの前方連結部材と着脱可能なフォームロック式接続を形成できるように設計されることが特に有用であることが分かっている。このデザインにより、チェーンを調節することが不要になり、第１の移送ステーションと第２の移送ステーションの領域でキャリッジが枢動されている間、水平面でのみ作用するフォームロック式接続が形成される点と、キャリッジが９０°下向き又は上向きに枢動するとき、連結部材が隣接するキャリッジの相補形状の連結部材と連結できる点で、キャリッジ同士を接続することと、キャリッジを互いに再度分離することが容易である。

更に、好ましい実施形態によれば、キャリッジは、外側フレームの領域に設けられた接続手段、好ましくは、フック状の突出部を有し、その突出部に牽引手段が相互作用できる。このような牽引手段又は駆動手段は、第２の移送ステーションの領域に設けられることが有益であり、処理ラインの領域において第２の移送ステーションの最も近くにあるキャリッジの接続手段との着脱可能な接続をなすように設計されることによって、このキャリッジは、牽引手段によって、第２の移送ステーションに強制的に搬送できる。したがって、処理ゾーンの領域において第２の移送ステーションの最も近くにあるキャリッジは、列車に類似した方法で連結され、牽引手段を用いて、第２の移送ステーションに強制的に搬送され、第２の移送ステーションから、ワークピースは第２の搬送手段によって受け取られて輸送され、キャリッジは、ワークピースから同時に取り外される。キャリッジをワークピースから取り外すと、同時に、牽引手段と、処理ラインの領域にある後続するキャリッジとの連結接続との両方の接続の係合が解除される。その結果、牽引手段は、処理ラインの領域において第２の移送ステーションに最も近いキャリッジとの接続を再度確立しなければならない。この解決手段は非常に簡潔であり、これによって、上述した牽引技術を用いて連続搬送が可能となる。しかしながら、この代わりとして、第１の移送ステーションの領域に設けられ、接続されたキャリッジを第２の移送ステーションの方へ押し出す押出し手段を使用することが可能である。

更に、第２のモジュールは、回転軸の周りでの外側フレームと内側フレームとの間の相対回転運動を制御するようにキャリッジと相互作用するガイド装置の領域に制御手段を備えることが好ましい。この実施形態は、連続搬送タイプ、又は、キャリッジに独自の回転ドライブがない２つの可能な複合型タイプのうちの１つに関する。したがって、キャリッジの直進運動は、ガイド装置を用いて、外側フレームと内側フレームとの間の相対回転運動を制御し、ワークピースの浸漬を処理浴内に誘導する。

この実施形態による制御手段は、傾斜したガイド部分を有するガイドレールを備えることが好ましく、このレールは、内側フレームにねじり剛性をもたせて接続されたレバーアセンブリと相互作用する。このタイプの制御手段は、実行が容易であり、概してメンテナンスが不要であり、一方で、常に制御下にある制御された回転運動を生じることが可能である。

本発明によるモジュール構成の一部として、キャリッジは、各キャリッジ上に回転ドライブを備えてよく、このドライブは、出力側でねじり剛性をもたせてキャリッジの内側フレームに接続される。

更に、キャリッジは、処理ラインに沿ってキャリッジを直進運動させるための移動ドライブと、外側フレームに対して内側フレームを回転運動させるための回転ドライブを有してよく、直進運動と回転運動は無関係である。これらが第２のモジュールの一部を形成する場合、このようなキャリッジにより、装置全体は循環システムになる。

最後に、キャリッジは、外側フレームに対して内側フレームを回転させるために、回転軸を昇降させるための手段を有してよい。これは、例えば、ナックル継手式誘導機構によって、当業者に公知の任意の方法で実行可能である。更に、回転軸の昇降の代わりとして、又はそれに加えて、ある角度に位置決めするように、回転軸を枢動することが可能である。

独自の移動ドライブ及び／又は回転ドライブを有するキャリッジが使用されれば、好ましくは非接触方法で、特に、誘導的に、第１のモジュールからキャリッジに情報及び／又は動力を伝達できる。この手段は、スライド式の接触を用いる別の手段より機能不全に陥りにくい。

