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Verfahren zur Montage von Fertighimmeln in Fahr zeug-
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karosserien Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Montage
von Fertighimmeln in Fahrzeugkarosserien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei einem bekannten, gattungsgemäßen Verfahren wird der mit Kleber
beschichtete Fertighimmel vom Werker in eine etwa C-förmige Montagevorrichtung eingelegt
und mittels einer an die Montagevorrichtung angebrachten Bedieneinrichtung von Hand
durch einen Fensteraus schnitt in der Fahrzeugkarosserie in diese eingeschoben.
Nun führt der Werker mittels der Bedieneinrichtung einen am Fertighimmel angebrachten
Klips in eine entsprechende Aufnahmeöffnung im vorderen Dachbereich der Fahrzeugkarosserie
ein. Anschließend werden an dem in dem Fahrgastraum eintragenden Schenkel der C-förmigen
Montagevorrichtung schwenkbar gelagerte Füße ausgefahren, welche sich am Fahrzeugboden
abstützen und den Fertighimmel unter Druck an das Fahrzeugdach anpressen. Nach dem
Aufbringen eines für die Haltekraft des verwendeten Kontaktklebers notwendigen Druckes
werden die Füße wieder eingefahren und die Montagevorrichtung von Hand aus der Karosserie
herausbewegt.
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Die bekannte Vorrichtung benötigt viel Platz in Fahrzeuglängsrichtung,
zum einen für das Aufnahmeteil des
Fertighimmels, welches in etwa
die Längserstreckung des Innenraumes ausmacht und zum andern für die Bedieneinrichtung,
deren Länge etwa der Länge der vorderen Haube entsprechen muß, damit der Werker
von vorne an die Montagevorrichtung herantreten kann. Zum Ausfahren der Montagevorrichtung
wird demnach ein Platz vor der Fahrzeugkarosserie benötigt, welcher mindestens der
Länge des Fertighimmels entspricht.
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Der Abstand bei modernen Montagebändern wird heutzutage aus wirtschaftlichen
Überlegungen wesentlich geringer gewählt, so daß eine derartige Fertighimmelmontage
auf einem Nebenband oder einer Nebenstelle ausgeführt werden muß. Der Aufwand, Karosserien
aus dem Fördersystem herauszunehmen und nach der entsprechenden Bearbeitungsstation
wieder in das Fördersystem einzutakten, ist erheblich. Außerdem sind mindestens
zwei Bearbeitungsstationen notwendig, wenn durch die Montage der Fertighimmel die
durch die Geschwindigkeit des Fördersystems vorgegebene Durchsatzmenge nicht reduziert
werden soll.
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Trotz der zeitaufwendigen Montage der Fertighimmel mittels der bekannten
Vorrichtung wird die Genauigkeit nicht erhöht, da sich die Ausrichtung alleinig
an einer öffnung im vorderen Dachholm orientiert. An der Montagevorrichtung sind
zwar vier, mit den Dachpfosten zusammenwirkende Vorzentrierrollen vorgesehen; diese
dienen jedoch lediglich dazu, den am Fertighimmel festgelegten Klips auf die öffnung
im vorderen Dachholm hinzuführen. Die relativ großen Toleranzen der Fahrzeugkarosserie
im Dachbereich finden dabei keine Berücksichtigung in Bezug auf die Ausrichtung
des Fertighimmels.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit
und die Genauigkeit bei der Montage von Fertighimmeln in Fahrzeugkarosserien zu
erhöhen.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren bleibt die Fahrzeugkarosserie während
der gesamten Montage auf dem Fördersystem fixiert, welches sich ungeachtet der Fertighimmelmontage
fortbewegt. Auch der Abstand zwischen den Fahrzeugkarosserien wird durch die Montagevorrichtung
bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht beeinflußt. Dieses wird dadurch
möglich, da die Montagevorrichtung selbsttätig auf die zu bestückende Fahrzeugkarosserie
zufährt, mit dem Fördersystem verkoppelt und durch das Fördersystem während des
Montagevorganges in ihre Ausgangsposition zurückbewegt wird. Durch den Synchronlauf
während des Montagevorganges wird ein erheblicher Zeitgewinn erzielt und Ungenauigkeiten
vermieden, welche ansonsten durch eine Montage an einer bewegten Fahrzeugkarosserie
auftreten würden. Neben dem Zeitgewinn und der erhöhten Genauigkeit ist das erfindungsgemäße
Verfahren auch deshalb besonders wirtschaftlich, da gegenüber dem bekannten Verfahren
parallele Montagevorrichtungen und der dafür notwendige Platz eingespart werden
kann, wenn der allgemeine Durchsatz an Fahrzeugkarosserien durch die Fertighimmelmontage
nicht reduziert werden soll.
