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Fertigungsanlage für in zwei oder mehreren Schritten
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herzustellende Bauteile Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage
für in zwei oder mehreren Schritten herzustellende Bauteile, mit entlang eines Förderweges
angeordneten Bearbeitungs- oder Montagestationen, die über angetriebene Förderer
nacheinander mit den vorzugsweise auf Werkstückträgern od.dgl. gehaltenen Bauteilen
beschickbar sind.
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Bei derartigen Fertigungsanlagen ist jeweils die Aufgabe zu lösen,
entweder an ein und demselben Bauteil in mehreren Schritten Bearbeitungen irgendwelcher
Art vorzunehmen, oder einen Grundbauteil durch Hinzufügung und Montage weiterer
Bauteile zu ergänzen bzw. fertigzustellen.
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Es können auch Montage- und Bearbeitungsschritte in einer vorgewählten
Reihenfolge abwechseln.
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Vorstehend wurde ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für Fertigungsanlagen
erwähnt. Unter diesem Sammelbegriff sind aber auch Verpackungsstraßen für komplizierter
geformte und sich aus mehreren verschiedenartigen Teilen zusammensetzende
Packungen
bzw. solche Packungen zu verstehen, bei denen ein Verpackungsgrundkörper, z.B. ein
Tablett, mit einem oder mehreren zu verpackenden Teilen in einer bestimmten Anordnung
beschickt und anschließend weitere Verpackungsteile angebracht werden. Auch bei
reinen Fertigungsanlagen kann an die Bearbeitungs- bzw. Montagestrecke unmittelbar
eine Verpackungsstrecke anschließen.
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Bekannte Fertigungsanlagen der genannten Art sind nach dem Prinzip
des Fließbandes aufgebaut. Dieses Fließband reicht in einem Stück über die gesamte
Länge der Fertigungsstraße und die einzelnen Stationen sind entlang dieser Straße
angeordnet. Es gibt Fließbänder mit einem oder zwei parallel angeordneten Förderbändern,
auf die die Werkstücke selbst oder auch in Werkstückträgern od.dgl.
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gehaltene Bauteile aufgelegt werden. Ferner ist es bekannt, Werkstückträger
zu einer endlosen Kette zu verbinden, so daß praktisch auf diese Weise ein Fließband
erhalten wird. Wird bei Fließbändern mit gesonderten Förderbändern und mit Werkstückträgern
gearbeitet, so muß man, wenn es sich nicht um verlorene Werkstückträger handelt,
Einrichtungen zur R;ickführung der Werkstückträger an den Beginn der Straße vorsehen.
Die Bauteile werden jedenfalls von Station zu Station schrittweise weiterbefördert
und in den einzelnen Stationen bearbeitet. Es ist dabei notwendig, für die einzelnen
Stationen möglichst gleich lange Arbeitstakte einzuhalten, da sich die Gesamtvorschubsgeschwindigkeit
bzw. die Verweilzeit der Werkstücke an den einzelnen Stationen nach dem am längsten
dauernden Arbeitstakt zu richten hat. Unter anderem ist es unmöglich, längere Arbeitstakte
in einer bestimmten Station dadurch in etwa auszugleichen, daß man die Fördergeschwindigkeit
zwischen dieser und der nächsten Station erhöht, da die Fördergeschwindigkeit im
gesamten Straßenbereich gleich bleibt. Besonders problematisch wird der Fall dann,
wenn an einer Fertigungsstraße sowohl Plätze für eine Handbearbeitung als auch automatisch
arbeitende Montagestationen od.dgl. vorzusehen sind. Die Taktzeit muß
sich
dann im wesentlichen nach der durchschnittlichen Handbearbeitungszeit richten. Hier
zeigt sich der entscheidende Nachteil darin, daß jeder Mensch praktisch Rhythmusschwankungen
in seinem möglichen Arbeitstakt unterliegt, also zu bestimmten Zeiten wesentlich
schneller arbeiten könnte, als es der vorgegebenen Taktzeit entspricht und zu Zeiten
eines Arbeitstiefs die Taktzeit kaum einhalten kann. Fließbandarbeit nach vorgegebenen
Taktzeiten bedingt aus diesen Gründen besonders starke nervliche Belastungen der
Bedienungspersonen und wird möglichst ausgeschaltet.
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Gleichgültig ob die Bauteile auf einem Förderband aufliegen oder
auf einem Werkstückträger gehalten sind, stellt die notwendige Ausrichtung der Bauteile
an den Bearbeitungsstationen ein besonders Problem dar, und es ist vor allem nicht
möglich, die Bauteile an den Stationen gleichzeitig von oben und unten zu bearbeiten.
Ist eine Bearbeitung auch der Unterseite notwendig, muß man eigene Wendestationen
vorsehen und diese Unterseite ebenfalls von oben bearbeiten.
