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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Montieren von Produkten, die von Paletten getragen sind, mit einer Führungseinrichtung zu Führen der Paletten auf einer vorgegebenen Bahn, und mit einer Antriebseinrichtung zum Bewegen der Paletten auf der vorgebenen Bahn.
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Derartige Einrichtungen sind in Form von Montagebändern bekannt.
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Derartige Montagebänder, in der Regel Bandförderer, laufen im Montagebereich in der Regel horizontal ausgefluchtet. Nur zum Bewegen von Werkstücken zwischen Geschossen oder zum Zuführen von Werkstücken zu einem besonderen Behandlungsort wie einem Ofen werden auch schräg geneigt verlaufende Bandförderer verwendet.
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Ein horizontal ausgerichtetes Förderband wird beim Entwerfen einer Fabrikationsanlage so ausgelegt, dass es für Arbeiter mit mittlerer Größe geeignet ist. Oft ist es aber so, dass an einem Montageband Personen unterschiedlicher Größe arbeiten müssen und für Personen, die größer oder kleiner sind als die Durchschnittsgröße, ist das Arbeiten an einem solchen horizontalen Montageband mit zusätzlichen Belastungen verbunden, wodurch zusätzliche Ruhepausen notwendig werden. Es ist auch möglich, dass die Qualität der Montagearbeit leidet.
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Im Übrigen ist es auch für diejenigen Personen, deren Größe bei der Planung der Montageeinrichtung berücksichtigt wurde, ergonomisch nachteilig, wenn sie immer in gleicher Haltung arbeiten müssen.
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Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Montageeinrichtung der eingangs geschilderten Art so weitergebildet werden, dass sie für Personen unterschiedlicher Größe ein ergonomisch günstiges Arbeiten ermöglicht.
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Diese Aufgabe ist gelöst durch eine Montageeinrictung gemäß Anspruch 1.
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Bei der erfindungsgemäßen Montageeinrichtung kann sich ein Arbeiter in einem ihm zugeteilten Abschnitt der Montageeinrichtung, der geneigt verläuft, die für seine Körpergröße und die jeweils durchzuführende Montagearbeit günstigste Stellung heraussuchen. Hierdurch werden Ermüdungserscheinungen reduziert. Handelt es sich bei der Montageeinrichtung um eine solche, die kontinuierlich läuft, ändert sich die Relativlage zwischen dem zu montierenden Produkt und dem es montierenden Arbeiter etwas im Verlaufe der Montagearbeit. Auch dies ist für ein ergonomisch günstiges und weniger ermüdendes Arbeiten vorteilhaft.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 gewährleistet, dass die Paletten in vorgegebener Ausrichtung durch den Montagebereich bewegt werden. Vorzugsweise ist dies eine horizontale Ausrichtung der Paletten. Bei manchen Arbeiten kann es auch vorteilhaft sein, die Ausrichtung der Paletten im Verlaufe der durchzuführenden Montagearbeit etwas zu ändern. Auch dies ist mit der Montageeinrichtung gemäß Anspruch 2 möglich, da es die unterschiedlichen Führungsmittel bei entsprechender Ausgestaltung gestatten, die Folgemittel der Paletten entsprechend unterschiedlich zu führen.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist im Hinblick auf eine Standardfertigung von Paletten und vielseitige Einsetzbarkeit in unterschiedlichen Montageeinrichtungen von Vorteil.
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Die im Anspruch 4 genannten Geometrien für die Führungsmittel lassen sich besonders einfach herstellen und einem gewünschten Verlauf der Förderweges anpassen.
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Bei einer Montageeinrichtung gemäß Anspruch 5 sind die Paletten über fest mit ihnen verbundene Distanzteile in Form von Füßen auf die Fördereinrichtung aufgesetzt. Dies erlaubt es, Paletten leicht in die Fördereinrichtung einzuschleusen und auch aus dieser wieder herauszunehmen.