以下、添付図面を基にした例を用いて本発明を記載する。

本発明の実施形態

本発明の以下の実施形態のそれぞれにおいて、同一の部品をさすために同一の参照番号を使用する。

図１は、自動車のシャーシをコーティングするために使用される本発明による装置の略図を示す。しかしながら、装置の基本的な原理は、ワークピースを処理するための異なる処理ステーションを有する他のシステムに同等に適用可能である。図１に出力側での部品のみが示されている全体的システム１０は、トンネル１２と、処理流体を含有し、処理されるワークピースが浸漬される複数のタンク１４とを備える。ガイド１６に加えて、図１は、独自のキャリッジ（図示せず）に保持され、投影面において左から右へと図１に示すシステムを通過したワークピースが、下流の搬送手段に送出される第２の移送ステーション１８を示す。

トンネル、タンク、及び移送ステーションを備えた誘導機構など、図１に示すシステムの主要な構成部品は、以下に記載する全体的なシステムの様々な構成のすべてに共通し、第１のモジュールとして示されるモジュールシステムの部品である。結果的に、これらの部品は、言わば、以下に更に詳細に記載するモジュールシステムの基本的な構成部品である。

図２は、システムを介して直進運動の方向に垂直な断面を略図的に示し、トンネル１２、処理タンク１４、及び第１の移送ステーション１８を同様に略図的に示す。図２に示す描写は、タンク１４内への車両用シャーシ２２の浸漬を明確にする目的でのみ示すことを意図しており、同時に、第２の移送ステーション１８は、一方では、移送ステーション１８を示し、他方では、タンク１４を通過するオフセット部分に対応するように示されている。移送ステーションの領域は、独自のドライブ手段をもたない図３に示す後述する実施形態に対応し、戻り位置に下向きに枢動されるキャリッジ２０ａを示す。同時に、図２は、処理ラインの領域において車両用シャーシ２２を保持するキャリッジ２０ｂも示す。より正確な図を基にして以下に更に説明するように、移送ステーションの領域にあるキャリッジは、キャリッジ２０ｂに対応する位置からキャリッジ２０ａに対応する位置へ枢動軸の周りを９０°下向きに傾斜され、それによって、同時に、処理された車両用シャーシが解放され、搬送手段によって運び去ることができる。キャリッジアセンブリは、以下、図１４から更に詳細に明らかになるように、人がアクセス可能な格子２４の下に位置する。

本発明によるシステムのモジュール構成の部品として、図１に示す第１のモジュールは、様々に設計されたキャリッジを含む第２のモジュールと組み合わせることができる。

図３は、図２にすでに略図的に示したように、キャリッジ２０を示す。キャリッジ２０は、外側フレーム２６と、処理される車両用シャーシを保持するように設計された内側フレーム２８とを有する。本願明細書における「外側フレーム」及び「内側フレーム」という表現は、囲いの外側フレーム内に内側フレームが位置するように解釈されることを意図したものではない。そうではなく、図１に示すシステムを参照すると、この表現が選択されたのは、外側フレームが処理装置の領域外で動くのに対して、内側フレームが、処理タンクの領域において、処理される車両用シャーシを保持するということからである。外側フレーム２６には、ガイド装置上を回転し、ガイド装置に対してそれぞれが規定の位置において、ガイド装置に沿って外側フレームを保持するローラー３０が設けられる。

内側フレーム２８は、外側フレーム２６に対して回転するように設計され、内側フレームは、外側フレームに対して回転軸３２の周りを移動可能である。更に、内側フレーム２８は、保持用突出部３４を有し、これらの保持用突出部は、図３に略図的にのみ示され、この特定の例示的な実施形態の車両用シャーシにおいて、処理されるワークピースを保持するように作用する。更に、外側フレーム２６には、連結用突出部（５０ａ、５０ｂ）が設けられる。最後に、外側フレームは、数両の客車を有する列車と同様に、接続された複数の外側フレームを牽引するための牽引手段又はドライブ手段を連結するように作用する接続手段（図示せず）を有する。

