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Es wird ein Fertigungsring zur Montage von Fahrzeugen beschrieben. Der Fertigungsring weist einen Aufrüststrang auf. Der Aufrüststrang weist Montageböcke mit jeweils einer vorderen und einer hinteren Montageplatteneinheit auf. Auf den Montageplatteneinheiten sind Fahrzeugkomponenten eines Fahrzeugchassis positionierbar. Außerdem weist der Fertigungsring einen Hochzeitsstrang auf, in dem auf den Montageböcken ein Verbinden des Fahrzeugchassis mit der Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist.
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Aus der Druckschrift
DE 195 23 294 A1 ist dazu eine Anlage zum Fügen der Chassis-Aggregate mit der Karosserie eines Fahrzeugs bekannt. Dabei wird eine exakte Positionierung der Chassis-Aggregate an der Karosserie automatisch durch Hilfsvorrichtungen erreicht. Dabei wird die Karosserie entlang einer Montagelinie an einem Hängeförderer mit gleichbleibender Geschwindigkeit geführt. Unterhalb des Hängeförderers werden die Chassis-Aggregate auf einem Aufbaubock bzw. Montagebock, der die zu fügenden Aggregate trägt mit einer Längsseite über eine Montagestrecke von einem eingreifenden Ovalband mit gleicher Geschwindigkeit wie der Hängeförderer geführt. In der Folge wird die Karosserie auf das Chassis abgesenkt und beide miteinander verschraubt.
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Danach werden die Aufbauböcke bzw. Montageböcke aus der Montagelinie in eine Rückführschleife des Ovalbandes verbracht. Mit dem Ovalband wird somit der Fließbetrieb und die Bearbeitung der Montageböcke in dem Fertigungsring bestimmt. Die Montageböcke sind für eine begrenzte Anzahl von Modellvarianten vorbereitet und werden aufgrund des Ovalbandes im Kreis geführt und können somit weitere Modellvarianten nur dann aufnehmen, wenn die Böcke eines Fertigungsringes ausgetauscht werden. Somit ist die Flexibilität der an das Ovalband gefesselten Fertigung äußerst begrenzt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fertigungsring anzugeben, der einen Aufrüststrang und einen Hochzeitsstrang aufweist und eine deutlich höhere Flexibilität und eine schnelle Anpassung der Montageböcke an unterschiedlichste Fahrzeugmodelle ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Es wird ein Fertigungsring zur Montage von Fahrzeugen beschrieben. Der Fertigungsring weist einen Aufrüststrang auf. Der Aufrüststrang weist Montageböcke mit jeweils einer vorderen und einer hinteren Montageplatteneinheit auf. Auf den Montageplatteneinheiten sind Fahrzeugkomponenten eines Fahrzeugchassis positionierbar. Außerdem weist der Fertigungsring einen Hochzeitstrang auf, in dem auf den Montageböcken ein Verbinden des Fahrzeugchassis mit einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist. Zwischen dem Hochzeitstrang und dem Aufrüststrang ist eine Plattenlogistikposition angeordnet, in der auf den Montageböcken vordere und hintere Montageplatteneinheiten montiert sind. Jeder Montagebock weist ein elektrisch betriebenes Selbstfahrgestell auf.
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Durch die Plattenlogistikposition zwischen dem Hochzeitsstrang und dem Aufrüststrang ist es möglich, in vorteilhafter Weise freiwerdende Montageböcke nach dem Durchlaufen des Hochzeitsstranges mit jeweils einer neuen vorderen und hinteren Montageplatteneinheit zu bestücken, die für ein einziges Fahrzeugmodell vorgesehen sind, wobei in einem Plattenlogistikbereich, der die Plattenlogistikposition in dem Fertigungsring versorgt, eine Vielzahl unterschiedlicher Montageplatteneinheiten für das Auswechseln an den in der Plattenlogistikposition befindlichen Montageböcken zur Verfügung stehen.
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Die Variationsbreite der zu fertigenden Fahrzeugmodelle ist damit unbegrenzt. Durch das elektrisch betriebene Selbstfahrgestell der Montageböcke ist es darüber hinaus möglich, beschleunigt von dem Hochzeitsstrang zu der Plattenlogistikposition zu fahren, den Montageplattenwechsel vorzunehmen und den Montagebock aus der Plattenlogistikposition beschleunigt in den Aufrüststrang einzugliedern. Auch der Wechsel des Montagebockes vom Aufrüststrang zu dem Hochzeitsstrang kann beschleunigt ausgeführt werden, um den Fließbetrieb in diesem Bereich des Fertigungsringes aufrecht zu erhalten.
