DE19740094A1 - Anordnung zur Montage von Baugruppen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Montage von Bau­ gruppen mit einem transportablen Montagerahmen, auf dem Auf­ nahmekulturen zur Positionierung und Fixierung von Bauteilen angeordnet sind.

Derartige Montageanordnungen werden insbesondere bei der Mon­ tage von Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Auf einem Montagerahmen sind sogenannte Aufnahmekulturen an­ geordnet. Darauf werden Bauteile aufgelegt, wobei die Auf­ nahmekulturen für eine positionsgenaue Lage der Bauteile sor­ gen. Gegebenenfalls können die Bauteile an der Aufnahmekultur kurzfristig fixiert werden. Die Bauteile werden sodann unter­ einander zu Baugruppen montiert.

Nach Abschluß der Baugruppenmontage wird der Montagerahmen zusammen mit der Baugruppe zu einer nächsten Montageposition montiert. Dieser Transport erfolgt mittels Kran, Förderband oder Rollenförderern.

Wenn die Baugruppe als Bauteil in eine übergeordnete Baugruppe eingefügt werden soll, wird der Montagerahmen der Fördertech­ nik entnommen. Anschließend wird die Baugruppe, die sich noch auf dem Montagerahmen befindet, in eine entsprechende Lage zu dem neuen Fügevorgang gebracht. Nach Einbau der Baugruppe wird der Montagerahmen entfernt und ist in dem Förderkreislauf erneut verfügbar.

Nachteilig ist bei diesem herkömmlichen Verfahren, daß einer­ seits eine geeignete Fördertechnik vorhanden sein muß und daß andererseits stets ein Übergabevorgang von der Montagestation auf die Fördertechnik und umgekehrt stattfinden muß, was einen nicht unerheblichen Zeitaufwand mit sich bringt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 43 09 009 A1 ist eine Flurtransportanlage bekannt. Eine derartige Flurtransport­ anlage kann bei der Montage von Baugruppen und dabei insbeson­ dere zum Transport der Montagerahmen verwendet werden, wobei sich auch beim Einsatz einer derartigen Flurtransportanlage die dargestellten Nachteile zeigen.

Diese Flurtransportanlagen weisen einen den Fahrweg beschrei­ benden Kanal auf. Dieser Kanal ist in die Flur- oder Boden­ ebene eingelassen und zumeist auch mit Schienen oder Stromlei­ tern versehen. Zu einer derartigen Flurtransportanlage gehört auch eine Transporteinheit, die Laufräder und einen eigenen Antrieb der Laufräder aufweist, wobei die Antriebe über die Schienen oder Stromleiter über entsprechende Stromabnehmer mit Elektroenergie versorgt werden. Zur Führung der Transport­ einheit sind Führungselemente vorgesehen, die in den Kanal eingreifen und somit die Transporteinheit lenken.

Eine in der deutschen Offenlegungsschrift 43 09 009 beschrie­ bene Transporteinheit weist ein Chassis auf, unter dem Stütz­ räder angeordnet sind, die ein Kippen des Chassis verhindern sollen. Weiterhin ist in dem Chassis ein Drehgestell angeord­ net, an dem ein oder zwei Antriebsräder befestigt sein können. Weiterhin trägt dieses Drehgestell einen Elektromotor mit einem angeschlossenen Getriebe zum Antrieb der Antriebsräder. Das Drehgestell ist mit einer Deichsel versehen, die an ihrem vorderen Ende das Führungselement aufweist, was in den Kanal greift und somit über das Drehgelenk die Transporteinheit lenkt.

Eine derartige Transporteinheit zeigt ein erhebliches Gewicht und der Antrieb erzeugt zumeist eine Reibung, die geräusch- und schmutzverursachend wirkt.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, Taktzeit­ verlängerungen durch die Übergabe der Montagerahmen von einer Position in eine nächste zu verringern und Montageanordnungen von Baugruppen herstellungsgünstiger zu gestalten.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Montagerahmen selbst mit einem Drehgestell mit mindestens einem Antriebsrad versehen ist. Das Drehgestell ist an dem in Transportrichtung liegenden vorderen Teil des Montagerahmens unter dessen Mittellängslinie angelenkt. Das Drehgestell ist über externe Führungsmittel lenkbar.