図３に示す独自の移動ドライブ又は回転ドライブがないキャリッジは、複数のレバーアームを有するレバーアセンブリ３８と、レバーアームの端部に設けられたローラー４０とを有し、ローラーは、傾斜したガイド部分を有するガイドレールと相互作用して、外側フレーム２６に対して常に制御下にある内側フレーム２８の制御された回転を生じる。このために、ローラー４０は、図９に示すガイドレール４８内でレバーアセンブリ３８のレバー上で回転する。ガイドレールの上向き及び下向きに傾斜した部分の場合、内側フレーム２８は、外側フレーム２６に対して回転軸３２の周りで枢動する。したがって、ガイドレール又は制御ガイドレールのガイド部分の形状により、一方向のみ又は交互の回転方向に、所望の完全及び部分的回転が得られる。

システムモジュールとして基本的なシステムとの組み合わせが可能な全体的システムの第２のモジュールは、図３に示すキャリッジ２０を伴うガイドレール４８と、個々のキャリッジと、接続された外側フレームを牽引するための第２の移送ステーションの領域にある牽引手段との間の連結手段５０ａ、５０ｂとによって形成される。図３に示すキャリッジが使用されれば、全体的システムは、連続搬送システムとして設計され得る。

図４に示す実施形態は、単一の構成部品の点でのみキャリッジ２０とは異なるキャリッジ４０を使用する。相違点は、レバーアセンブリ３８の代わりに、回転軸３２の回転は、回転ドライブ４２によって行われるということである。他の部材は、図３のものに対応するため、上記説明を参照することができる。図４に示すキャリッジは、キャリッジ２０と組み合わせて上述したように、第２のモジュールの同一の構成部品を本質的に有する全体的システム１０において使用される。それにもかかわらず、図４に示すキャリッジ４０には、図３に示す実施形態のレバーアセンブリと相互作用する傾斜ガイドを有するガイドレールが不要である。

図５は、この場合も内側フレーム２８が図２及び図４の実施形態による内側フレームに対応するキャリッジの第３の別の実施形態を示す。しかしながら、外側フレームは、図３及び図４に示す実施形態より寸法がかなり小さく、ガイド装置（図示せず）と相互作用するための移動ローラー３０を有する。図５に示すキャリッジ６０と図４に示すキャリッジ４０との間の本質的な相違点は、回転ドライブ４２だけでなく、回転ドライブ４２と同様に、不随する制御手段６４を介して制御される追加の移動ドライブ６２も設けられていることである。

図５に示すキャリッジ６０が使用されれば、回転運動を制御するためのガイドレールも、外側フレーム２６と間の連結手段も、接続手段又は戻りコンベヤも、連結された一連のキャリッジを牽引するためのガイド装置も設ける必要がなく、それは、キャリッジが、実行される回転運動に対して直進運動から独立しており、他のキャリッジの直進運動に対して独立しているためである。したがって、処理領域を連続通過する様々なキャリッジが互いに衝突しないとすると、図５に示すキャリッジ６０の場合、あらゆる直進運動及び回転運動が可能であるのに対して、図４に示すキャリッジ４０の場合、個々のキャリッジの直進運動は互いに連結され、回転運動だけが独立して実行され得る。最後に、図３に示すキャリッジ２０の場合、処理ラインを連続通過するキャリッジの直進運動は互いに一体に連結され、更に、各キャリッジの回転運動は直進運動に組み合わされる。

図６は、図３に示すキャリッジ２０が使用されるときの第２の移送ステーション１８を略図的に示す。投影面において右から左に搬送される車両用シャーシ２２は、内側フレーム２８の保持手段上に保持され、外側フレーム２６は、ローラー３０を用いてガイドレール４４に沿って進行し、その間、レバーアセンブリ３８は、内側フレームの回転運動を制御する。したがって、図の右上縁に、直線に枢動され、車両用シャーシを処理浴に浸漬する内側フレーム２８ａが見える。

キャリッジ２０ｃによって示されているように、キャリッジは、移送ステーション１８の領域において下向きに傾斜され、それを行う際、キャリッジによって保持される車両用シャーシ２２ｃを解放する。同時に、車両用シャーシは、第２の搬送手段を介して運び去られる。