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Der Anspruch 2 kennzeichnet einen Verfahrensschritt, durch welchen
auch bei engen Platzverhältnissen ein
zuverlässiges Einführen des
Fertighimmels durch den Fensterausschnitt möglich ist und bei welcher eine Anpassung
des Fertighimmels an unterschiedliche Karosserievarianten möglich ist.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn das den Fertighimmel aufnehmende Bauteil
der Montagevorrichtung in der Horizontalen verschiebbar ist und bis zu einer vorbestimmten
Höhe etwa senkrecht auf das Dach der Fahrzeugkarosserie (7) zubewegt wird, wobei
an dem den Fertighimmel aufnehmenden Bauteil angeordnete F2=ungselemente (Rollen
49) den Fertighimmel (5) zentrierend an Dachsäulen der Fahrzeugkarosserie entlanggleiten.
Durch die "schwimmende" Aufnahme des Fertighimmels und die an den Dachsäulen des
Fahrzeuges entlanggleitende Führungselemente wird eine genaue Ausmittelung dieses
Bauteils und damit des an diesem Bauteil genau fixierten Fertighimmel erreicht.
Rohbautolleranzen werden in Bezug auf den montierten Fertighimmel halbiert und Abweichungen
der Winkellage der Dachsäulen ausgeglichen.
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Es ist herauszustellen, daß durch diese Vorgehensweise die Montage
an einer bewegten, in ihrer Lage undefinierten Fahrzeugkarosserie ohne irgendwelche
Indexierung möglich ist und trotzdem eine hohe Genauigkeit erreicht wird. Es ist
also nicht notwendig, die Fahrzeugkarosserie zu indexieren, was mangels geeigneter
Punkte bei einer Fahrzeugkarosserie äußerst schwierig ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand eines Ausführungsbeispiels
in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
Fig.
1 in perspektivischer Ansicht die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur
vollautomatischen Montage von Fertighimmeln in Fahrzeugen, Fig. 2 die Vorrichtung
aus Fig. 1 in Seitenansicht und Fig. 3 ein Förderelement (Kassette) der Vorrichtung
aus den Fig. 1 und 2 als Einzelteil.
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Eine Vorrichtung zur Montage eines Fertighimmels 5 in einer Fahrzeugkarosserie
7 besteht im wesentlichen aus einer Verfahreinheit 9 mit einer daran befestigten
Montagevorrichtung 11. Der Montagevorrichtung 11 werden über ein paternosterähnliches
Hubsystem 13 und eine Übergabestation 15 auf Kassetten
17 aufgelegte
Fertighimmel 5 zugeführt.
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Die Verfahreinheit 9 ist auf Schienen 19 und 21 bewegbar, welche sich
zu beiden Seiten eines Fördersystems 23 für die Fahrzeugkarosserie. 7 erstrecken.
Die Verfahreinheit 9 ist zusammen mit der Montagevorrichtung 11 so ausgebildet,
daß sie über die am Fördersystem 23 in dichtem Abstand hintereinander festgelegten
Fahrzeugkarosserien 7 (in den Zeichnungen ist der Einfachheit halber nur eine dargestellt)
hinwegbewegt werden können.
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Die Vorrichtung umfaßt ein vorgeschaltetes Prüffeld, welches von allen
Fahrzeugkarosserien 7 durchfahren werden muß. Im Prüffeld wird jede Fahrzeugkarosserie
7 zur Typerkennung abgetastet und die Verbaufähigkeit (alle Türen und Klappen geschlossen)
überprüft. Wird eine der vorgenannten Bedingungen registriert, so wird das Fördersystem
23 automatisch angehalten und die Ursache angezeigt. Desweiteren erfolgt im Prüffeld
eine Höhenabtastung der auf dem Fördersystem 23 festgelegten Fahrzeugkarosserie
7 durch zwei diagonal angeordnete Maßsysteme, welche bei einer ganz bestimmten Stellung
der Fahrzeugkarosserie 7 zum Fördersystem 23 in Funktion gebracht werden. Der abgenommene
Meßwert wird für die spätere Verklebung abgespeichert.
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Wird ein bestimmtes Toleranzband überschritten, so befindet sich die
Fahrzeugkarosserie 7 nicht in der verbauungsfähigen Lage und das Fördersystem 23
wird stillgesetzt.
