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Die Erfindung bezieht sich auf einen Transportschlitten, insbesondere für den Seitenspannrahmen einer Geometriestation zum Fügen von Kraftfahrzeug-Rohkarosserieteilen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Transportschlitten dieser Art, wie sie etwa bei der in der
DE 10 2007 024 589 A1 beschriebenen Geometriestation zum Verstellen der Seitenspannrahmen Verwendung finden, enthalten vier schienengeführte, jeweils aus einer geometriebestimmenden und einer Hilfsrolle bestehende Rollenkombinationen mit fest am Transportschlitten angeordneten Drehachsen, von denen die geometriebestimmenden Rollen die Ausrichtung des Transportschlittens und des auf diesem montierten Spannrahmens in der Arbeitsposition übernehmen, während die Hilfsrollen dazu dienen, die geometriebestimmenden Rollen beim Überfahren von Schienenstößen von Belastungsspitzen an dieser Stelle freizuhalten. Die Rollen müssen den Transportschlitten zusammen mit dem typischerweise mehrere Tonnen schweren Spannrahmen in der Arbeitsposition mit einer Genauigkeit im µm-Bereich, nämlich größenordnungsmäßig 10 µm, ausrichten, und dies bei täglich zumeist mehr als tausend Schlittenhüben, da es anderenfalls zu unzulässigen, mit zunehmender Höhe des Spannrahmens größeren Fehleinstellungen und dementsprechenden Maßabweichungen beim Fügevorgang der Karosserieteile kommt. Aus diesem Grund werden die Rollen und die zugehörigen Wälzlager häufig auf die Einhaltung der geforderten Genauigkeitsgrenzen überprüft und notfalls nachgestellt oder ausgetauscht, was jedes Mal mit einem erheblichen Wartungsaufwand und entsprechenden Stillstandzeiten der Geometriestation verbunden ist, da der Transportschlitten zu diesem Zweck mit den Rollen von den Führungsschienen abgehoben werden muss.
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Ferner sind aus dem Stand der Technik Werkzeugschlitten bekannt, die rollengelagert auf einem Maschinenbett verfahrbar sind, in der Arbeitsposition des Schlittens jedoch unmittelbar auf dieses in der Weise aufgesetzt werden, dass die Rollen entweder höhenverstellbar am Schlitten gelagert und hydraulisch ein- und ausfahrbar sind (
DE 12 21 856 B ) oder dass die Führungsbahn in demjenigen Teilstück, auf dem sich die Rollen in der Arbeitsposition des Schlittens befinden, mittels eines hydraulischen Stelltriebs zwischen einer angehobenen, mit der Führungsbahn bündigen und einer abgesenkten, die Rollen freigebenden Hublage umsteuerbar ist (
DE 43 34 373 A1 ). In beiden Fällen muss der Schlitten jeweils vor und nach jedem Arbeitsvorgang durch eine Hubbetätigung der Rollen oder Führungsbahnstücke abgesenkt bzw. angehoben werden, was sich zum einen negativ auf die Taktzeiten des Fertigungsprozesses auswirkt und zum anderen einen erhöhten Bau, - Energie- und Steuerungsaufwand erfordert.
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Das Dokument
EP 1 837 120 A1 betrifft eine Schweißstation für Kraftfahrzeugkarosserien oder deren Unterbaugruppen, umfassend: eine Förderlinie zum Fördern der zu schweißenden Strukturen; mindestens ein Paar Seitenrahmen zum Referenzieren und Festklemmen der zu schweißenden Teile, die an den beiden Seiten der Linie angeordnet und in einer Richtung quer zu der Linie zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position verschiebbar sind, wobei von den Rahmen getragene Vorrichtungen zum Referenzieren und Festklemmen in der Lage sind, die zu schweißende Struktur zum Festklemmen ihrer Teile in der korrekten Schweißposition zu erfassen, und einen unteren Rahmen zum Ausrichten und Abstützen der zu schweißenden Struktur, der mit einer Relativbewegung in Bezug auf die Förderlinie in der Schweißstation zwischen einer abgesenkten, unwirksamen Position und einer angehobenen, wirksamen Position verschoben werden kann, in der er die zu schweißende Struktur aufnimmt. In dem Dokument
EP 1 837 120 A1 wird vorgeschlagen, dass jeder Seitenrahmen und der Bodenrahmen mit Mitteln zur gegenseitigen Kopplung von Nocken versehen sind, um die vorgenannte Bewegung des Bodenrahmens zwischen seiner abgesenkten Position und seiner angehobenen Position in Bezug auf die Linie zu bewirken, die auf die Verschiebung der Seitenrahmen zwischen ihrer offenen Position und ihrer geschlossenen Position folgt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen schienengeführten Tragschlitten der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Rollkörper sich mit minimalem Bau-, Energie- und Zeitaufwand in eine bezüglich der Führungsschienen freigängige Lage überführen lassen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Tragschlitten gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Tragschlitten kommen die geometriebestimmenden Rollkörper in der Warteposition des Schlittens selbsttätig von der zugehörigen Führungsschiene frei, ohne dass der Schlitten zu diesem Zweck angehoben werden muss, derart, dass die Hilfsrollkörper an dieser Stelle die volle Traglast übernehmen und die Schienengeometrie so gestaltet ist, dass zwischen der Schienenlauffläche und den geometriebestimmenden Rollkörpern in der Warteposition des Schlittens ein Luftspalt freigehalten ist. Erfindungsgemäß sind somit die Rollkörper unter Verzicht auf aufwändige, fremdkraftbetätigte Hubmechanismen zu Kontroll- oder Wartungszwecken, und insbesondere auch zum Nachstellen oder auch Auswechseln der Rollkörper und/oder der zugeordneten Wälzlager, frei zugänglich, sobald sich der Transportschlitten in der Warteposition befindet.