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Selbst ein Förderband, welches dauernd langsam umläuft, wobei an den
Bearbeitungsstationen Feststelleinrichtungen für die Bauteile vorgesehen sind, welche
die Bauteile festhalten, so daß das Förderband od.dgl. vorbeischleift, können nicht
entscheidend zur Verbesserung der auftretenden Probleme beitragen. Auch von anderen
Gesichtspunkten her haben Fertigungsanlagen bekannter Bauweise entscheidende Mängel,
die ihren Einsatz nur für ganz bestimmte Aufgaben rechtfertigen. Bereits bei der
Planung müssen sowohl die Abmessungen der Fertigungsstraße als auch die Anordnung
der einzelnen Stationen an dieser Straße genau festgelegt werden. Die Einrichtung
einer solchen Fertigungsstraße ist daher nur dann rationell, wenn bestimmte Bauteile,
die untereinander möglichst vollkommen gleich sind, in sehr großen Stückzahlen anzufertigen
sind.
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Jede Umstellung auch nur eines Bearbeitungsschrittes führt zu einem
Stillstand der gesamten Produktion. Abgesehen davon ist es mit solchen Fertigungsstraßen
nicht bzw. nur kaum möglich,
gleichzeitig ähnliche Bauteile herzustellen,
bei denen z.B. neun von zehn Bearbeitungsschritten gleich und nur der zehnte Bearbeitungsschritt
verschieden ist, wobei dieser unterschiedliche Bearbeitungsschritt naturgemäß nicht
immer den letzten Schritt der Bearbeitung darstellen wird. Als Beispiel seien hier
Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge genannt, bei denen am gleichen Motorblock
bei gleichbleibendem Hubraum zur Erzielung verschiedener Motorleistungen etwas verschiedene
Einbauten angebracht werden.
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Meist macht der Motor in der Grundausstattung etwa 80 % der Gesamtproduktion
aus, der Rest der Gesamtproduktion verteilt sich auf mehrere Typen des gleichen
Motorgrundmodells. Auf den bekannten Fertigungsstraßen kann entweder nur das Grundmodell
hergestellt werden oder man muß jeweils für die Sondertypen beträchtliche Umstellungen
an der Fertigungsstraße vornehmen und diene Sondertypen in kleinen Serien fertigen.
Wegen der langen Umstellzeiten ergibt sich der Nachteil einer ungenügenden Ausnützung
der vorhandenen Produktionskapazität.
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Die Fertigung von Bauteilen in einer Fertigungsstraße ist trotz der
aufgezeigten Nachteile bzw. Schwierigkeiten immer noch eine der rationellsten Fertigungsarten.
Wegen der hohen Investitionskosten wird ein vernünftiger Betrieb die erwähnte Art
der Fertigung nur dann einsetzen, wenn sicher ist, daß ein großer Teil der Produktionskapazität
ausgenützt und die Fertigung für die Amortisationszeit der Straße fortgeführt werden
kann.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Fertigungsanlage der
genannten Art, bei der Umstellungen sowohl hinsichtlich der Produktionsgeschwindigkeit
als auch der Art, in der die einzelnen Bearbeitungsschritte od.dgl. vorgenommen
werden, möglich sind, bei der für die gesamte Anlage einheitliche Taktzeiten vermieden
werden können, gleichzeitig Bauteile, bei denen nur ein Großteil der notwendigen
Bearbeitungs- bzw. Montageschritte übereinstimmt, herstellbar sind und die auch
an die räumlichen Verhältnisse
eines Betriebes bzw. den jeweiligen
Personal stand angepaßt werden kann.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Förderweg aus
zwei oder mehreren aneinandergereihten und für sich auswechselbaren Abschnitten
besteht, die je eine eigene Fördervorrichtung für die Bauteile bzw. Werkstückträger
aufweisen, wobei jede einzelne Station einem solchen Abschnitt zugeordnet und mit
ihm zu einer baulichen Einheit verbunden ist, daß vorzugsweise die Fördervorrichtung
gesondert Führungen und Antriebseinrichtungen für die Bauteile bzw. Werkstückträger
aufweist, und daß für die Fördervorrichtungen der einzelnen Abschnitte und der zugehörigen
Bearbeitungs- und Montagemaschinen eigene, für sich einstellbare, vorzugsweise aber
auch mit anschließenden Abschnitten bzw. einer Zentrale,kuppelbare Regler vorgesehen
sind.
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Die Stationen mit den zugehörigen Förderwegabschnitten können entsprechend
den jeweiligen Erfordernissen aneinandergereiht werden. U.a. kann man eine Produktion
mit nur einer oder zwei Stationen beginnen, in denen ein bestimmter Teil der Bearbeitung
bzw. Montage durchgeführt wird. Zeigt sich, daß eine Produktionserweiterung notwendig
und demgemäß ein neuer Kapitaleinsatz gerechtfertigt ist, dann können weitere Bearbeitungsschritte
durchführende Stationen an den schon bestehenden Teil der Anlage angeschlossen werden.
Man kann auch zunächst entlang einer Straße Handarbeitsplätze, also Montagestationen
od.dgl., wo bestimmte Montageschritte von Hand aus durchgeführt werden, vorsehen
und bei Produktionssteigerung diese Handarbeitsplätze durch Montagemaschinen ersetzen.