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Die Fertighimmel 5 werden in einem Geschoß unter demjenigen, in welchem
das Fördersystem 23 aufgestellt ist, auf einen Kettenförderer einer automatischen
Kleber-Einsprühanlage aufgelegt (nicht dargestellt). Dort wird im Durchlauf auf
die Fertighimmel 5 ein lösungsmittelfreier Kleber aufgesprüht.
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Die Auswahl der jeweils erforderlichen, unterschiedlichen Fertighimmel
5 erfolgt durch eine automatische Fortschreibung der zur Bearbeitung anstehenden
Fahrzeugkarosserien 7.
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Nach Verlassen der Kleber-Einsprühanlage legt eine tbergabeeinrichtung
den mit Kleber beschichteten Fertighimmel 5 auf eine bereit stehende Kassette 17
auf. Dieser Teil der Vorrichtung ist ebenfalls nicht dargestellt, da dafür be--
kannte Vorrichtungen einsetzbar sind. Die Fixierung des Fertighimmels 5 erfolgt
an zwei Aussparungen 25 welche zur Aufnahme je eines Lagers für zwei Sonnenblenden
im Fertighimmel 5 vorgesehen sind. Nun erfolgt das Einfahren der Kassette 17 mit
dem Fertighimmel 5 in die obere Ebene eines doppelstöckigen Hubkorbes. Anschließend
erfolgt ein kurzes Anheben des Hubkorbes auf die untere Ebene desselben und das
Ausstoßen der für den nächsten Takt erforderlichen Leerkassette (ebenfalls nicht
dargestellt). Nach dem Hochfahren des Hubkärbes in einem paternosterähnlichem Subsystem
13 in die Übergabestation 15 im Obergeschoß wird die mit dem Fertighimmel 5 bestückte
Kassette 17 ausgestoßen.
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Dabei läuft die Kassette 17 über ein Friktionsrollenband 27 in eine
gestrichelt dargestellte Strahlereinheit 29. Die Strahlereinheit 29 besteht aus
mehreren Strahlern, welche über der Kassette 17 angeordnet sind und mit etwa 800
C auf den beschichteten Fahrzeughimmel 5 einwirken. Dabei verdampft in einer relativ
kurzen Zeit (ca. 30 Sekunden) so viel Wasser aus dem lösungsmittelfreien Kleber,
daß eine optimale Klebung auch bei nur kurzer Anpreßdauer erreicht wird. Je nach
dem verwendeten Fertighimmel 5 wird die Anzahl der Strahler gesteuert, so daß beispielsweise
bei einem Fertighimmel für eine Fahrzeugkarosserie in Kombi-Bauart selbsttätig ein
zusätzlicher Strahler angesteuert
wird.
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Nach der durch die Erwärmung beschleunigten Kleberaktivierung wird
über das Friktionsrollenband 27 die bestückte Kassette in Einstoßposition gebracht.
Steht die Verfahreinheit 9 mit der Montagevorrichtung 11 bereits in Übergabeposition,
so wird über einen nicht dargestellten Einstoßmechanismus die volle Kassette in
die Montagevorrichtung 11 ein- und gleichzeitig die in der Montagevorrichtung 11
befindliche Leerkassette auf die Gegenseite ausgestoßen. Eine Arretier-Einrichtung
im Unterteil 31 der Montagevorrichtung 11 gibt der Kassette 17 eine exakte Lage
beim Verfahren. Eine Indexier-Einrichtung verbindet die Ausrichtrollen mit der Kassette
schwimmend im Unterteil 31. Nun fährt die Kassette 17 und dem in dieser aufgelegten
Fertighimmel 5best)ckte Montagevorrichtung der auf dem Fördersystem 23'festgelegten
Fahrzeugkarosserie 7 entgegen.
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Hat sich die Montagevorrichtung 11 von der Übergabestation entfernt,
verbindet eine Brücke 35 die Ausstoß- und Einstoß-Einrichtung, so daß die Leerkassette
zu einem Hubkorb des Hubsystems 13 zurückfahren kann.
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Die Verfahreinheit 9 mit der Montagevorrichtung 11 ist in den Fig.
1 und 2 in einer Stellung dargestellt, in welcher sie sich. auf die Fahrzeugkarosserie
7 zubewegt. Der tragende Rahmen der Verfahreinheiten 9 ist in einer C-Form als Schweißkonstruktion
gestaltet und läuft auf jeder Seite mit Kugelfthrungen. Die Verfahreinheit 9 nimmt
über vier Kugelführungsschlitten die Montagevorrichtung 11 auf und führt über an
beiden Seiten angeordneten Kabelschlepp die Energieversorgung und die Steuerleitungen
zu. Zwei Zahnriemen 37 bewirken über einen Gleichstrommotor, einem Zwischengetriebe
und einer Antriebswelle eine Verfahrgeschwindigkeit von
60 m/min.