Ein derartiger Montagerahmen kann über geeignete externe Füh­ rungsmittel von Arbeitsstation zu Arbeitsstationen selbständig fahren. Es ist aber auch möglich, daß eine Person ein Füh­ rungsmittel z. B. in der Hand hält und damit den Montagerahmen zur nächsten Arbeitsstation zu fahren. In jedem Fall wird der Übergabeaufwand verringert.

Zur Realisierung des selbständigen Fahrens ist es zweckmäßig, das Drehgestell mit einem eigenem Lenkantrieb zu versehen, der von einer Lenksteuereinheit ansteuerbar ist. Dabei steht die Lenksteuereinrichtung mit Wegbestimmungselementen in Wirkungs­ verbindung. Diese Wegbestimmungselemente bewirken an der Lenk­ steuereinrichtung die Auslösung von Impulsen für den Lenk­ antrieb, wodurch der Montagerahmen sich selbst lenkt und auf der von Wegbestimmungselementen vorgegebenen Wegstrecke fährt.

In einer günstigen Ausgestaltung sind die Wegbestimmungsele­ mente als in dem Fahrzeug eingelassene Induktionsschleife ausgeführt. Die Lenksteuereinrichtung ist über einen mit der Induktionsschleife wechselwirkenden Induktionssensor ansteuer­ bar. Es ist allerdings auch möglich, die Wegbestimmungselemen­ te als Infrarot-, elektromagnetische oder ähnliche Sender auszubilden, denen entsprechende Sensoren gegenüberstehen.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Montagerahmen selbst zugleich als Transporteinheit einer an sich bekannten Flurtransportanlage ausgebildet. Die an sich bekannte Flurtransportanlage weist einen den Fahrweg beschrei­ benden, zur Bodenebene vertieften Kanal auf, in den Führungs­ elemente eingreifen, die an dem unter der Transporteinheit angeordneten Drehgestell angelenkt sind.

Die Ausbildung der Transporteinheit geschieht derart, daß das Drehgestell an der in Transportrichtung vorderen Seite unter der Mittellängsachse des Montagerahmens angelenkt ist. Das Drehgestell ist mit zwei Antriebsrädern versehen, deren Dreh­ achsen quer zur Mittellängsachse des Montagerahmens liegen. Die Antriebsräder sind mittels eines Abstandes zur Drehachse des Drehgestells selbst als Stützräder ausgebildet. An dieser erfindungsgemäßen Anordnung sind Mittel zur Einstellung einer gleichen Arbeitsleistung bei unterschiedlichen Drehzahlen an beiden Antriebsrädern vorgesehen. Schließlich sind an der hinteren Seite unter dem Montagerahmen Laufräder angeordnet, die durch einen Abstand zur Mittellängsachse des Montagerah­ mens als Stützräder ausgebildet sind.

Dieser Montagerahmen wird in der bereits dargestellten Weise in einer ersten Position mit Bauteilen bestückt, die unterein­ ander zu einer ersten Baugruppe vormontiert werden können. Dann wird dieser Montagerahmen ohne weiteren Arbeitsschritt direkt zur nächsten Arbeitsstation gefahren. Dabei ziehen die Antriebsräder den Montagerahmen, wobei diese den Montagerahmen entlang des Fahrweges führen. Die Ausführung der Antriebsräder als Stützräder vermeidet den Einsatz zusätzlicher Stützräder, was zusammen mit der Tatsache, daß der Montagerahmen selbst die Chassisfunktion übernimmt, dazu führt, daß dieser Montage­ rahmen ein Gewicht aufweist, mit dem ein Anhaben des Montage­ rahmens in bestimmten Arbeitsstationen möglich wird. Damit wird in jedem Falle ein Umsetzen des Montagerahmens auf zusätzli­ che Fördertechnik auch in den Fällen vermieden, in denen der Montagerahmen angehoben werden soll. Die Stützfunktion der Antriebsräder wird einerseits durch den Abstand der Antriebs­ räder von der Drehachse des Drehgestells bewerkstelligt. Ande­ rerseits sorgen die Mittel zur Einstellung einer gleichen Arbeitsleistung an beiden Antriebsrädern dafür, daß der Monta­ gerahmen auch eine Kurvenfahrt bewerkstelligen kann und daß sich der Räderabrieb im Vergleich zum Stand der Technik erheb­ lich verringert.