Während der Lieferzeit für solche in die Anlage passende Montagemaschinen bleibt
der Betrieb mit den Handarbeitsplätzen völlig aufrecht. Wenn dann die Station mit
der Montagemaschine einlangt,wird sie mit ihrem Teilstück des Förderweges in den
schon bestehenden Förderweg eingeschoben oder in diesem Weg gegen einen Handarbeitsplatz
getauscht. Wegen der individuell möglichen Regelung der Fördergeschwindigkeit können
verschiedene Taktzeiten an den einzelnen Stationen durch verschiedene Transportgeschwindigkeiten
zwischen
ihnen kompensiert werden. Man kann auch die Fördergeschwindigkeit von Station zu
Station entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen variieren, beispielsweise also
von einer Station, in der ein Teil lose aufgelegt wird, bis zur nächsten Station,
in der dieser Teil dann fixiert wird, einen möglichst ruckfreien Transport bei geringer
Transportgeschwindigkeit vorsehen.
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Die Länge eines Förderwegabschnittes, der einer Station zugeordnet
wird, wird mehrfach größer als die Länge eines einzelnen Bauteiles bzw. Werkstückträgers
gewählt. Man hat dadurch die Möglichkeit, in einer Station gleichzeitig zwei Bauteile
zu bearbeiten und so die längere Dauer eines bestimmten Bearbeitungsvorganges durch
parallele Bearbeitung von zwei Werkstücken auszugleichen, kann aber zumindest vor
der eigentlichen Bearbeitungsstelle einen Stauraum vorsehen, in dem von der in Transportrichtung
vorherigen Station kommende Bauteile bzw. Werkstückträger auf ihre Bearbeitung warten.
Nach der Bearbeitungsstelle kann man einen weiteren Warteplatz vorsehen, in dem
ein schon bearbeiteter Bauteil auf die Freigabe seines Transportes zur nächsten
Bebeitungsstelle wartet, dabei aber die Bearbeitung in der eigenen Station nicht
aufhält. Es ist also eine Pufferbildung möglich, durch die verschiedene Taktzeiten
ausgeglichen werden. Vor allem bei in die Fertigungsanlage eingeplanten Handarbeitaplätzen
ist dies ein entscheidender Vorteil.
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Nach einer bevorzugten Ausführung sind in den einzelnen Abschnitten
des Förderweges zumindest mit den Längsrändern der Werkstückträger zusammenwirkende
Gleitführungen und als Antriebseinrichtungen angetriebene, gegen die Werkstückträger
drückende Reibrollen vorgesehen, deren Drehmoment über Rutschkupplungen od.dgl.
begrenzt bzw. einstellbar ist.
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Unter "Werkstückträger" sind bei ähnlichen Anlagen auch Untersätze
für Verpackungen bzw. entsprechend geformte Werkstücke selbst zu verstehen. U.a.
können Möbelteile, Türen u.dgl. ebenfalls auf entsprechenden Fertigungsstraßen bearbeitet
bzw. fertiggestellt werden, wobei für solche Teile
keine eigenen
Werkstückträger notwendig sind. Durch die Trennung von Führung und Antrieb bleibt
die Höhenlage der Bauteile gegenüber den jeweiligen Stationen exakt eingestellt.
Die Längsränder der Werkstückträger können als Führungsleisten ausgebildet sein,
die in zueinander offene, nach oben also abgedeckte und dadurch gegen Verschmutzung
geschützte Führungsnuten eingreifen, wobei am Nutgrund abstandsweise Öffnungen vorgesehen
sind, durch die hindurch die Reibrollen gegen die Außenseiten der Führungsleisten
drücken. Zur Erleichterung des Transportes kann zumindest die untere Nutflanke mit
einem Gleitbelag versehen sein.
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Vorteilhaft ist, wenn die Führungen wenigstens in einem Teil ihrer
Länge nur im Bereich der Längsränder der Bauteile bzw. Werkstückträger vorgesehen
sind, so daß die Bauteile auch von unten für eine Montage bzw. Bearbeitung zugänglich
werden.
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Nach einer Weiterbildung sind in einem bestimmten Förderwegabschnitt
eine Bearbeitungsstelle und vor bzw.
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hinter dieser Warte- bzw. Speicherplätze für Bauteile bzw.
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Werkstückträger vorgesehen und ein Werkstückträger ist an der Bearbeitungsstelle
über Sperren feststellbar. Im Bereich der Bearbeitungsstelle können verstellbare
Niederhalter vorgesehen sein, welche in der Spannstellung den Bauteil bzw.
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Werkstückträger gegen die ihn von unten abstützenden Teile der Gleitführung
oder einen ihn großflächiger als diese abstützenden Bearbeitungstisch drücken, wobei
man noch gesonderte Einrichtungen und Ausrichthilfen vorsehen kann, damit das Werkstück
od.dgl. eine genau vorbestimmte Lage erhält und seine Bearbeitung mit Hilfe der
in der Station vorgesehenen Maschinen einwandfrei möglich wird.