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Die gemäß Anspruch 5 erhaltene Punktlagerung der Paletten auf der Fördereinrichtung ist auch im Hinblick auf eine vorgegebene Berührfläche (insbesondere bei Dreipunktlagerung), die Tatsache, dass Verunreinigungen auf der Fördereinrichtung zu einem großen Teil ohne Einfluss auf die Fördereigenschaften sind, und das Durchfahren von Kurven von Vorteil. Dies gilt umso mehr, je kleiner die Kontaktfläche zwischen den Endflächen der Füße und dem mit diesen zusammen arbeitenden Berührflächen der Fördereinrichtung ist. Alternativ kann man das untere Ende der Füße um die Fußachse drehbar vorsehen.
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Gemäß der Weiterbildung von Anspruch 6 lassen sich Führungsmittel für das vordere Ende einer Palette und Führungsmittel für das hintere Ende einer Palette leicht und übersichtlich räumlich trennen.
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Bei einer Montageeinrichtung gemäß Anspruch 7 ist die Fördereinrichtung imstande, direkt an den Paletten zum Bewegen derselben anzugreifen.
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Dabei ist dann die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 insofern vorteilhaft, dass man die Antriebsverbindung zwischen Paletten und Fördereinrichtung verhältnismäßig einfach herstellen und unterbrechen kann.
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Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 dient dem Ziel, auf einfache Weise eine gewünschte Ausrichtung der Palette herbeizuführen.
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Bei einer Montageeinrichtung gemäß Anspruch 10 können die Paletten auch gut in einer horizontalen Ebene gekrümmte oder in einer vertikalen Ebene gekrümmte Abschnitte des Förderweges durchlaufen.
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Eine Montageeinrichtung gemäß Anspruch 11 hat den Vorteil, dass die Paletten ständig in Gebrauch sind, da kein Paletten-Rückweg vorgesehen ist, auf dem die Paletten dann leer laufen (bei einer geradlinigen Montageeinrichtung die Hälfte der Zeit).
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Eine Montageeinrichtung gemäß Anspruch 12 ermöglicht es, bestimmte Montagearbeiten, welche komplizierter sind und längere Zeit benötigen, in eine Nebenstrecke zulegen.
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Bei einer Montageeinrichtung gemäß Anspruch 13 erhält man bei einem Hauptförderer für eine solche verzweigte Montageeinrichtung dieselben Vorteile, wie sie im Zusammenhang mit den Ansprüchen 1 bis 11 oben beschrieben wurden.
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Bei einer Montageeinrichtung gemäß Anspruch 14 laufen die Paletten auf einem fast geschlossenen Weg von einer Stelle des Hauptförderweges zu der dieser direkt benachbarten Stelle des Hauptförderweges. Dies ermöglicht ein von nicht nutzbaren Takten freies Montieren auch auf der Zweigstrecke.
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Eine Montageeinrichtung, welche eine Nebenstrecke gemäß Anspruch 15 aufweist, baut besonders kompakt. Wo zeitliche Kriterien weniger von Interesse sind, kann man auch auf diese Weise kompliziertere Montageschritte räumlich auslagern.
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Eine Zweig-Montagestrecke, wie sie im Anspruch 16 angegeben ist, eignet sich besonders gut für solche Fälle, in denen die Zweig-Montagestrecke die letzte Montagestrecke ist, insbesondere in Fällen, wo man von einem letzten Punkt einer Hauptförderstrecke auf mehrere End-Montagestrecken übergehen will.