Die Laufräder unter dem Montagerahmen an dessen Hinterseite verhindern ein Kippen der Hinterseite des Montagerahmens auf der Fahrt von einer Bearbeitungsstation zur anderen.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Antriebsräder mit je einem Elektro­ antriebsmotor versehen sind, deren Motorwellen axial zur Dreh­ achse der Antriebsräder liegen. Damit werden sogenannte Naben­ motoren realisiert, die eine erhebliche Verringerung der Bau­ größe erlauben.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß zwischen jedem Antriebsrad und dem jeweiligen Motor ein Getriebe angeordnet ist. Mit einem derartigen Getriebe läßt sich der Kraftfluß zwischen dem Antriebsmotor und dem Antriebsrad besser bewerkstelligen. Durch die besondere Anordnung des Getriebes, bei dem zweck­ mäßigerweise auch die Antriebs- und die Abtriebswelle axial zueinander fluchten, erlaubt eine konsequente Kleinheit des Antriebssystems, was bereits durch die Anordnung des Naben­ motors vorgegeben wird.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß beide Antriebsmotoren derart gesteuert werden, daß ihre Antriebsleistungen auch bei unter­ schiedlichen Drehzahlen gleich sind. Mit einer derartigen Steuerung wird ein Ausgleich der Drehzahlen insbesondere bei eine Kurvenfahrt erzielt. Damit übernimmt diese Steuerung die Funktion eines Differenzialgetriebes, wodurch eine weitere Gewichtsreduzierung erreicht werden kann. Bewerkstelligt wird dies insbesondere dadurch, daß die beiden Antriebsräder von­ einander getrennte Antriebsmotoren aufweisen, die getrennt steuerbar sind.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Montagerahmen mit einem aufladbaren Elek­ troenergiespeicher für die Antriebsmotoren versehen ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Montage von Baugruppen sind in den Verweilpositionen des Montagerahmens Ladestationen vorgesehen, die während der Verweildauer mit dem aufladbaren Energiespeicher verbindbar sind.

Durch eine derartige Anordnung wird das üblicherweise einge­ setzte Stromschienensystem bei Flurfördersystemen vermieden, wodurch sich der Herstellungsaufwand verringert und die Funk­ tionssicherheit erhöht.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß entlang des Fahrweges positionsspezifische Markierungen und an dem Montagerahmen die Markierung lesende Sensoren an­ geordnet sind, die mit der auf dem Montagerahmen befindlichen Steuerung verbunden sind. Derartige Markierungen können viel­ gestaltig, beispielsweise in Form eines Strichcodes aufge­ bracht sein, der von einem Scanner gelesen wird. Diese posi­ tionsspezifischen Markierungen bewirken, daß verschiedene positionsspezifische Steuerungsvorgänge an dem Transportrahmen ausgelöst werden können. Im einfachsten Falle können somit Schnellfahrt, Langsamfahrt oder Anhalten automatisch gesteuert werden.

Besonders zweckmäßig ist es, die Markierungen als Transponder und die Sensoren als Tranponderlesegeräte auszubilden. Diese Transponder ermöglichen es, eine Vielzahl von Informationen positionsspezifisch zu speichern. Auch ist damit eine Schreib- Lesefunktion zu realisieren, so daß in einen Transponder bei­ spielsweise die Information eingeschrieben werden kann, daß ein bestimmter Montagerahmen bereits die Position passiert hat.

Die Erfindung kann dadurch ausgestaltet werden, daß Steue­ rungselemente zu einer Steuereinheit zusammengefaßt werden und daß die Steuereinheit zwischen den Laufrädern angeordnet ist. Eine derartige Anordnung einer Steuereinheit bewirkt, daß diese die Zugänglichkeit zu der Baugruppe gewährleistet und insbesondere auch die Zugänglichkeit zu dem Montagerahmen von dessen Unterseite ermöglicht, wenn dieser sich in einer an­ gehobenen Position befindet.

Eine andere Möglichkeit der Anordnung der Steuerungselemente, die zu einer zu Steuereinheit zusammengefaßt sind, besteht darin, daß die Steuereinheit mit dem Drehgestell verbunden ist. Hierbei zeigt sich neben dem Vorteil der besseren Zugäng­ lichkeit auch noch der Vorteil, daß das gesamte Drehgestell zusammen mit der Steuereinheit eine Baugruppe darstellt in der alle wesentlichen Funktionselemente vereinigt sind, so daß diese einerseits sehr kompakt zu fertigen ist und andererseits die Leitungs- und Informationswege innerhalb einer derartigen Einheit klein gehalten werden können, wodurch sich wiederum die Funktionssicherheit erhöht und somit ein direkter Aus­ tausch der kompakten Steuereinheit, z. B. für andere Montage­ rahmen bei Wechsel des zu verarbeitenden Modells, möglich ist.