An den jeweiligen Ende der Schienen 19 bzw. 21 zur Führung der Verfahreinheit 9
sind Stoßdämpfer 39 angebracht, die bei einem ungewollten Überfahren der Endlagen
dämpfenddie Verfahreinheit 9 abbremsen.
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Hat die Verfahreinheit 9 eine Position zwischen zwei bewegten Fahrzeugkarosserien
erreicht, wobei die vordere bereits mit einem Fertighimmel versehen; die nachfolgende
noch ohne Fertighimmel ist, erfolgt ein Absenken der Montagevorrichtung 11 und das
Einfahren der Montagevorrichtung in die Fahrzeugkarosserie 7 durch den vorderen
Fensterausschnitt 41.
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Nun werden an der Verfahreinheit 9 angeordnete Klammereinheiten wirksam,
welche eine Verbindung der Verfahreinheit 9 mit dem Fördersystem 23 bewirken, so
daß ein Synchronlauf zwischen Fördersystem und Verfahreinheit erreicht wird Am Fördersystem
23, welches aus miteinander verbundenen Skids besteht sind dazu besondere Mitnehmer
angebracht.
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Bevor der eigentliche Klebevorgang näher beschrieben wird, ist es
notwendig, den Aufbau der Kassette 17 zu beschreiben.
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Die Kassette 17 ist das typabhängige Teil bei der mechanisierten Himmelmontage,
welches sowohl als Trägerelement oder als Transporthilfsmittel als auch als Vorrichtungskörper
bei der Verklebung dient. Jede Kassette 17 besteht aus einer AL-Gußlegierunq, ist
sehr flach gehalten, und entspricht in seiner oberen Form des Fertighimmels 5. Auf
die Kassette 17 ist jeweils ein zum Anpressen erforderliches Luftkissen 43 angebracht.
An den beiden Längsenden der Kassette 17 sind schwimmend Se zwei Zangenarme 45 schwimmend
gelagert, über die nach dem Einfahren in die Karosserie das Oberteil 33 mit der
Kassette 17 geschlossen wird und über die auch das Befüllen der Luftkissen geschieht.
Ein besonderes Merkmal der Kassette 17 ist der
Umstand, daß an
der Kassette 17 selbst keine. Steuergeräte angebracht sind.
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Die die Kassette 17 aufnehmende Montagevorrichtung 11 besteht aus
einem selbsttätig höhenverstellbaren Oberteil 33 und einem die Kassette 17 aufnehmenden
Unterteil 31. Die Bewegung der Höhenverstellung erfolgt über Kugelrollspindeln,
die über ein Getriebe und einem Gleichstrommotor angetrieben werden. Sowohl das
Oberteil 35 als auch das Unterteil'31' haben ein eigenes Meßsystem, um auf die gewünschte
Position gebracht werden zu können. Ein beim Einfahren in den Fensterausschnitt
41 wirksam werdendes Längenmeßsystem 47 zur Längenkorrektur bzw. zur Längslagebestimmung
des Fertighimmels 5 zur Fahrzeugkarosserie 7 ist an der Stirnseite angeordnet.
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Ein Vermittlungssystem mit zwei x zwei Rollen 49 zur Ausrichtung des
Fertighimmels 5 zur Fahrzeugkarosserie 7 ist im Unterteil 31 der Montagevorrichtung
11 angebracht Das Oberteil 33 ist mit einem Luftkissen 51 zur Abstützung der Klebekräfte
am Fahrzeugdach 53 versehen. Das Luftkissen 51 ist mit mehreren Kammern versehen,
welche je nach der vorliegenden Fahrzeugkarosserie gefüllt werden. So kann beispielsweise
bei einer Fahrzeugkarosserie mit einem Schiebedachausschnitt 55 der entsprechende
Bereich ausgespart werden. Die Luftverteilung für beide Luftkissen 43 und 51 befindet
sich auf dem Oberteil 33.
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Die Montagevorrichtung 11 ist gegenüber der Verfahreinheit 9 durch
einen Schlitten 57 bewegbar. Zwei Kugelführungen 59 fixieren das Unterteil 31, das
Oberteil 33 und den Schlitten 57 zueinander. Vier am Oberteil 33 festgelegte Zangen
61 schaffen die Voraussetzung" zur Verbindung der Kassette 17 und zum Befüllen des
auf dieser festgelegten Luftkissens 43.