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Nach einer Weiterbildung sind Um#eit-, Vbergabe-, Speicher-oder Eingabe-
bzw. Entnahmestationen für Bauteile bzw. Werkstückträger vorgesehen und als Einzelabschnitt
in einen Förderweg einschaltbar. Mit Hilfe solcher Stationen kann zunächst einmal
der Richtungsverlauf der Förderstraße geändert und z.B. an die räumlichen Gegebenheiten
angepaßt werden. Ubergabestationen ermöglichen es, alle oder auch nur
einen
Teil der Bauteile, die in der Fertigungsanlage laufen, zu entnehmen und auf anderen
Förderern weiterzuführen. Bei dem erwähnten Beispiel der Herstellung ähnlicher Bauteile,
bei denen nur ein oder zwei Bearbeitungsschritte verschieden sind, kann man diese
unterschiedliche Bearbeitung auf parallelen Straßenabschnitten durchführen und die
Teile dann wieder in einer gemeinsamen Straße weiterführen.
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Speicherstationen verstärken noch die mögliche Pufferbildung und schaffen
die Möglichkeit, bestimmte Bearbeitungsschritte gegebenenfalls auch außerhalb der
Straße auf Vorrat durchzuführen und die so vorbehandelten Werkstücke an bestimmten
Stellen in die Straße einzuleiten, um z.B. die größtmögliche Produktionsgeschwindigkeit
bei den 'schnelleren Stationen" im Zuge der Fertigungsstraße auszunützen. Vor allem
Handarbeitsplätze können auf diese Weise auch von der Straße weg verlegt werden,
wobei man sie auf einen Speicher arbeiten läßt. Man sieht dann u.a. ein mehrere
Bauteile bzw. Werkstückträger aufnehmendes, in den Förderweg in Form einer Station
einschaltbares Magazin vor.
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Nach einer anderen Ausführung sind in jedem Förderwegabschnitt zwei
mit gesondert antreibbaren Antrieben ausgestattete Förderwege parallel, insbesondere
nebeneinander angeordnet, von denen der eine z.B. als Fertigungsweg und der andere
für den Rücklauf verwendbar ist, aber auch die Möglichkeit besteht, beiden Förderwegabschnitten
verschiedene Einzelstationen zuzuordnen, also wegen der individuellen Regelbarkeit
der Geschwindigkeit auch den Rücklauf für die Montage bzw. Bearbeitung ausnützbar
zu machen. Auch hier kann man wieder zunächst nur den einen Förderweg für Montage-bzw.
Bearbeitung vorsehen und im Rücklaufbereich nach und nach weitere Stationen anbringen.
Wenn von Haus aus wegen zu großer Montagemaschinen in einzelnen Stationen, die auch
über den Rücklaufbereich reichen, eine Anordnung von Stationen am Rücklauf auszuschließen
ist, kann man für den Rücktransport der Werkstückträger auch einfachere Förderer,
z.B.
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Förderbänder, verwenden. Bei parallelen Förderwegen sieht man eine
Kopfstation mit einem die Bauteile bzw. die Werkstückträger
von
dem einen zum anderen Förderweg transportierenden Querförderer vor.
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Im Förderweg können jeweils auch außerhalb der Bearbeitungsplätze,
z.B. an vorbestimmten Warteplätzen, steuerbare Sperren oder Festhalter für die Bauteile
bzw. Werkstückträger vorgesehen sein, mit deren Hilfe Pufferzonen gebildet oder
auch andere Steuerungen vorgenommen werden können.
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Es ist dabei auch möglich, zwei Stationen vorzusehen, für die eine
längere Verweilzeit der Bauteile notwendig ist.
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Statt einer Parallelschaltung solcher Stationen, wie sie schon beschrieben
wurde, ist auch eine Hintereinanderanordnung im Förderweg möglich und man läßt dann
einige der herankommenden Bauteile bei der ersten Station durch, um sie, gegebenenfalls
nach Zwischenspeicherung, erst in der zweiten Station zu bearbeiten. Bei diesen
Steuermanövern können die steuerbaren Sperren oder Festhalter mithelfen.
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Neben Spannvorrichtungen, mit deren Hilfe die Bauteile an Werkstückträgern
od.dgl. montiert bzw. festgehalten werden, kann man vor allem für kleinere Werkstücke
auch ihrer Form angepaßte Einsätze vorsehen. Ein Werkstückträger kann dabei einen
die notwendige Festigkeit ergebenden, die Führungsleisten, Ausrichthilfen usw. tragenden
Grundkörper aufweisen, der z.B. aus Metall hergestellt ist und als Halterung für
den Bauteil oder einen an die Werkstückform angepaßten und das Werkstück aufnehmenden
Einsatz ausgebildet ist, wobei dieser Einsatz aus Kunststoff gespritzt oder geschäumt
und sogar als Unterteil einer Endverpackung für den Bauteil bzw. das Werkstück dienen
kann. Bei kleinen Werkstücken kann der Einsatz entsprechende Aufnahmen für die Werkstücke
in Mehrfachanordnung aufweisen.