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Somit ist es möglich, trotz der individuellen Fördergeschwindigkeit unabhängig von einem Ovalband durch das Selbstfahrgestell die Montageböcke derart einzusetzen, dass sämtlichen bisherigen Schnittstellen für den Fertigungsring beibehalten werden können. So kann in dem Aufrüststrang mithilfe des Selbstfahrgestells der Fließbetrieb aufrechterhalten werden und die Montageböcke können in diesem Bereich mit entsprechenden Fahrzeugkomponenten des Fahrzeugchassis bestückt werden. In dem Hochzeitsstrang kann das Selbstfahrgestell dafür sorgen, dass der Montagebock synchron zu einem Verschraubungsautomaten gefahren wird, sodass auch hier die Schnittstellen nicht geändert werden müssen.
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Das Selbstfahrgestell steht in dem Fertigungsring mit Unterflurstrom- und Steuerschienen elektrisch in Verbindung, sodass sowohl die Stromversorgung über die Unterflurstromschienen gesichert ist als auch die Steuerung der Montageböcke auf den Selbstfahrgestellen durch die Unterflurversorgungsschiene erfolgt.
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Dazu kann das Selbstfahrgestell induktiv mit den Stromversorgungsschienen und/oder den Steuerungsschienen gekoppelt sein. Der Montagebock mit dem Selbstfahrgestell weist Räder auf und zusätzlich ein Antriebsrad mit Achsmotor. Der Achsmotor kann über das Antriebsrad den Montagebock beliebig schnell bewegen. Durch die elektrischen Versorgungsschienen ist es außerdem möglich, dass das Selbstfahrgestell einen Kompressor zur Versorgung von pneumatischen Steuerorganen aufweist. Dadurch ist es möglich herkömmliche Luftdruckbehälter herkömmlicher Montageböcke einzusparen und die übliche Druckluftladestation in einem Fertigungsring für derartige Druckluftbehälter zu verzichten.
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Das Selbstfahrgestell kann statt von pneumatischen Steuerorgane nun auch durch elektrohydraulische Stellorganen gesteuert werden, da eine elektrische Versorgung gesichert ist. Durch eine Umstellung auf elektrohydraulische Stellorgane kann der Lärmpegel in der Fertigungshalle in vorteilhafter Weise deutlich reduziert werden. Außerdem haben derartige elektrohydraulische Stellorgane den Vorteil gegenüber pneumatischen Stellorganen, dass sie präzise in ganz unterschiedlichen Endstellungen und Zwischenstellungen arretiert werden können, sodass eine präzise Ausrichtung der Komponenten des Fahrzeugchassis mit den Montagehilfen auf den Montageböcken möglich ist, und die miteinander zu schraubenden Chassiskomponenten miteinander verbunden werden können.
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Schließlich könne Hub- und Führungszylinder auch dazu dienen in dem Hochzeitstrang das Fahrzeugchassis in eine Verschraubungsposition mit der Karosserie zu heben. Um das Zusammenschrauben des Fahrzeugchassis auf dem Montagebock mit der Fahrzeugkarosserie im Hochzeitsstrang sicherzustellen, weist die Montageplatteneinheit eine Grundplatte mit Justierbolzen zum Zentrieren der Hochzeitsplatte auf.
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Ein Verfahren zur Vormontage von Fahrzeugen in einem Fertigungsring mit einem Aufrüststrang und einem Hochzeitstrang weist die nachfolgenden Verfahrenschritte auf. Zunächst werden Plattenpaaren in einem Plattenlogistikbereich bereitgestellt, wobei ein Plattenpaar eine vordere und eine hintere Montageplatteneinheit für ein einziges Fahrzeugmodell bereithält.
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Anschließend erfolgt ein Übergeben eines Plattenpaares auf ein Selbstfahrgestell eines Montagebockes in einer Plattenlogistikposition des Fertigungsringes. Danach erfolgt ein beschleunigtes Einreihen des Montagebockes in den Aufrüststrang. In dem Aufrüststrang werden schließlich die Montageböcke mit Fahrzeugchassiskomponenten bestückt. Danach erfolgt wieder ein beschleunigtes Einreihen des Montagebockes in den Hochzeitsstrang. In dem Hochzeitsstrang erfolgt ein automatisches Verschrauben des Fahrzeugchassis mit einer Fahrzeugkarosserie. Nach einem Abkoppeln des vormontierten Fahrzeugs von dem Montagebock folgt ein beschleunigtes Zuführen des Montagebockes zu der Plattenlogistikposition zum Tauschen, des für das nächste Fahrzeug benötigten Plattenpaares.