図９及び図１０に、キャリッジを枢動するプロセスを更に明確に示す。

図７は、キャリッジによって保持された車両用シャーシをタンク１４内に入れて通す、キャリッジの動きを示す。キャリッジ２０は、移動方向Ａに直進運動し、内側フレームは、図３において説明し、ガイドレールと相互作用するレバーアセンブリを介して外側フレームに対して移動する。図７に示す例において、車両用シャーシは、逆さま、すなわち、まずエンジンのボンネットからタンク１４内に浸漬され、逆さまの位置でタンクを通るように輸送される。車両用シャーシを逆さまにしてタンク１４を通るように輸送する利点は、可視表面上に沈殿が生じず、更に、あらゆる空洞が容易に溢れることである。

図８は、図２、図３、図６及び図７の実施形態によるキャリッジ２０を有するシステムの異なる処理ステーションのシーケンスを略図的に示す。個々の車両用シャーシ２２は、キャリッジ２０上にそれぞれ保持され、レバーアセンブリ３８と、傾斜ガイド部分４８ａを有するガイドレール４８との相互作用とによって、タンク１４の領域において回転運動が生じる。更に、投影面の左側にキャリッジ２０ｄによって示すように、キャリッジ２０を方向Ｂに９０°下向きに枢動するための枢動手段を有する移送ステーション１８が示されている。キャリッジ２０が下向きに枢動されたときの移送ステーション１８の領域において、処理される車両用シャーシ２２ｃが、図８に略図的に示す搬送手段４６によって確実に受け取られることが必要であることは言うまでもない。搬送手段は、内側フレームの個々のアームの間に位置するように設計されることができ、キャリッジが下向きに枢動されると、車両用シャーシは、搬送手段４６上にそのまま据え置かれ、矢印Ｃの方向にシステムから輸送される。

図８に示す実施形態において、個々のキャリッジには、独自の回転ドライブ又は移動ドライブがないため、牽引技術を用いてシステム全体を通って牽引される。個々のキャリッジ２０には、連結用の突出部が設けられ、各キャリッジ２０には、連結用突出部５０ａと、それとは反対側に連結用突出部５０ｂがある。個々のキャリッジがシステムを介して誘導される仕組みは、対応する形状の連結用突出部５０ａ及び５０ｂが噛み合い、したがって、個々のキャリッジ２０が、列車のように、移送手段１９にそれぞれ最も近い位置にあるキャリッジ２０ｃによって牽引された後、そのキャリッジは、枢動運動Ｂの結果として、移動方向において後方に位置するキャリッジ２０ｂから明確に下向きに係合を解除する。また、連結手段は、図３に示すフック形状のものであってよい。移送ステーション１８にあるキャリッジは、枢動した後、コンベヤベルトによって把持され、移動方向Ｄに戻される。戻り行程中の１つのキャリッジを、図８の２０ｅで示す。

移送ステーション１８にあるキャリッジが下向きに傾斜されれば、その時点で移送ステーション１８に最も近い位置にあるキャリッジ２０ｂと、このキャリッジに連結された残りのキャリッジは、ドライブ５２又は別の牽引手段の助力によって、直進運動の方向Ｃに移送ステーション１８へ搬送された後、次のステップにおいて、キャリッジ２０ｂが下向きに傾斜され、この時点でドライブ５２の領域に位置するすぐ後ろに続くキャリッジが、この場合も列車のように、矢印Ｃの方向にそれに連結された残りのキャリッジを搬送し続けるようにしなければならない。同じように、処理ラインの開始時の移送ステーションにおいて、「新しい」キャリッジが、枢動運動を介して、処理ラインに位置するキャリッジのチェーンに再度上向きに留められる。

移送ステーション１８の前方の移動方向において図８に位置するキャリッジ２０ｄを有する領域は、点検修理作業用に作業員がキャリッジにアクセスしやすいようにするメンテナンスゾーンである。