In jedem Falle ist es günstig, die Sensoren in der Nähe der Steuereinheit anzuordnen, da hierbei die Informationswege nicht durch unnötige Leitungslängen gestört werden können. Schließlich ist es besonders zweckmäßig, daß die Transponder in der Nähe des Fahrweges entlang einer Spur in die Bodenebene eingelassen sind. Zumindest eine Antenne des Transponderlese­ gerätes ist sodann an dem Montagerahmen über dieser Spur an­ geordnet. Somit kann der Vorteil der hohen Speicherkapazität von Informationen der Transponder genutzt werden, wobei diese sogleich zerstörungssicher angeordnet sind.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht eines Montagerah­ mens einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine perspektivische Vorderansicht des Montagerahmens und

Fig. 3 eine perspektivische Rückansicht des erfindungsgemäßen Montagerahmens.

Der Montagerahmen 1 ist auf seiner Oberseite mit Aufnahmekul­ turen 2 versehen. Auf seiner in Transportrichtung 3 vorderen Seite ist der Montagerahmen mit einem Drehgestell 4 versehen. Das Drehgestell 4 weist eine Traverse 5 auf, an deren äußeren Enden Radgabeln 6 befestigt sind. In diesen Radgabeln 6 sind die nicht näher dargestellten Antriebswellen der Antriebsräder 7 gelagert.

An den zu der Drehachse 8 des Drehgestells zugewandten Seite der Radgabeln 6 ist über je ein Getriebe 9 je ein Antriebs­ motor 10 angeflanscht. Die Antriebsmotoren 10 sind als Gleich­ strommotoren ausgebildet, die über eine Ansteuerleitung 11 angesteuert werden.

An der in Transportrichtung 3 vorderen Seite des Drehgestells 4 ist ein Führungselement 12 vorgesehen. Dieses Führungsele­ ment 12 greift in einen nicht näher dargestellten Kanal ein, der in der Bodenebene, auf der die Antriebsräder 7 rollen, vertieft eingelassen ist.

An der in Transportrichtung 3 hinten liegenden Seite des Mon­ tagerahmens 1 sind Laufräder 13 angeordnet, die keinen eigenen Antrieb aufweisen. Diese Laufräder 13 weisen einen Abstand zueinander auf, so daß sie, genau wie die Antriebsräder 7, eine Stützfunktion für den Montagerahmen 1 ausführen.

Zwischen den Laufrädern 13 ist eine Steuereinheit 14 angeord­ net, in der alle wesentlichen Steuerelemente untergebracht sind.

Die Steuereinheit 14 ist an ihrer Unterseite mit einem Strom­ abnehmer 15 versehen, der auf nicht näher dargestellte Stromschienen in dem Kanal greift und der Stromversorgung der Steuereinheit 14 und darüber der Stromversorgung der Antriebs­ motoren 10 dient.

An dem in Transportrichtung 3 links liegenden Laufrad 13 ist auf der Unterseite der Steuereinheit 14 eine Transponderanten­ ne 16 angeordnet, die mit nicht näher dargestellten Trans­ pondern in Wirkungsverbindung steht, die in den Boden rechts neben der Laufspur des linken Laufrades 13 eingebracht sind. Über diese Transponderantenne 16 werden die Informationen aus den nicht näher dargestellten Transpondern ausgelesen und gegebenenfalls neue Informationen eingeschrieben. Über die ausgelesenen Informationen werden über die Steuereinheit 14 die Antriebsmotoren zumindest in ihrer Antriebsgeschwindigkeit gesteuert.

Eine weitere Steuerfunktion übernimmt die Steuereinheit 14 dadurch, daß die Antriebsleistung beider Antriebsmotoren auch bei unterschiedlichen Drehzahlen gleich gehalten wird. Wenn damit in einer Kurvenfahrt das äußere der Antriebsräder 7 mit einer höheren Drehzahl dreht als das Innere der Antriebsräder 7, so wird das Drehmoment des äußeren Antriebsrades 7 kleiner sein als das des inneren Antriebsrades, was wiederum über eine Spannungs- oder Stromansteuerung der Antriebsmotoren 10 be­ werkstelligt wird.