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Es wurde schon erwähnt, daß man innerhalb einer erfindungsgemäßen
Fertigungsanlage bei entsprechender Steuerung gleiche Arbeiten an verschiedenen
Plätzen durchführen oder bei ähnlichen Bauteilen gleiche Arbeiten an gleichen und
unterschiedliche Arbeiten an verschiedenen Plätzen vornehmen kann. Damit die notwendigen
Steuerungen weitgehend automatisch
vorgenommen werden können, empfiehlt
es sich, die Werkstücke selbst oder die Werkstückträger entsprechend dem jeweiligen
Bearbeitungs- oder Montagezustand der Bauteile bzw. dem nächsten zwingend vorgeschriebenen
Halte- oder Montageplatz im Förderweg, welcher Platz auch eine Umleitstelle oder
Entnahmestelle sein kann, zu markieren. Am Werkstückträger können einstellbare Markierungen,
z.B. in eine bestimmte, von mehreren vorhandenen Einstecköffnungen einführbare Anschlagstifte,
magnetisierbare Einsätze, mit Lichtschranken zusammenwirkende verstellbare Marken
od.dgl., und an den in Förderrichtung folgenden Stationen mit diesen Markierungen
zusammenwirkende, gegebenenfalls von ihnen gesteuerte Fühler, Anschläge oder Anschlagschalter
vorgesehen sein.
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Vor allem bei kleineren Bauteilen wird man mit den Bauteilen stapelbare
Werkstückträger bzw. Einsätze vorsehen, was die Magazinierung erleichtert.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt Fig.1 schematisch im Blockschema eine Fertigungsanlage in Draufsicht, Fig.2
eine als Handarbeitsplatz verwendbare Einzelstation wobei die Oberteile der Führungen
weggelassen wurden, in Draufsicht, Fig.3 eine zu Stationen nach Fig.2 passende Kopfstation,
ebenfalls schematisiert in Draufsicht, Fig.4 als Detail den Bearbeitungsplatz in
einer mit Montage-oder Bearbeitungsmaschinen bestückten Station in größerem Maßstab
in Draufsicht, wobei wieder die Oberteile der Führungen sowie alle vorhandenen Montage-bzw.
Bearbeitungsvorrichtungen weggelassen wurden und Fig.5 einen Längsschnitt durch
eine Seite einer Fiihrungsbahn im Bereich einer Antriebsrolle.
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Nach Fig.1 ist eine Montageanlage aus sechs Stationen 1 bis 6 aufgebaut.
Dabei kann die Station 1 eine Aufgabestation, die Station 2 eine Bearbeitungsstation
mit automatisch arbeitenden
Werkzeugen, die Station 3 eine Weitergabe-
oder Speicherstation, die Station 4 ein Randarbeitsplatz, die Station 5 ebenfalls
ein Handarbeitsplatz und die Station 6 ein letzter automatischer Montageplatz mit
automatischem Bauteilauswurf oder Bauteilabtransport sein. Jede Station besitzt
wenigstens einen Förderweg mit Führungen für einen Bauteil bzw. Werkstückträger
und eigenen Antrieben für diese Teile, z.B. Reibrollen. Innerhalb jeder Station
ist ein eigener Antriebsmotor vorgesehen, mit dessen Hilfe die Antriebsrollen od.dgl.
antreibbar sind, wobei die Drehzahl dieses Motors für sich regelbar ist und Anschlüsse
für die Regeleinrichtungen benachbarter Stationen bzw. einer zentralen Steuerstelle
vorgesehen sind, so daß die Antriebsgeschwindigkeit zusätzlich von dort beeinflußt
bzw. im Bedarfsfall der Antrieb abgeschaltet werden kann. Der von jeder Station
bestimmte Förderwegabschnitt kann mit den Förderweg abschnitt der benachbarten Station
gekuppelt werden. Die Verweilzeiten der Bauteile bzw. Werkstückträger in den einzelnen
Stationen können entweder individuell, abhãngig von der notwendigen Bearbeitungszeit,
oder auch von der Zentrale aus gesteuert werden. Die Fördereinrichtungen der einzelnen
Stationen können unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten für die Bauteile bzw.
Werkstückträger bestiven.
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Die einzelnen Abschnitte 1 bis 6 sind über Schnellkupplungen verbunden
oder, vor allem wenn es sich um kleinere Einheiten handelt, auch nur auf einem Maschinenbett
oder einem sonstigen Unterbau ausgerichtet, stoßend angeordnet.
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Es ist daher möglich, im Bedarfsfall jede der einzelnen Stationen
rasch aus dem Verband zu lösen und die anderen Stationen wieder stoßend umzugruppieren
bzw. eine Station herauszunehmen und durch eine andere zu ersetzen. Man kann jeder
Station auch zwei parallele, vorzugsweise nebeneinander angeordnete Förderwegabschnitte
zuordnen, die mit den Abschnitten benachbarter Stationen fluchtend angebracht werden.