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Bei einer Montageeinrichtung gemäß Anspruch 17 kann man zum Einschleusen und Ausschleusen von Paletten, aber auch zum Fördern von Paletten innerhalb der Montageeinrichtung in stark unterschiedlicher Höhe, gemäß Anspruch 17 Liftstationen vorsehen, die die entsprechenden Höhenunterschiede überwinden.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:
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1: eine Aufsicht auf eine Montagestraße mit vier im Quadrat angeordneten Teilstraßen;
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2: einen Schnitt durch die in 1 gezeigte Straße längs der dortigen horizontalen Mittellinie;
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3: eine Aufsicht auf die Unterseite eines ersten Typs von Paletten;
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4: eine seitliche Ansicht der Palette von 3 gesehen in Förderrichtung;
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5: die Palette nach den 3 und 4 in Verbindung mit zwei geneigten Führungsschienen;
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6: eine Aufsicht auf die Unterseite eines zweiten Typs von Paletten;
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7: eine seitliche Ansicht der Palette von 6 gesehen in Förderrichtung;
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8: eine Ansicht der Palette von 7 und zweier geneigter Führungsbahnen gesehen in zur Förderrichtung der Palette transversaler Richtung;
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9: eine schematische Darstellung der Abstützung von Füßen von Paletten auf einer Förderkettenanordnung;
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10: eine seitliche Ansicht einer Palette mit abgewandelten Füssen;
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11: eine Ansicht einer abgewandelten Montageeinrichtung, welche Führungsschienen aufweist, die in ihrer Geometrie versetzten identischen Sinuskurven entsprechen;
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12: eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten Montageeinrichtung, welche im Wesentlichen die Form eines Sechseckes hat;
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13: eine seitliche Ansicht der Montageeinrichtung nach 12;
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14: eine weitere Montageeinrichtung, deren Förderweg einen ansteigenden Abschnitt, einen horizontalen Abschnitt und einen horizontalen unteren Rückführabschnitt aufweist;
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15: eine Aufsicht auf die Montageeinrichtung nach 14;
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16: eine Aufsicht auf eine weitere abgewandelte Montageeinrichtung, die eine Haupt-Montagestraße und eine gefaltete Neben-Montagestraße aufweist;
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17: eine seitliche Ansicht der Montageeinrichtung nach 16;
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18: eine Aufsicht auf eine weitere Montageeinrichtung, bei welcher einer Haup-Montagestraße zwei einspurige Neben-Montagestraßen zugeordnet sind; und
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19: eine seitliche Ansicht der Montageeinrichtung nach 18.
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In den 1 und 2 ist mit 10 insgesamt eine Montagestraße bezeichnet, die eine in der Grundform quadratische Geometrie hat. Sie besteht aus vier geradlinigen Straßenabschnitten 12, 14, 16, 18, welche durch Kurvenabschnitte 20, 22, 24, 26 verbunden sind.
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Diese Abschnitte sind von gleiche Höhe aufweisenden Unterbauten 27 getragen.
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Die Montagestraße 10 hat Schienenpaare 28, auf welchen Paletten 30 geführt sind.
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Die Schienenpaare 28 umfassen jeweils zwei Schienen 32, 34, die der besseren Übersichtlichkeit halber in 1 nicht aufgelöst sind, jedoch in 2 einzeln sichtbar sind.
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Wie aus 2 ersichtlich, haben die Schienen 32, 34 jeweils ansteigende Schienenabschnitte 32U, 34U und abfallende Schienenabschnitte 32D und 34D. Diese verlaufen geradlinig, und wie man aus 2 erkennt, sind die ansteigenden Schienenabschnitte 32U, 34U und die abfallenden Schienenabschnitte 32D, 34D in Förderrichtung gegeneinander versetzt. Diese Schienenabschnitte haben auch eine unterschiedliche transversale Lage.
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Wie aus den 3 und 4 ersichtlich, haben die Paletten 30 ein vorderes Fußpaar 36 und ein hinteres Fußpaar 38. Diese umfassen linke Füße 36L und rechte Füße 36R bzw. hintere Füße 38L und 38R.