図９は、キャリッジの下向きの傾斜を示す。キャリッジ２０は、メンテナンスアクセスとして同時に作用する前述した格子２４の下方にあるガイドレール４４上のレバーアセンブリ３８によって誘導される。連続仕切り要素６６が、処理ステーションに面する側面上に設けられる。移送ステーション１８において、図８にすでに示したように、キャリッジ全体２０は、枢動半径Ｂで示すように、枢動軸６８の周りを約９０°だけ下向きに枢動する。枢動軸は、キャリッジの直進方向Ｃに平行に延び、処理手段から離れて面するキャリッジの側面上に設けられるため、下向きに傾斜したキャリッジは、処理ラインの領域にあるキャリッジと衝突し得ない。下向きの傾斜中、キャリッジだけでなく、移送ステーション１８の領域にあるガイドレールも下向きに枢動するため、キャリッジも、枢動中、下向きに正確に誘導される。下向きの枢動後、キャリッジは、コンベヤベルト７０によって、システムの開始場所に設けられた更なる移送ステーションに迅速に輸送され、その場所で、逆の移動シーケンスＢが生じ、キャリッジが上向きに枢動される。したがって、図９は、処理ラインの開始場所での移送手段を同等に示すものであってよく、これは、処理される車両用シャーシとの固定接続を、第１の移送手段において作り出す必要があり、第２の移送手段においてそれに対応して再度分離する必要があるということは別にして、移動シーケンスの点で２つの移送ステーションの間には相違点がないためである。

図１０は、再度、同じ状況を示すものであり、この場合、好ましい実施形態の詳細な記載おいてこれまで使用した浸漬浴の代わりとして、吹付け処理を行う処理ステーション７２を、システムのトンネル１２内に同様に設けることができることは言うまでもない。図１０に示す図から明らかなように、２０ｅで示す位置にキャリッジを下向きに傾斜することによって、既存の空間を最良に利用することができ、これは、キャリッジが、戻り行程中、可能なタンク１４に沿って誘導可能であるためであり、したがって、最良の可能な方法で既存の空間が利用される。

図１２は、キャリッジ６０を使用する本発明の別の実施形態を示す。同図は、図８のものに本質的に対応するが、キャリッジ６０に独自の移動ドライブと独自の回転ドライブが設けられることで、傾斜部分４８ａを有するガイドレールが不要である。更に、キャリッジ６０は、デザイン的に小型化され、連結用の突出部５０も有していない。最後に、移送ステーション１８の隣に位置するキャリッジを牽引するためのドライブが不要である。図８に示す図に合わせて、移送ステーションの領域に位置するキャリッジを示すために参照番号６０ｃを使用し、直進運動の方向Ｃにおいてキャリッジ６０ｃの後方に位置するキャリッジを示すために参照番号６０ｂを使用する。キャリッジ６０ｄは、キャリッジ６０ｅが矢印Ｄの方向に迅速に戻される間、メンテナンスゾーンに位置する。更に、移動及び回転ドライブが独立しているため、矢印Ｅで示すように、移動方向を領域ごとに逆向きにすることができる。したがって、処理領域及び特にタンク１４の領域において、キャリッジのあらゆる動きを実行することができる。キャリッジ２０を利用する前述の方法で、移送ステーションへの移送が実行される。

第１のモジュールの一部としてのガイド装置とキャリッジ６０との間での情報及び動力の伝達は、図１４から明らかになるように、誘導電流伝達手段８０を介して実行されることが好ましい。したがって、図８の実施形態によるシステムは、主として様々な移動ドライブが使用され、前述した追加の適応措置をとるという点で、図１２に示すシステムとして極めて容易に再装備される。

同じように、図４の例で示すように、上記に詳細に記載し、キャリッジが単一のドライブのみを有する複合型の手段の１つも考えられる。複合型の手段において、処理される車両用シャーシを搬送するためのローラーコンベヤ４６、キャリッジ用の枢動手段、及びコンベヤベルトを使用する迅速な戻りは、上述した実施形態のものに対応する。

図１３は、再度、移動ドライブ６２と回転ドライブ４２の両方を有する移動ドライブ６０と、それに付随する制御手段６４の平面図を示す。内側フレーム２８は、図１３の実施形態には示しておらず、同図は、回転軸３２で終端している。