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In diesem Fall dienen dann die Stationen 6 und 1 gleichzeitig als
Ubergabestationen, die die Bauteile bzw. Werkstückträger
von der
einen auf die andere Förderbahn umleiten. Es kann entweder in beiden Förderwegen
oder auch nur in einem davon gearbeitet werden, wobei man im letzteren Fall den
zweiten Förderweg für den Rücklauf der Werkstückträger od.dgl. zur Ausgangsstation
verwenden kann.
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In Fig.1 wurde noch eine weitere Möglichkeit des Aufbaues einer Fertigungsanlage
strichliert bzw. strichpunktiert angedeutet. Es wird zu diesem Zweck angenommen,
daß an und für sich die Montage- bzw. Bearbeitungsgeschwin digkeit in den Stationen
4,5 und 6 wesentlich größer sein könnte, als das auf Grund der Arbeitsgeschwindigkeit
in den Stationen 1 und 2 mögliche Gesamtarbeitstempo, also die Stationen 4 bis 6
nicht voll ausgelastet sind. Ferner wird angenommen, daß parallel zu dem auf der
Straße 1 bis 6 hergestellten bzw. montierten Produkt ein ähnliches Produkt herzustellen
ist, bei dem praktisch gleiche Außenabmessungen vorhanden sind, aber mehr Vorbearbeitungsschritte
erforderlich sind, wobei aber in den Stationen 4 bis 6 auch an diesem zweiten Produkt
die gleichen Montagen bzw. Bearbeitungen vorzunehmen sind. Für die Vorbearbeitung
dieses zweiten Produktes sieht man Stationen 7 bis 10 vor, die in einem eigenen
Fertigungsstraßenabschnitt liegen, an dessen Ende eine ttbergabestation 11 die Bauteile
bzw. Werkstückträger mit den Bauteilen auf einem Querförderer, z.B. ein Förderband
12, ablegt, von dem sie zur Station 3 gelangen und über eine eigene Ubergabeeinrichtung
in den durch die Stationen 3 bis 6 bestimmten Teil des Förderweges der ersten Fertigungsstraße
übernommen werden. Bei geringer Kapazität der Stationen 1 und 2 und höherer Kapazität
der Stationen 4 bis 6, die dann automatisch arbeitende Stationen sein werden, kann
man die gleichen Montagen bzw. Bearbeitungen wie in den Stationen 1 und 2 auch in
den Stationen 7 bis 11 vornehmen und damit die Gesamtproduktion erhöhen. Jede Einzelstation
besteht aus dem Förderwegabschnitt bzw. den beiden Förderwegabschnitten und einem
Aufbau, der bei einem Handarbeitsplatz Armstützen, Werkzeughalter, Zuführeinrichtungen
für Montageteile usw.
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enthalten wird, wogegen bei einer automatisch arbeitenden
Station
die jeweiligen Montage- bzw. Bearbeitungsmaschinen mit ihren Steuereinrichtungen
und allfälligen Teilezuführern aufgebaut werden. Wie schon erwähnt wurde, kann in
analoger Weise auch eine Verpackungsstraße aufgebaut werden, wobei dann statt der
Werkstückträger Verpackungsunterteile in der Straße geführt und die zu verpackenden
Teile bzw. Abdeckungen dafür in den einzelnen Stationen angebracht bzw. befestigt
werden. Wie sich aus den Fig.2 bis 4 im Zusammenhang mit Fig.5 ergibt, sind den
Stationen 1 bis 11 jeweils Förderwegabschnitte zugeordnet. Es sei angenommen, daß
die dargestellten Stationen 1 und 5 Stationen der beschriebenen Art sind, bei denen
zwei Förderwegabschnitte 13,14 bzw. 13a,14a parallel zueinander vorgesehen sind.
In der Station 8 braucht nur in der einen Richtung ein Förderwegabschnitt 15 vorgesehen
zu sein. Auf einer Grundplatte 16, die im Bereich der Förderwegabschnitte 13,14,15,13a,14a
wenigstens an dort vorgesehenen Bearbeitungs- oder Montagestellen 17,18,19 Durchbrechungen
aufweisen kann, um Werkstück bzw. Werkstückträger von unten zugänglich zu machen,
sind beidseits der Führungswegabschnitte 13,14,15,13a,14a Stützleisten 20,21,20a,21a,22
montiert, deren vom Führungsweg abweisender Rand 23 hochgezogen ist, wogegen der
zum Führungsweg weisende Rand 24 einen Gleitbelag 25 trägt. Im Rand 23 sind halbrunde
Ausnehmungen 26 vorgesehen, in denen Reibrollen 27 untergebracht sind. Diese Reibrollen
und die Ausnehmungen werden nach oben durch Abdeckplatten 28, die bis über den Belag
25 reichen, abgedeckt, so daß zwischen den Teilen 28 und 25 zur Führungsbahn offene
Führungsnuten 29 entstehen, die beim Ausführungsbeispiel der Führung von Werkstückträgern
30 dienen. Diese Werkstückträger wurden nur schematisch in ihren Umrissen angedeutet,
in der Praxis können sie zwei- oder mehrteilig ausgeführt sein, z.B. aus einem in
die Führung eingreifenden Außenrahmen und einem der Werkstückform angepaßten Einsatz
bestehen. Jedenfalls sind die Werkstückträger mit in die Führungsnuten 29 eingreifenden
Führungsleisten 31 ausgestattet, gegen deren Flanken die Reibrollen 27 drücken.