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Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass jeder Montagebock lediglich mit einem einzigen Plattenpaar für eine einzige Variante eines Modells in der Plattenlogistikposition bestückt wird, wobei ein Modellwechsel ohne Zeitverzug durch Auswechseln der Plattenpaare für die vordere und die hintere Montageeinheit in der Plattenlogistikposition jeweils erfolgen kann. Nach dem Ausstatten des Montagebockes mit der einzigen und korrekten Modellvariante kann dieser dann durch das Selbstfahrgestell im Aufrüststrang in Form eines Fließbetriebes bewegt werden und Komponenten des Fahrzeugchassis aufnehmen. Entsprechend kann das Selbstfahrgestell im Hochzeitsstrang synchron zu einem Verschraubungsautomaten bewegt werden.
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Ausführungsformen werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Skizze eines Fertigungsringes gemäß einer Ausführungsform;
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Montagebocks im Aufrüststrang;
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Montagebocks im Hochzeitsplattenstrang vor einem Aufsetzen einer Hochzeitsplatte auf einen Montagebock;
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4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Montagebocks nach Absetzen der Hochzeitsplatte auf dem Montagebock;
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5 zeigt eine Draufsicht auf einen Grundrahmen mit Selbstantriebsgestellen eines Montagebocks;
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6 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Grundplatte eines Montagebocks mit Fahrgestell zur Positionskorrektur in X-Richtung;
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7 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Montageeinheit für Fahrzeugkomponenten des Fahrzeugchassis;
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8 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Hochzeitsplatte;
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9 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Hochzeitsplatte über einem Montagebock.
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1 zeigt eine schematische Skizze eines Fertigungsringes 1 gemäß einer Ausführungsform. Der Fertigungsring 1 weist einen Aufrüststrang 2 auf, in dem Montageböcke 3 zur Aufnahme von Chassiskomponenten bereit stehen. Jeder Aufnahmebock 3 weist eine vordere Montageplatteneinheit 4 und eine hintere Montageplatteneinheit 5 auf. Jede Montageplatteneinheit 4 bzw. 5 weist Montagehilfen auf. Wobei auf der vordere Montageplatteneinheit 4 Chassiskomponenten des Frontbereichs des Fahrzeugs und auf der hinteren Montageplatteneinheit 5 Heckteile eines Fahrzeugchassis montiert werden können. Dabei symbolisieren die einzelnen Markierungen auf den Montageplatteneinheiten 4, 5 in 1 unterschiedliche Chassisstrukturen von unterschiedlichen Fahrzeugmodellen, die auf den Montageböcken montiert werden können, wobei die Markierungen zeigen, dass vordere und hintere Montageplatteneinheiten 4 bzw. 5 jeweils für ein einziges Fahrzeugmodell vorgesehen sind.
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Es sind bspw. allein in diesem dargestellten Fertigungsring dreizehn unterschiedliche Fertigungsmodelle auf dreizehn Montageböcken im Umlauf, während in einem Palettenlogistikbereich 21 weitere Plattenpaare für weitere Fahrzeugmodelle bereitstehen. Die in dem Plattenlogistikbereich 21 bereitstehenden Plattenpaare können von einem Montagebock in einer Plattenlogistikposition 7 des Fertigungsringes 1 übernommen werden. In der Plattenlogistikposition 7 des Fertigungsringes 1 wird jeweils ein Montagebock 3 mit einem Montageplattenpaar bestückt. Der bestückte Montagebock 3 kann dann beschleunigt in Pfeilrichtung A in den Aufrüststrang 2 eingereiht werden und dort in Fließrichtung B nacheinander Komponenten des Fahrzeugchassis aufnehmen.