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Nach der Beschreibung der Kassetten 17 und der Montagevorrichtung
11
wird nun der Verfahrensablauf weiter beschrieben.
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Die Montagevorrichtung 11 wird entsprechend dem im Prüffeld ermittelten
Höhenmeßwert korrigiert und durch den Fensterausschnitt 41 in die Fahrzeugkarosserie
7 eingefahren. Nach dem Einfahren wird durch das Schließen der Klammereinheiten
der Synchronlauf zwischen dem Fördersystem 23 (Skid) und der Verfahreinheit 9 hergestellt.
Durch das bereits beschriebene Längen-Meßsystem, welches sich an dem Fensterausschnitt
41 orientiert wird über den Schlitten 57 die Montagevorrichtung 11 in die für die
Verklebung richtige Längslage gebracht.
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Gleichzeitig richten die Vermittlungssysteme mit ihren Rollen 49 unabhängig
von einander an den vorderen (63 und hinteren (65 Dachpfosten die Kassette 17 auf
Fahrzeugmitte aus.
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Die über Kugelrollspindeln angetriebenen Ober- und Unterteile fahren
über ihre Meßsysteme auf Position zusammen, so daß die vier Zangen 61 die Verbindung
zur Kassette 17 herstellen können. tfber diese Zangen geschieht auch - wie bereits
angesprochen - die Luftzuführung für das Aufblasen des Luftkissens 43 auf der Kassette
17.
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Das Befüllen der Luftkissen 43 und 51 in einer kurzen Zeit, für die
je nach dem Typ der Fahrzeugkarosserie 7 ein unterschiedliches Volumen benötigen,
geschieht deshalb volumenorientiert durch einen am Oberteil 33 festgelegten Befüllzylinder
67, der ein eigenes Meß- und Stellsystem hat. Nach dem volumenorientierten Befüllen
wird mit konstantem Druck in beiden Luftkissen 43 und 51 etwa 20 Sekunden lang die
Verklebung angepreßt.
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Bei dem verwendeten lösungsmittelfreien Kleber ist es unbedingt erforderlich,
daß der Fertighimmel 5 zuerst nur mit einem Punkt Klebekontakt am Fahrzeugdach 53
erhält. Dann soll übergehend in Linienberührung letztlich der gesamte Flächenkontakt
zwischen
Fertighimmel 5 und Fahrzeugdach 53 hergestellt werden Die Klebeverbindung darf also
keine Lufteinschlüsse aufweisen. Das vorbeschriebene Anpreßverhalten wird durch
einen an der Kassette ausgebildeten Anpreßstempel 69 und nachgiebige Gurte 71 erreicht,
welche über das Luftkissen 43 geführt sind. Durch die nachgiebigen Gurte 71 wird
beim Befüllen des Luftkissens 43 wölbt sich zunächst der Mittenbereich nach oben,
welcher sich an den Anpreßstempel 69 anschließt. Bei weiterer Luftbeaufschlagung
wird ausgehend von der mittigen Linienberührung nachgehend der gesamte Fertighimmel
5 an das Fahrzeugdach 53 angepreßt.
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Nach dem Abschluß des Klebevorganges - die Verfahreinheit 9 wurde
durch das Fördersystem 23 dabei kontinuierlich weiterbewegt - wird die Montagevorrichtung
11 aus der Fahrzeugkarosserie 7 herausgefahren, welches in umgekehrter Reihenfolge
als beim Einfahren geschieht. Nun wird die Montagevorrichtung 11 zwischen zwei Karosserien
wieder hochgefahren. Inzwischen ist die Verfahreinheit 9 mit der Montagevorrichtung
11 durch die Mitnahme bis nahe an die Ubergabestation 15 mitgeschleppt worden. Jetzt
erfolgt die Entriegelung des Synchronlaufes. Da mit dem Antriebssystem der Verfahreinheit
9 keine genaue Position erreicht werden kann, wird das bereits beschriebene Längenmeßsystem
47 in rückwärtig beaufschlagter Stellung eingesetzt, um die Montagevorrichtung 11
auf die genaue Position zu steuern.,. die zur Übergabe der Kassette erforderlich
ist. Die Verfahreinheit 9 und mit ihr verbunden die Montagevorrichtung 11 steht
damit wieder aufnahmebereit für einen neuen vorgang.
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Der Vollständigkeit halber soll abschließend noch ausgeführt werden,
daß während des Verklebeprozesses die zurückgeführte Leerkassette durch den Hubkorb
an den Kassettenspeicher abgegeben und eine neue den Typ der nächsten Fahrzeugkarosserie
entsprechende
aufgenommen wird.
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