An den Enden der Werkstückträger sitzen Puffer 32. Im Bereich der Bearbeitungsstellen
17 und 19 sind keine Reibrollen 27 vorhanden.
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Das bedeutet, daß diese Bearbeitungsstellen erst dann besetzt werden,
wenn auf einen Werkstückträger, der sich in einer Wartestellung zum Teil innerhalb
der jeweiligen Bearbeitungsstelle befindet, ein nachfolgender Werkstückträger 30
auftrifft und ihn voll in die Bearbeitungsstellung schiebt. Die Rollen an den gegenüberliegenden
Seiten jedes Förderwegabschnittes 13,14,15,13a,14a werden gegenläufig angetrieben,
so daß sie den Werkstückträgern 30 einen Vorschub in Richtung der eingezeichneten
Pfeile erteilen.
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Die Reibrollen 27 sitzen gemäß Fig.5 auf stehenden Wellen 33, die
in Einsätzen 34 in der Grundplatte 16 mit Wälzlagern 35,36 gelagert sind und einen
fest mit ihnen verbundenen Bund 37 tragen. An den Bund 37 schließt ein Reibungsbelag
38 an. Ferner sind auf der Welle 33 mittels einer Gleitbuchse 39 zwei zu einer baulichen
Einheit verbundene Zahnriemenrollen 40 drehbar gelagert. Diese Rollen können über
eine Feder 41, deren Vorspannung mittels einer Stellmutter 42 einstellbar ist,und
einer Druckplatte 43 gegen den Reibungsbelag 38 angepreßt werden, wobei mittels
der Mutter 42 das von den Rollen auf die Reibrolle 27 übertragbare Drehmoment einstellbar
ist.
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Für jeden Förderwegabschnitt ist ein eigener, regelbarer Antriebsmotor
vorgesehen, von dem ein Zahnriemen zu der einen Rolle 40 einer Welle 33 führt. Die
den an der gleichen Seite des Förderweges vorgesehenen Reibrollen 27 zugeordneten
Wellen sind mit Hilfe von Zahnriemen untereinander bzw. mit der getriebenen Zahnriemenrolle
verbunden. Zur anderen Seite des gleichen Förderwegabschnittes wird ein die Drehrichtung
umkehrendes Glied gelegt und auch dort erfolgt eine entsprechende Verbindung der
Reibrollen 40. Wenn zwei Förderwege vorhanden sind, wird für jeden ein eigener,
regelbarer Antriebsmotor vorgesehen.
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Aus Fig.2 ergibt sich, daß die Gesamtlänge eines Förderwegabschnittes
13 bzw. 14 ein Vielfaches der Länge eines Werkstückträgers 30 beträgt. Es bleibt
also innerhalb des Abschnittes ein Stauraum bzw. eine Pufferzone für außerhalb
der
Bearbeitungsstelle 17 befindliche Werkstückträger 30 frei.
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An der Bearbeitungsstelle 17 sind ausfahrbare Anschlagstifte 44 vorgesehen,
welche in der Ausfahrstellung einen ankommenden Werkstückträger 30 am Weitertransport
hindern. Mit Hilfe von durch Ausnehmungen der Platte 28 ein- und ausfahrbaren Klemmbacken
45 kann der Werkstückträger 30 in der Montagestelle 17 festgehalten werden.
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Vor einem in Förderrichtung folgenden Ruheplatz sind weitere unabhängig
von den Stiften 44 betätigbare Anschlagstifte 46 vorgesehen, mit deren Hilfe die
Weitergabe des vor ihnen befindlichen Werkstückträgers 30a gesperrt werden kann.
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Man kann damit den Werkstückträger 30a festhalten, bis der weitere
Förderweg frei ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, nebeneinander zwei gleiche
Stationen 5 in Förderrichtung aufeinanderfolgend vorzusehen und in jeder Station
wechselweise nur den auf jedem zweiten Werkstückträger befindlichen Bauteil zu bearbeiten,
wobei der schon in der vorherigen Station in gleicher Weise bearbeitete Bauteil
bzw.der in der folgenden Station gleich zu bearbeitende Bauteil nicht in die Bearbeitungsstelle
17, sondern auf den Speicherplatz 30a geleitet wird. Die Anschlagstifte 46 können
bei einem sich bildenden Stau in einer folgenden Station über eine Steuereinrichtung
ebenfalls ausgefahren werden, so daß dann der Platz 30a als Pufferpiatz dient. Zur
Erleichterung der Steuerung brauchen die Stifte 44,46 auch nur in den Freiraum zwischen
Platte 16 und Werkstückträger 30 einzuragen, und man sieht dann an den Werkstückträgern
30 nach unten vorstehende Anschläge vor. Versetzt man die Stifte 44,46 in Querrichtung
gegeneinander und sieht man wechselweise an den Werkstückträgern passende Anschläge
vor, dann werden die einen Werkstückträger nur von den Stiften 44 und die anderen
nur von den Stiften 46 angehalten.