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Die Füße des hinteren Fußpaares 38 sind von der Mittellinie der Palette 30 (Förderfichtung) weniger beabstandet als die Füße des vorderen Fußpaares 36. Durch diese Anordnung der Fußpaare 36, 38 und eine entsprechende Anordnung der Schienenpaare 28 ist gewährleistet, dass die Paletten 30 beim Fördern über die ansteigenden bzw. abfallenden Abschnitte der Straßenabschnitte 12, 14, 16, 18 stets horizontal ausgerichtet bleiben, wie dies in 5 schematisch dargestellt ist.
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Das Ausführungsbeispiel nach den 6 bis 8 entspricht weitgehend demjenigen nach den 3 bis 5 mit der Maßgabe, dass die Schienen 32R und 34R sowie die Füße 36R und 38R ihre transversale Lage zur Förderrichtung getauscht haben. Die Funktion der horizontalen Ausrichtung der Palette 30 wird hierdurch nicht beeinflusst.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 wurde eine Montagestraße insoweit beschrieben, als das Führen von Paletten auf geneigten Abschnitten des Förderweges unter Verwendung von Führungsschienen betroffen war.
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Das Bewegen der Paletten längs des Förderweges kann im Prinzip durch bekannte Antriebseinrichtungen erfolgen, welche die Paletten 30 entweder kontinuierlich oder taktweise (z. B. durch ”power and free”, Schleppförderer) längs des Förderweges bewegen.
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In 9 ist eine spezielle Antriebseinrichtung veranschaulicht, die zugleich dazu geeignet ist, größere Kräfte an eine feste Unterlage weiterzugeben, wie dies bei Paletten der Fall ist, die selbst schwer sind und/oder schwere Produkte tragen müssen.
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Bei dieser Antriebseinrichtung sind die unteren Endflächen der Füße 36, 38 durch Kugelketten 40, 42 abgestützt, deren Innenseite auf Stützplatten 44, 46 laufen.
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Die Kugelketten
40,
42 haben Kettenglieder, welche jeweils ein kugelförmiges Gelenkteil
48 und eine Tragkappe
50 aufweisen. Die Tragkappe hat die Außenform eines Quaders und hat innen eine kugelförmige Ausnehmung, deren Krümmung zu der Krümmung des Gelenkteils
48 passt, so dass man ein Kugelpfannengelenk erhält. Durch in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Formschlussverbindungen sind aufeinanderfolgende der Kettenglieder in Förderrichtung miteinander glenkig verbunden. Einzelheiten einer solchen Kugelgelenkkette können der
DE 10 2004 048 640 A1 entnommen werden.
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Die Gelenkteile 48 haben seitlich überstehende Führungszapfen 52, welche in Führungsnuten 54 laufen, die in Führungsplatten 56 vorgesehen sind, die zur einen und anderen Seite der Kugelketten 40, 42 und der Stützplatten 44, 46 angeordnet sind.
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Die Oberseite der Stützplatten 44, 46 verläuft parallel zu den Führungsnuten 54, und die Führungszapfen 52 laufen unter geringem Spiel in den Führungsnuten 54, derart, dass die Kraftübertragung von den Füßen 36, 38 der Paletten 20 auf die Stützplatten 44, 46 über die Tragkappen 50 erfolgt.
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Auf diese Weise stellen die Oberseiten der Kugelketten, 42 zugleich diejenigen Flächen dar, welche die Orientierung der Paletten 30 vorgeben, und Mitnahmeflächen dar, welche durch Reibschluss die Bewegung der Paletten gewährleisten.
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In Abwandlung kann man bei den Oberseiten der Tragkappen 50 und in den Unterseiten der Füße 36, 38 zusätzlich noch Formschlussmittel vorsehen, wenn schwerere Lasten über stärker geneigte Förderwegabschnitte der Montagestraße bewegt werden müssen.
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10 zeigt eine Palette 30 mit abgewandelten Füßen 36, 38. Die Füße tragen am unteren Ende eine Kontaktplatte 58, welche mit einem angeformten Stift 60 in eine Lagerbohrung 62 eingreifen, welche vom unteren Ende der Füße 36, 38 nach oben verläuft. Auf diese Weise können die Paletten 30 Kurven durchfahren, ohne dass es zu Schlupf zwischen der Unterseite der Füße 36, 38 und den Kugelketten 44, 42 kommt.