本発明によるシステムの利点は、トンネル、タンク、及び移送ステーションとの誘導機構の基本的構成部品を有する第１のモジュールとして基本的なシステムを維持しながら、システムモジュール（第１のモジュール及び第２のモジュール）の交換が可能なことである。システムは、システムの下方で失われる空間がないため、空間をほとんど必要とせず、更に、寸法が小型化されることで、鋼構造の節約が図られる。更に、軸受と継手を浸漬媒体の外側に配置することができ、付随するシールにより、最適な軸密封性が得られる。再装備の作業がほとんどないため、システムには、図１２に示す電子版の形態で、キャリッジ、別々の移動及び回転ドライブの個々の制御装置が装備され、個々のキャリッジの動きに最大限の柔軟性が与えられる。この代わりとして、図８に示す実施形態は、一体に連結されたキャリッジを用いて実現することもでき、それによって、最大の信頼性と非常に高いスループットが得られる。しかしながら、回転式に連結されたキャリッジを用いた従来の手段とは対照的に、より少ない数のキャリッジしか使用しない利点は、迅速の戻り行程によって達成される。チェーンを調節することも不要である。しかしながら、例えば、キャリッジが連結され、回転モータのみが個々に制御される２つの前述した手段の間の複合型の手段も考えられる。このような複合型の手段は、高度の柔軟性を同時に維持しながら、高スループットを達成することがある。特に、別の回転ドライブを用いた手段は、タンク内でシャーシを容易に上下に枢動可能であり、タンク上方に自由に選択可能な角度で降りることができるという利点を有する。追加の独立した移動ドライブを使用する手段は、シャーシを高速で浸漬貯蔵部に輸送することができる一方で、処理ラインでのシャーシの滞留時間を不変に維持しながら、浸漬貯蔵部内又は異なる種類の処理手段における処理時間を短縮することができるという更なる利点を有する。しかしながら、主要な利点は、様々なカスタマイズ化されたものに対して共通の構成部品を用いることで低コストで生じる装置の高度な柔軟性であり、更に、システムの将来的な生産修正や再構成の余地を与える。更に、キャリッジ専用の戻り行程により、システム全体が必要とする空間が最小限に抑えられる。

第２の移送ステーションの領域における本発明による装置の全体図である。 直進方向に垂直に設けられた、処理浴の領域における装置の断面図である。 独自のドライブをもたないキャリッジの一実施形態を示す。 独自の回転ドライブを備えるが、独自の移動ドライブをもたないキャリッジを示す。 独自の回転ドライブと独自の移動ドライブとの両方を有するキャリッジを示す。 図３に示す実施形態に対応するキャリッジを有する第２の移送ステーションの領域における本発明による装置の一部分を略図的に示す。 図３に示すキャリッジを使用した車両用シャーシの動きを略図的に示す。 図７に類似した図であり、処理浴及び第２の移送ステーションの領域における図３の実施形態によるキャリッジを有する本発明による装置を略図的に示す。 第１及び第２の移送ステーションの領域におけるキャリッジの枢動を、直進運動の方向に垂直な断面で示す。 処理ステーションの領域におけるシステム全体のトンネルの断面を示し、図３の実施形態によるキャリッジが再度使用されている。 図３に示す個々のキャリッジを連結するための連結手段を略図的に示す。 独自の移動ドライブと独自の回転ドライブとの両方を有する図５に示すキャリッジを有する本発明の更なる実施形態を示す。 独自のドライブユニットを有する移動ドライブの平面図を示す。 システム内における図１２に示す実施形態の移動ドライブの配置を詳細に示す。

Claims (29)