Bezugszeichenliste

1

Montagerahmen

2

Aufnahmekultur

3

Transportrichtung

4

Drehgestell

5

Traverse

6

Radgabeln

7

Antriebsrad

8

Drehachse

9

Getriebe

10

Antriebsmotor

11

Steuerleitung

12

Führungselement

13

Laufrad

14

Steuereinheit

15

Stromabnehmer

16

Transponderantenne

Claims (14)

1. Anordnung zur Montage von Baugruppen mit einem transpor­ tablen Montagerahmen, auf dem Aufnahmekulturen zur Posi­ tionierung und Fixierung von Bauteilen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Mon­ tagerahmen (1) mit einem Drehgestell mit mindestens einem Antriebsrad (7) versehen ist, das Drehgestell an dem in Transportrichtung (3) liegenden vorderen Teil des Montage­ rahmens (1) unter dessen Mittellängsachse angelenkt und über externe Führungsmittel lenkbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drehgestell einen eigenen Lenk­ antrieb aufweist, der von einer Lenksteuereinheit ansteu­ erbar ist, wobei die Lenksteuereinrichtung mit Wegbestim­ mungselementen in Wirkungsverbindung steht.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wegbestimmungselemente aus einem in den Fahrweg eingelassenen Induktionsschleife besteht und die Lenksteuereinrichtung über einen mit der Induk­ tionsschleife wechselwirkenden Induktionssensor ansteuer­ bar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Montagerahmen selbst zugleich als Transporteinheit einer an sich bekannten Flurtransport­ anlage, in der ein den Fahrweg beschreibender zur Boden­ ebene vertiefter Kanal vorgesehen ist, in den Führungs­ elemente (12) eingreifen, die an dem Drehgestell (4) ange­ lenkt sind, ausgebildet ist, derart, daß das Drehgestell (4) mit zwei Antriebsrädern (7) versehen ist, deren Dreh­ achsen quer zur Mittellängsachse des Montagerahmens (1) liegt, daß die Antriebsräder (7) mittels eines Abstandes zur Drehachse (8) des Drehgestells als Stützräder ausge­ bildet sind, daß Mittel zur Einstellung einer gleichen Antriebsleistung an beiden Antriebsrädern (7) vorgesehen sind und daß an der hinteren Seite unter dem Montagerahmen (1) Laufräder (13) angeordnet sind, die durch einen Ab­ stand zur Mittellängsachse des Montagerahmens (1) als Stützräder ausgebildet sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Antriebs­ räder (7) mit je einem Elektroantriebsmotor (10) versehen sind, deren Motorwellen axial zur Drehachse der Antriebs­ räder (7) liegen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei zwei Antriebsmotoren zwischen jedem Antriebsrad (7) und dem jeweiligen Antriebsmotor (10) ein Getriebe (9) angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei zwei Antriebsmotoren beide Antriebsmotoren (10) derart gesteuert werden, daß ihre Antriebsleistungen gleich sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagerahmen (1) mit einem aufladbaren Elektroenergiespeicher für die Antriebs­ motoren (10) versehen ist und daß in Verweilpositionen des Montagerahmens (1) Ladestationen vorgesehen sind, die während der Verweildauer mit dem aufladbaren Energiespei­ cher verbindbar sind.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Fahrweges positionsspezifische Markierungen und an dem Montagerah­ men (1) die Markierung lesende Sensoren (16) vorgesehen sind, die mit einer auf dem Montagerahmen (1) angeordneten Steuerung (14) verbunden sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Markierungen als Transponder und die Sensoren als Transponderlesegeräte ausgebildet sind.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerungselemente zu einer Steuereinheit (14) zusammengefaßt sind und daß die Steuereinheit (14) zwischen den Laufrädern (13) angeordnet ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerungselemente zu einer Steuereinheit (14) zusammengefaßt sind und daß die Steuereinheit (14) mit dem Drehgestell (4) verbunden ist.

13. Anordnung nach Anspruch 9 und Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensoren (16) in der Nähe der Steuereinheit (14) angeordnet sind.

14. Anordnung nach Anspruch 10 und 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Transponder in der Nähe des Fahrweges entlang einer Spur in die Bodenebene eingelassen sind und daß eine Antenne (16) des Transpon­ derlesegerätes über der Spur angeordnet ist.