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In der Station 1, die hier als Ubergabestation zur uebergabe der
Werkstückträger 30 vom Förderwegabschnitt 14a auf den Förderwegabschnitt 13a dargestellt
wurde, ist eine Quergleitbahn 47 vorgesehen. Ein ankommender Werkstückträger
30b
betätigt einen Anschlagschalter 48, der zunächst Niederhalter 45 einschaltet, so
daß der nächste Werkstückträger in einer Warteposition festgehalten wird. Anschließend
schaltet der Anschlagschalter 48 bzw. die mit ihm gekuppelte Steuereinrichtung der
Station 1 einen pneumatischen oder hydraulischen Querschieber 49 ein, der den Werkstückträger
30b an das andere Ende der Bahn 47 schiebt. Ein dort vorgesehener Anschlagschalter
50 betätigt die Steuerung im Sinne einer Rückstellung des Schiebers 49 in die Ausgangslage
und schaltet einen weiteren Schieber 51 ein, der den Werkstückträger so weit nach
rechts verstellt, daß er vom ersten Reibrollenpaar 27 erfaßt und damit im Führungsweg
13a weiterbefördert werden kann. Anschließend kehrt der Schieber 51 in die Ausgangslage
zurück, nach dem Öffnen der Niederhalter 45 kann ein neu ankommender Werkstückträger
den bis dahin von der Niederhaltern gehaltenen Werkstückträger wieder bis zum Anschlagschalter
48 fördern.
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In der Station 8 nach Fig.4 sind wieder von der Steuerung betätigbare
Anschlagstifte 52 vorgesehen. Der an der Bearbeitungsstelle 19 befindliche Werkstückträger
30 wird durch diese Stifte 52 aufgehalten. Die Stifte 52 können gleichzeitig Fühler
sein, die bei ihrem Ansprechen durch einen auftreffenden Werkstückträger Niederhalter
53 betätigen, welche wieder durch Ausnehmungen der Abdeckplatte 28 hindurch auf
die Führungsleisten 31 drücken und dadurch eine exakte Höheneinstellung des Werkstückträgers
bedingen. Zur genauen Ausrichtung des Werkstückträgers 30 und damit des in ihm gehaltenen
Werkstückes in der Bearbeitungsstation tragen die Niederhalter 53 in ihrem Mittelteil
eine unter 450 verlaufende Hirth-Verzahnung, die/eine entsprechende Gegenverzahnung
an den Randleisten 31 eingreift, so daß bei vollem Eingriff eine exakte Ausrichtung
in Quer- und Längsrichtung gegeben ist. Da die Ausrichtung der Höhe nach durch das
Niederhalten erzielt wird, wird das Werkstück eindeutig positioniert. Man könnte
auch andere Ausrichthilfen in Form von Kerben, Bohrungen od.dgl. und an den Niederhaltern
entsprechende Gegenstücke bzw. gemeinsam mit den Niederhaltern betätigbare Richtwerkzeuge
vorsehen. Die erwähnte Hirth-Verzahnung
wird in einem nach innen
abgesetzten Mittelstück der Führungsleisten vorgesehen.
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Bei zwei Führungsbahnabschnitten 13,14 sieht man für jede Führungsbahn
an jeder Station einen eigenen, für sich regelbaren, gegebenenfalls sogar in seiner
Drehrichtung umsteuerbaren Antriebsmotor vor.
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Neben einer in Fig.3 gezeigten Ubergabestation, die im Bedarfsfall
auch bei den Stationen 3 und 11 verwendbar ist, kann man auch Stationen vorsehen,
die ähnlich wie eine Weiche arbeiten. In Umlenkstationen kann man die Werkstückträger
um einen bestimmten Winkel, beispielsweise um 90° verdrehen, wodurch man die Möglichkeit
erhält, eine Fertigungsstraße ein- oder mehrfach abgewinkelt zu führen und so an
vorhandene räumliche Gegebenheiten, Transportwege u. dgl.
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anzupassen.
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Auf die Darstellung von Bearbeitungs- und Montagemaschinen bzw. Arbeitsplatzeinrichtungen
bei Handarbeitsplätzen wurde verzichtet, da diese jeweils entsprechend den Montage-
bzw. Bearbeitungserfordernissen ausgestattet werden.
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Vorzugsweise sieht man jeweils auf der Grundplatte 16 in vorbestimmter
Anordnung außerhalb der Führungswege Montageöffnungen vor und versieht auch die
jeweils anzubringenden Geräte, Maschinen u.dgl. in gleicher Anordnung mit Montageöffnungen
bzw. in diese Montageöffnungen einführbaren Bolzen, Vorsprüngen od.dgl., so daß
Führungsbahnabschnitte in Serie gefertigt und je nach Bedarf mitden jeweils benötigten
Einrichtungen versehen werden können. Rücktransportwege lassen sich auch ober- oder
unterhalb der Führungswege einplanen.
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