1. ワークピース（２２）、特に、車両用シャーシ（２２）を処理するためのモジュール構成の装置であって、
   前記ワークピース（２２）を表面処理するための１つ以上の処理領域（１４）を有する処理ライン（１２）と、
   前記処理ライン（１２）に沿ったガイド装置（４４）と
   を有する第１のモジュール、及び、
   前記ワークピース（２２）が固定され、水平に配置され且つ前記ガイド装置（４４）に対して本質的に平行に配置された枢動軸（６８）の周りを、前記ワークピースが固定される水平な位置と前記ワークピースが固定されない垂下した位置との間で約９０°枢動可能であって且つ前記ガイド装置（４４）に沿って動かされるようになっている１つ以上の個別のキャリッジ（２０；４０；６０）を有する第２のモジュール、を備え、
   様々なタイプの第２のモジュールが、前記第１のモジュールとそれぞれ組み合わされる、装置。
2. 前記ガイド装置（４４）が、前記処理ライン（１２）の一方側のみに設けられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記ガイド装置が、少なくとも１つのレール（４４）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記キャリッジ（２０；４０；６０）が、前記ガイド装置の前記少なくとも１つのレール（４４）上で回転するローラー（３０）を有することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記第１のモジュールが、
   処理される前記ワークピース（２２）を供給するための第１の搬送手段と相互作用する第１の移送ステーション（１８）と、
   前記処理されたワークピース（２２）を取り除くための第２の搬送手段（４６）と相互作用する第２の移送ステーション（１８）と
   を更に備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記第１のモジュールが、
   前記第２の移送ステーション（１８）から前記第１の移送ステーション（１８）へ前記キャリッジを搬送するための、好ましくは、コンベヤベルト（７０）又はチェーンコンベヤの形態の戻り手段を更に備えることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記第２の移送ステーション（１８）にある前記キャリッジ（２０；４０；６０）が、前記ガイド装置（４４）に対して本質的に平行であって且つ前記ガイド装置（４４）の側方のうち前記１つ以上の処理領域（１４）から離れている側に位置する枢動軸（６８）の周りを約９０°だけ枢動され、前記第１の移送ステーション（１８）にある前記キャリッジが、反対方向に同一の角度だけ戻るように枢動されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の装置。
8. 前記キャリッジ（２０；４０；６０）及び前記ガイド装置（４４）が、前記ワークピース（２２）の処理中、常に前記１つ以上の処理領域（１４）の外側にすべての軸受が位置するように設計されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記キャリッジ（２０；４０；６０）が、
   外側フレーム（２６）と、
   前記外側フレームに対して回転軸（３２）の周りを回転する内側フレーム（２８）と
   を備え、もって前記内側フレーム（２８）に前記ワークピース（２２）が固定されるようになっており、
   各キャリッジの前記回転軸（３２）が、前記外側フレーム（２６）によって定義される平面内において水平であって且つ前記処理ライン（１２）に沿った前記キャリッジ（２０；４０；６０）の移動方向に対して垂直に位置することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記外側フレームに対して前記回転軸（３２）を昇降及び／又は傾斜させるための手段を更に備える、請求項９に記載の装置。
11. 前記キャリッジ（２０；４０）が、前記第１の移送ステーション（１８）の領域において連結され、前記第２の移送ステーション（１８）の領域において互いに取り外されるようになっていることを特徴とする、請求項５に従属することを条件とした請求項９又は１０に記載の装置。
12. 前記外側フレーム（２６）が、前方連結部材（５０ａ）及び後方連結部材（５０ｂ）を有し、各キャリッジ（２０；４０）の前記後方連結部材（５０ｂ）が、後続するキャリッジ（２０；４０）の前記前方連結部材（５０ａ）と着脱可能なフォームロック式接続を形成するように設計されていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 前記キャリッジ（２０；４０）が、前記外側フレームの領域に位置する、牽引手段（５２）用の接続手段、好ましくは、フック状の突出部を有することを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の装置。
14. 前記牽引手段（５２）が、前記第２の移送ステーション（１８）の領域に位置するか、又は、押出し手段が、前記第１の移送ステーションの領域に位置し、前記手段が、前記処理ライン（１２）の領域において前記第２の移送ステーション（１８）に最も近い位置にあるキャリッジ（２０；４０）の前記接続手段と着脱可能な接続を形成するように設計されることにより、前記キャリッジが、前記牽引手段（５２）によって、前記第２の移送ステーション（１８）の方へ強制的に誘導され、又は、連結された複数のキャリッジが、前記押出し手段によって、前記第２の移送ステーションの方向に強制的に誘導されるようになっていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
15. 前記第２のモジュールが、