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Da die Rollkörper in der Warteposition des Schlittens vom Schienenkontakt frei sind und erst wieder in Anlage an die Schienenlauffläche geraten, wenn sich der Schlitten in Richtung seiner Arbeitsposition bewegt, wird gemäß Anspruch 2 in besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ein durch das Rollen-Trägheitsmoment bedingter Schlupf an dieser Stelle dadurch vermieden, dass die geometriebestimmenden und die Hilfsrollkörper jeweils gleichlaufend drehschlüssig miteinander verkoppelt sind, so dass die Rollkörper auch im kontaktfreien Zustand eine zur Schlittenbewegung synchrone Drehgeschwindigkeit beibehalten.
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Die Drehachsen der geometriebestimmenden und der Hilfsrollkörper sind feststehend am Transportschlitten angeordnet, wobei die Schienenlaufflächen mit einer von den Rollkörpern in der Warteposition des Schlittens unter Freilassung eines Luftspalts beabstandeten Aussparung mit einer hohlkehlenartig eingeschliffenen Vertiefung versehen sind.
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In einem konkreten Anwendungsfall der Erfindung wird der Transportschlitten durch einen ortsfesten, von außen auf den Schlitten einwirkenden Linearantrieb verfahren, jedoch ist es ohne Weiteres auch möglich, wie nach Anspruch 3 bevorzugt, den Schlitten selbst mit einem aktiven Rollenantrieb auszustatten.
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Aus Gründen einer weiteren baulichen Vereinfachung sind die geometriebestimmenden und die Hilfsrollkörper nach Anspruch 4 zweckmäßigerweise jeweils hintereinanderliegend auf der gleichen Führungsschiene positioniert, wobei die Hilfsrollkörper nach Anspruch 5 in besonders bevorzugter Weise in Richtung der Warteposition versetzt zu den geometriebestimmenden Rollkörpern am Schlitten angeordnet sind, so dass sich die Hilfsrollkörper in einer dem Rollenabstand entsprechenden Entfernung zur Warteposition gleichfalls im Bereich der Schienenaussparung befinden und dann zu Wartungszwecken frei zugänglich sind, während die zugeordneten geometriebestimmenden Rollkörper an dieser Stelle die volle Traglastabstützung übernehmen.
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Für eine stabile, lastgerechte Schlittenführung empfiehlt es sich schließlich, den Tragschlitten nach Anspruch 6 mit vier identischen, jeweils aus einem in der Warteposition freiliegenden und einem dann voll belasteten Rollkörper bestehenden Rollenkombinationen zu versehen.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
- 1a, b eine Geometriestation mit auf Transportschlitten montierten Seitenspannrahmen in der Warteposition (a) bzw. in der Arbeitsstellung (b);
- 2 eine vergrößerte Teildarstellung eines der Transportschlitten mit dem auf diesem montierten Spannrahmen in der Arbeitsstellung; und
- 3 eine Detaildarstellung einer der Rollenkombinationen in der Warteposition des Transportschlittens.
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In den 1a, b ist eine Geometrieschweißstation dargestellt, die im Zuge einer Fertigungsstraße angeordnet ist und dazu dient, die durch ein Fördersystem zu- und abgeführten, in den Fign. strichpunktiert gezeigten Karosserieteile, nämlich insbesondere die Bodengruppe und die Karosserie-Seitenteile, lagegenau zueinander zu fixieren und dann mit Hilfe von - der Deutlichkeit halber nicht dargestellten - Schweißrobotern miteinander zu verschweißen.
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Zum Fixieren der Karosserieteile an der Geometriestation enthält diese ein übliches Bodenspannsystem 1 für die Karosserie-Bodengruppe und beidseitig der Geometriestation je einen Seitenteil-Spannrahmen 2, welcher auf einem Transportschlitten 3 quer zur Förderrichtung des Fördersystems zwischen einer Warteposition (1a, 3) und einer das Karosserie-Seitenteil lagegenau an der Bodengruppe positionierenden Arbeitsposition (1b, 2) verfahrbar gelagert ist. Die Spannrahmen 2 sind fachwerkartig ausgesteift und werden in der Arbeitsposition an Querstreben 4 miteinander zu einem schubsteifen Rahmenverbund verriegelt.