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Alternativ kann man die Füße 36, 38 auch so ausbilden, dass die Aufstandsfläche gering ist, z. B. mit einem sich verjüngenden oder einem balligen Endabschnitt versehen, wodurch die Kontaktfläche zur Kugelkette kleiner wird bzw. zu einem Punkt schmilzt.
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11 zeigt einen Ausschnitt aus einer abgewandelten, linearen Montagestraße 10. Sie umfasst einen Rückführweg für leere Paletten 30, welcher Schienenpaare 64, 66 umfasst, die mit den Fußpaaren 36, 38 zusammenarbeiten. Die Schienenpaare 64 und 66 verlaufen aber in der gleichen horizontalen Ebene.
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Beim in 11 linken Ende der Montagestraße 10 ist eine Liftstation 68 vorgesehen, welche zurücklaufende Paletten 30 vom Ende des Rücklaufstrums auf den Anfang des Arbeitstrums der Montagestraße 10 zurückführt. Diese Liftstation 68 ist schematisch als Exzenter-Hubeinrichtung dargestellt.
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An dem zweiten, in 11 nicht dargestellten Ende der Montagestraße 10 ist eine ähnliche Lichtstation 68 vorgesehen, um die Paletten 30 vom Arbeitstrum der Montagestraße auf das untere, horizontale Rücklauftrum abzusenken.
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Beim Ausführungsbeispiel nach 11 sind die Schienenpaare 32, 34 keine Aufeinanderfolge geradlinig ansteigender und abfallender Schienen. Vielmehr hat man Schienenpaare 32, 34, deren Verlauf sinusförmig ist. Man hat somit Abschnitte des Förderweges, die steiler sind, und andere Abschnitte, welche über eine längere Strecke horizontal oder fast horizontal verlaufen, jedoch in unterschiedlicher Höhe.
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In 11 ist gut erkennbar, dass Arbeiter unterschiedlicher Größe unter vergleichbaren Bedingungen für die Montagearbeiten an der Montagestraße 10 arbeiten können.
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12 und 13 zeigen eine geschlossene Montagestraße 10 mit sechseckiger Grundgeometrie. Sie entspricht in ihrem Grundkonzept der Montagestraße nach den 1 bis 8.
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14 zeigt eine weitere Montagestraße 10, welche einen rampenförmig ansteigenden Straßenabschnitt 12 und einen horizontalen Straßenabschnitt 14 aufweist.
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Der rampenförmige Straßenabschnitt 12 ist so ausgebildet, wie weiter oben für ähnliche rampenförmige Straßenabschnitte beschrieben. Im horizontal verlaufenden Straßenabschnitt 14 liegen die Schienen 32, 34 auf gleicher Höhe.
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Am in 14 linken und rechten Ende sind zwei Liftstationen 68 und 68' angeordnet, welche die Paletten 30 von einer Rücklaufebene zum Anfang des Straßenabschnittes 12 anheben bzw. deren Paletten am Ende des Straßenabschnittes 14 auf eine Rücklaufebene absenken. Diese ist wieder durch Schienenpaare 64, 66 vorgegeben.
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Die 16 und 17 zeigen eine Haupt-Montagestraße 10, die ähnlich ausgebildet ist wie in einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele nach den 1 bis 15. Zusätzlich ist eine Seiten- oder Zweig-Montagestraße 10' vorgesehen, welche gefaltet ist und transversal vom Hauptförderer 10 wegläuft und transversal zu diesem zurückkehrt.
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Die Zweig-Montagestraße 10' hat einen ersten Straßenabschnitt 12, der rampenförmig in transversaler Auswärtsrichtung ansteigt, einen horizontalen Straßenabschnitt 14, der die Funktion einer Umsetz- oder Wendestation hat und senkrecht zum Straßenabschnitt 12 (also parallel zur Haupt-Montagestraße 10) verläuft und einen Straßenabschnitt 16, der schräg abfallend wieder zur Haupt-Montagestraße 10 zurückkehrt.