    前記回転軸（３２）の周りでの外側フレーム（２６）と内側フレーム（２８）との間の相対的な回転運動を制御するように、前記キャリッジ（２０）と相互作用する前記ガイド装置（４４）の領域にある制御手段（４８；４８ａ；４８ｂ）を更に備えることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記制御手段が、傾斜ガイド部分（４８ａ、４８ｂ）を有するガイドレール（４８）を備え、前記ガイドレールが、前記内側フレーム（２８）に回転式に一体接続されたレバーアセンブリ（３８）と相互作用することを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
17. 各キャリッジ上に回転ドライブ（４２）を更に備え、前記回転ドライブが、出力側で前記キャリッジ（４０；６０）の前記内側フレーム（２８）に回転式に一体接続される、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の装置。
18. 前記キャリッジ（６０）が、
    前記処理ライン（１２）に沿って前記キャリッジ（６０）を直進運動するための移動ドライブ（６４）と、
    前記外側フレーム（２６）に対して前記内側フレーム（２８）を回転運動するための回転ドライブ（４２）と
    を備え、
    前記直進運動と回転運動とは無関係であることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の装置。
19. 前記第１のモジュールから前記キャリッジへの情報及び／又は動力の伝達は、非接触的に実行されることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の装置。
20. ワークピースを表面処理するための１つ以上の処理領域を有する処理ラインを有する請求項１〜１９の何れか一項に記載の装置において、前記処理ラインに沿って動かされるキャリッジに前記ワークピースが固定された状態にて、前記ワークピース、特に、車両用シャーシを処理するための方法であって、
    最初に、第１の搬送手段によって、ワークピースを第１の移送ステーションに輸送するステップと、
    前記ガイド装置（４４）に対して本質的に平行であって且つ前記ガイド装置（４４）の側方のうち前記１つ以上の処理領域（１４）から離れている側に位置する枢動軸の周りで、前記キャリッジを当該キャリッジが前記ワークピースを保持するまで第１の方向に枢動するステップと、
    前記ワークピースを１つ以上の処理領域内に導入し、又は前記領域から取り除くための水平に配置された枢動軸の周りの回転運動を実行しながら、第２の移送ステーションまで前記処理ラインを個々のキャリッジと共に通過するステップと、
    前記第２の移送ステーションの領域において前記枢動軸の周りで前記キャリッジを前記第１の方向とは反対の第２の方向に枢動するステップと、同時に、
    第２の搬送手段によって、前記ワークピースを取り除くステップと、
    水平面から約９０°だけ前記第１の方向に枢動した前記キャリッジを前記第１の移送ステーションに輸送するステップと
    を含む、方法。
21. 前記第２の移送ステーションにある前記キャリッジが、前記ガイド装置の領域において枢動軸の周りで約９０°の角度だけ枢動され、前記第１の移送ステーションにある前記キャリッジが、反対方向に同一の角度だけ後方に枢動されることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
22. 前記ワークピースが、処理浴に浸漬される車両用シャーシであり、処理浴内に浸漬されると、前記車両用シャーシが、本質的に水平及び前記処理ラインに沿った移動方向に対して垂直に位置する回転軸の周りで１８０°回転され、前記車両用シャーシが、この位置において前記処理浴を通過し、前記処理浴から取り除かれるとき、前記回転軸の周りを１８０°だけ再度回転されることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の方法。
23. 前記車両用シャーシが、前記処理浴を通過するとき、上下方向に往復運動を更に実行することを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. 前記第１の移送ステーションの領域において上向きに枢動されたキャリッジが、前記処理ラインの領域に位置する隣接するキャリッジとフォームロック式に接続され、前記第２の移送ステーションの領域において前記隣接するキャリッジが下向きに枢動されると、フォームロック式接続の係合が再度解除するように、前記車両用シャーシが前記処理ラインの領域において連結されることを特徴とする、請求項２２又は２３に記載の方法。
25. 前記キャリッジの回転運動が、その直進運動により生じることを特徴とする、請求項１５または１６に従属する請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の装置。
26. 前記キャリッジの回転運動とその直進運動とは無関係であることを特徴とする、請求項１７または１８に従属する請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の方法。
27. 前記処理ラインの領域にある前記キャリッジが、直進方向において互いに独立して動かされることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
28. 牽引手段又はドライブ手段と、前記処理ラインの領域において前記第２の移送ステーションに最も近い位置にあるキャリッジの接続手段との間に着脱可能な接続を生じることを更に含み、前記キャリッジが、前記牽引手段又はドライブ手段によって、前記第２の移送ステーションの方へ牽引される、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の方法。
29. 押出し手段と、接続された複数のキャリッジとの間に接続を生じることと、接続された前記キャリッジを前記第２の移送ステーションの方向に押し出すこととを更に含む、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の方法。

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