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Zur beschleunigten Fortbewegung des Montagebockes 3 von der Plattenlogistikposition 7 in den Aufrüststrang 2 weist der Montagebock 3 ein in den späteren Figuren gezeigtes Selbstfahrgestell auf, mit einem eigenen Antriebsmotor. Dazu sind im Bereich des Fertigungsringes 1 Unterbodenstromschienen und/oder Steuersignalschienen angeordnet, die induktiv mit entsprechenden Aufnehmern der Montageböcke 3 verbunden sind, sodass induktiv sowohl die Signal- als auch die elektrische Versorgung in dem hier gezeigten Fertigungsring 1 an die Montageböcke 3 übertragen werden.
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Sobald im Aufrüststrang 2 der Montagebock 3 komplett bestückt ist und ein vollständiges Fahrzeugchassis trägt, kann er in Pfeilrichtung C beschleunigt in den Hochzeitsstrang 6 weiterfahren. Zunächst werden in einem manuellen oder automatischen Hochzeitsbereich 22 eine Fahrzeugkarosserie in Richtung auf den Montagebock aus einem Traggestell heruntergelassen und zu dem Chassis auf dem Montagebock exakt ausgerichtet und positioniert werden.
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In einem zweiten Bereich wird dann das Fahrzeugchassis mit der Fahrzeugkarosserie verschraubt. In diesem Bereich ist ein Verschraubungsautomat 9 angeordnet, der die beiden Fahrzeugeinheiten zu einem vormontierten Fahrzeug miteinander verschraubt. Schließlich folgt im Hochzeitsstrang 6 in Pfeilrichtung D ein weiterer Bereich 23 für die Nacharbeit der Verschraubung. Vor einem Verzweigungspunkt 24 werden das vormontierte Fahrzeug und der Montagebock 3 voneinander getrennt und das vormontierte Fahrzeug in Pfeilrichtung E von diesem Fertigungsring entfernt und der Montagebock 3 in Pfeilrichtung F beschleunigt in die Plattenlogistikposition 7 verfahren, um ein nächstes Plattenpaar für ein weiteres Fahrzeugmodell aufzunehmen.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines teils eines Montagebocks 3 im Aufrüststrang des Fertigungsringes. Der Montagebock 3 weist ein Selbstfahrgestell 8 auf, das ein Antriebsrad 19 besitzt und von einem Achsmotor 20 in Pfeilrichtung G angetrieben wird. Außerdem sind vier weitere Rollen 25 und 26, mit denen der Montagebock 3 mit den aufgebrachten Komponenten des Fahrzeugchassis auf dem Boden 27 des Fertigungsringes mit Hilfe des Selbstfahrgestell 8 bewegt werden, an einem Grundrahmen 11 drehbar fixiert.
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Von dem Montagebock 3 ist hier lediglich eine hintere Montageeinheit 5 gezeigt. Die Montageeinheit 5 wird jetzt in dieser Ausführungsform von einem Hubzylinder 13 und zwei Führungen 12 und 14 zum Anheben einer auf vier Rollen gelagerten Grundplatte 15 in eine Montagehöhe gehoben. An der Oberseite 30 der Grundplatte 15 ragen Justierbolzen 16, 17 heraus, die in Aufnahmelager einer Hochzeitsplatte eingeführt werden können. Eie weiteren Zentrierbolzen 31, 40 der Grundplatte gewährleisten das Ausrichten der hier gezeigten Grundplatte 15 zu der Fahrzeugkarosserie.
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Montagebockes 3 im Hochzeitsstrang 6 vor einem Aufsetzen einer Hochzeitsplatte 18 auf eine Grundplatte 15 des Montagebocks 3. Auch hier ist nur die hintere Montageeinheit 5 gezeigt. Mit Hilfe der Rollen 28, 29 kann die Grundplatte 15 mit den Justagebolzen 16, 17 genau auf Aufnahmelager 32, 33 einer in einem Traggestell 34 hängenden Fahrzeugkarosserie ausgerichtet werden und dann in Pfeilrichtung H an das Traggestell auf die ausgerichtete Grundplatte 15 unter Einführen der Justagebolzen 16, 17 in die Lageröffnungen 32, 33 der Hochzeitsplatte 18.