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Der Straßenabschnitt 14 verläuft horizontal zwischen den transversal äußeren Enden der Straßenabschnitte 12 und 16.
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Die Straßenabschnitte 12 und 16 haben ähnlichen Aufbau wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Ihre Komponenten brauchen nicht nochmals im Einzelnen beschrieben zu werden.
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Die Form der Schienen 32, 34 ist der Einfachheit halber als geschlossenes Rechteck mit halbkreisförmigen kurzen Seiten ausgebildet. Von ihnen wird jeweils nur die obere Hälfte verwendet. Die Schienen 32 und 34 haben die gleiche Geometrie, sind nur in vertikaler Richtung versetzt.
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Die 18 und 19 zeigen einen Abschnitt einer Haupt-Montagestraße 10, der zwei Zweig-Montagestraßen 12 und 14 zugeordnet sind.
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Diese erstrecken sich in entgegengesetzter transversaler Auswärtsrichtung von der Haupt-Montagestraße 10 weg. Es handelt sich hierbei um lineare Montagestraßen, deren Fördereinrichtung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betrieben wird. Komponenten, die obenstehend unter Bezugnahme auf vorhergehende Figuren schon beschrieben wurden, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Hier werden nur Unterschiede noch genauer besprochen.
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Mit dem in den 18 und 19 gezeigten Konzept ist es möglich, eine Palette 30 längere Zeit still stehen zu lassen, um umfangreichere Arbeiten durchzuführen, dabei gleichzeig aber die Haupt-Montagestraße 10 kontinuierlich oder quasi kontinuierlich arbeiten zu lassen.
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Ein an einer Zweig-Montagestraße 10' bzw. 10'' arbeitender Arbeiter lässt unter manueller Steuerung der Fördereinrichtung der Zweig-Montagestraße eine Palette 30 so weit laufen, bis für den Arbeiter die günstigste Ergonomie gegeben ist. Muss der Arbeiter einen ganzen Satz von Montagearbeiten ausführen, kann er die vertikale Stellung der Palette 30 nach Bedarf ändern. Dieser Bedarf kann durch die Geometrie des zu montierenden Produktes bedingt sein, kann aber auch Wünschen des Arbeiters, in einer anderen Haltung zu arbeiten, entsprechen. Sind die Arbeiten ausgeführt, wird die Palette wieder auf die Hauptmontagestraße 10 zurückgebracht.
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Man erkennt aus der Zeichnung und den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, dass ein Arbeiter, der mit dem Montieren von Produkten an einer Montagestraße beschäftigt ist, sich bei den beschriebenen Montagestraßen jeweils individuell einen Ort heraussuchen kann, bei dem ihm die zu montierenden Produkte in der ergonomisch günstigsten Höhe gegenüberstehen.
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Es ist klar, dass der Größenbereich der Personen, der abgedeckt werden kann, abhängig ist von der Länge eines Straßenabschnittes und dessen Neigung. Kann ein Straßenabschnitt auf Grund externer Vorgaben nur geringe Abmessungen in Förderrichtung haben, muss die Neigung dieses Straßenabschnittes größer sein, um ein gewisses Fenster der Größen von Arbeitern abdecken zu können.
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Insbesondere in solchen Fällen ist es vorteilhaft, die Fördereinrichtung als Schlepp-Fördereinrichtung auszubilden, so dass die Paletten wahlweise mit einem Antriebsmittel verbunden oder von diesem abgehängt werden können. Es ist dann möglich, auch in Straßenabschnitten mit größerer Steigung über eine vorgegebene Montagezeit hinweg die optimale Arbeitshöhe für den Arbeiter aufrecht zu erhalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004048640 A1 [0059]