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Die Transportschlitten 3 sind über jeweils vier schienengeführte Rollenkombinationen 5, von denen jede aus einer geometriebestimmenden, achsfest am Schlitten 3 angeordneten Rolle 5.1, einer ebenfalls achsfest am Schlitten angeordneten Hilfsrolle 5.2 und einer Spannrolle 5.3 besteht, zwischen der Arbeits- und der Warteposition reibungsarm verstellbar, und zwar entweder mit Hilfe eines schlittenfesten Rollenantriebs oder mittels eines externen, in Schlittenhubrichtung wirksamen Linearantriebs, etwa in Form einer hydraulischen Kolben-Zylindereinheit.
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Durch die Spannrollen 5.3 werden die geometriebestimmenden Rollen 5.1 auf der zugeordneten Führungsschiene 6 spielfrei verspannt, so dass sie den Tragschlitten 3 und den auf diesem montierten Spannrahmen 2 in der Arbeitsstellung hochgradig lagegenau positionieren, während die Hilfsrollen 5.2 zur Entlastung der geometriebestimmenden Rollen 5.1 vorgesehen sind.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Führungsschienen 6 jeweils zweiteilig mit einem ortsfesten und einem auf einer Förderpalette 7 befestigten Schienenstück 6.1 bzw. 6.2 ausgebildet, wobei die Förderpalette 7 auf einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Förderbahn - wie in 2 durch die Führungsrollen 8 angedeutet - verfahrbar ist. Bei einem Wechsel des Karosserietyps verbleiben die Transportschlitten 3 zusammen mit dem Spannrahmen 2 auf den Schienenstücken 6.2 der Förderpaletten 7 und werden mit diesen auf der Förderbahn abtransportiert, während eine weitere Förderpalette 7, auf welcher sich ein Transportschlitten 3 mit einem für den neuen Karosserietyp benötigten Spannrahmen 2 befindet, auf der Förderbahn zugestellt und mit ihren Schienenstücken 6.2 fluchtend zu den ortsfesten Schienenstücken 6.1 ausgerichtet wird, woraufhin der Transportschlitten 3 mit einem auf diese Weise ausgewechselten Spannrahmen 2 in die Arbeitsstellung verfahren und der neue Karoserietyp nach der gegenseitigen Verriegelung der Spannrahmen 2 verschweißt werden kann.
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Wie die 2 und 3 zeigen, sind in die Laufflächen der Schienenstücke 6.2 hohlkehlenartige Vertiefungen 9 eingeschliffen, die so positioniert und gestaltet sind, dass sich die geometriebestimmenden Rollen 5.1 in der Warteposition des Schlittens 3 im Bereich der Schienenvertiefungen 9 befinden und von diesen jeweils durch einen Luftspalt 10 (3) freigehalten sind. In diesem Zustand sind die Hilfsrollen 5.2 allein tragkraftbelastet, die geometriebestimmenden Rollen 5.1 hingegen frei zugänglich, so dass sich die erforderlichen Kontroll- und Wartungsarbeiten, etwa ein Nachstellen oder Auswechseln der Rollenkäfige, problemlos durchführen lassen, um so die engen Toleranzen im Bereich von größenordnungsmäßig 10 µm, die aus Gründen einer hohen Fügegenauigkeit der Karosserieteile für die Schlittenausrichtung in der Arbeitsposition vorgegeben sind, einhalten zu können.
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Nach einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung sind die geometriebestimmenden und die Hilfsrollen 5.1 und 5.2 - z. B. über das in 3 dargestellte Zwischenrad 11 - gleichlaufend drehschlüssig miteinander verkoppelt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Rollen 5 bei einer Hubbewegung des Schlittens 3 ihre Drehgeschwindigkeit auch beim Überfahren der Schienenvertiefungen 9 beibehalten und daher schlupffrei den erneuten Kontakt zur Schienenlauffläche aufnehmen.
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Befindet sich der Transportschlitten 3 in einer dem Rollenabstand zwischen geometriebestimmender und Hilfsrolle 5.1, 5.2 entsprechenden Entfernung zur Warteposition, so liegen anstatt der geometriebestimmenden die Hilfsrollen 5.2 im Bereich der Schienenvertiefungen 9 und die Rollen 5.1 übernehmen an dieser Stelle dann die gesamte Traglast. Somit können die Hilfsrollen 5.2 gleichermaßen problemlos wie die geometriebestimmenden Rollen 5.1 zu Kontroll- und Wartungszwecken zugänglich gemacht werden.