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4 zeigt eine schematische Seitenansicht des Montageblockes 3 nach Absetzen der Hochzeitsplatte 18 auf der Grundplatte 15. Danach kann das Traggestell 34 entfernt werden, in dem zunächst das Traggestell 34 weiter heruntergefahren wird, um Transportbolzen 35, 36 aus Transportlagern 37, 38 der Hochzeitsplatte 18 nach unten herauszuziehen und anschließend kann das Traggestell 34 in den Pfeilrichtungen K und L gespreizt werden, um dann in Pfeilrichtung M von dem Montagebock abgehoben zu sein. Die Hubzylinder und Führungen 12, 13 und 14 des Grundrahmens 11 können hydraulisch, oder wie in 4 gezeigt wird, pneumatisch in Pfeilrichtung O mit Hilfe eines elektrisch betriebenen Kompressors 10 pneumatisch angehoben werden.
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5 zeigt eine Draufsicht auf einen Grundrahmen 11 eines Montagebockes mit Selbstantriebsgestell 8. Der Grundrahmen 11 trägt die drei in den vorgehenden Figuren gezeigten Hubzylinder und Führungen 12, 13 und 14 und kann auf vier Rollen 25, 26, 45 und 46 horizontal bewegt werden. Ein Antriebsrad 19 wird dazu von einem Achsmotor 20 angetrieben und kann das Selbstfahrgestell 8 mit dem Grundrahmen 11 in dem Fertigungsring 1, wie in 1 gezeigt wird, unabhängig von einer Förderkette oder einem Umlaufband bewegen.
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6 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Grundplatte 15, die einseitig Zentrierbolzen 31 und 40 für die Fahrzeugkarosserie aufweist. Auf der Oberseite 30 der Grundplatte 15 sind die Zentrierbolzen 16 und 17 zum Ausrichten auf Aufnahmelager der in 4 gezeigten Hochzeitsplatte angeordnet. Unterhalb der Grundplatte 15 sind mit gestrichelten Linien Rollen 28, 29 sowie 48, 49 gezeigt, mit denen die Grundplatte 15 bis zu 60 cm in Pfeilrichtung X auf dem Grundrahmen 11, der in 4 gezeigt wird, verschoben bzw. ausgerichtet werden kann.
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7 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine vordere Montageeinheit 4 aus der in 6 gezeigten Grundplatte 15 und dem mit gestrichelten Linien gezeigten Grundrahmen 11, auf dem die Rollen 28, 29 sowie 48, 49 angeordnet sind.
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8 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Hochzeitsplatte 18 mit den Aufnahmelagern 32, 33 für die Zentrierbolzen 16, 17 der Grundplatte 15, wie sie in 7 gezeigt wird. Außerdem sind an der Hochzeitsplatte 18 vier Transportlager 37, 38, 41, 42 wie sie auch in 4 und 8 gezeigt sind, angeordnet, die mit Transportbolzen des Traggestells 34, wie es in 4 gezeigt wird, zusammenwirken. Außerdem sind an der Hochzeitsplatte 18 weitere Transportlager 41 und 42 für die Sicherung des Transports in dem Transportgestell angeordnet.
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9 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Hochzeitsplatte 18 über einem Montageblock 3, dessen Umrisse mit gestrichelten Linien markiert sind. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fertigungsring
- 2
- Aufrüststrang
- 3
- Montagebock
- 4
- vordere Montageeinheit
- 5
- hintere Montageeinheit
- 6
- Hochzeitsstrang
- 7
- Plattenlogistikposition
- 8
- Selbstfahrgestell
- 9
- Verschraubungsautomat
- 10
- Kompressor
- 11
- Grundrahmen
- 12
- Hub- und Führungszylinder
- 13
- Hub- und Führungszylinder
- 14
- Hub- und Führungszylinder
- 15
- Grundplatte
- 16
- Justierbolzen
- 17
- Justierbolzen
- 18
- Hochzeitsplatte
- 19
- Antriebsrad
- 20
- Achsmotor
- 21
- Plattenlogistikbereich
- 22
- manueller Hochzeitsbereich
- 23
- Bereich für Nacharbeit
- 24
- Verzweigungspunkt
- 25
- Rolle
- 26
- Rolle
- 27
- Boden
- 28
- Rolle
- 29
- Rolle
- 30
- Oberseite
- 31
- Zentrierbolzen der Karosserie
- 32
- Aufnahmelager
- 33
- Aufnahmelager
- 34
- Traggestell
- 35
- Transportbolzen
- 36
- Transportbolzen
- 37
- Transportlager
- 38
- Transportlager
- 40
- Zentrierbolzen der Karosserie
- 41
- Transportlager
- 42
- Transportlager
- 45
- Rolle
- 46
- Rolle
- 48
- Rolle
- 49
- Rolle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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