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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Transportschlitten, insbesondere
für den Seitenspannrahmen einer Geometriestation zum Fügen
von Kraftfahrzeug-Rohkarosserieteilen, nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Transportschlitten
dieser Art, wie sie etwa bei der in der
DE 10 2007 024 589.2 beschriebenen Geometriestation
zum Verstellen der Seitenspannrahmen Verwendung finden, enthalten
vier schienengeführte, jeweils aus einer geometriebestimmenden und
einer Hilfsrolle bestehende Rollenkombinationen mit fest am Transportschlitten
angeordneten Drehachsen, von denen die geometriebestimmenden Rollen
die Ausrichtung des Transportschlittens und des auf diesem montierten
Spannrahmens in der Arbeitsposition übernehmen, während
die Hilfsrollen dazu dienen, die geometriebestimmenden Rollen beim Überfahren
von Schienenstößen von Belastungsspitzen an dieser
Stelle freizuhalten. Die Rollen müssen den Transportschlitten
zusammen mit dem typischerweise mehrere Tonnen schweren Spannrahmen
in der Arbeitsposition mit einer Genauigkeit im μm-Bereich,
nämlich größenordnungsmäßig
10 μm, ausrichten, und dies bei täglich zumeist
mehr als tausend Schlittenhüben, da es anderenfalls zu
unzulässigen, mit zunehmender Höhe des Spannrahmens
größeren Fehleinstellungen und dementsprechenden
Maßabweichungen beim Fügevorgang der Karosserieteile
kommt. Aus diesem Grund werden die Rollen und die zugehörigen
Wälzlager häufig auf die Einhaltung der geforderten
Genauigkeitsgrenzen überprüft und notfalls nachgestellt
oder ausgetauscht, was jedes Mal mit einem erheblichen Wartungsaufwand
und entsprechenden Stilistandzeiten der Geometriestation verbunden
ist, da der Transportschlitten zu diesem Zweck mit den Rollen von
den Führungsschienen abgehoben werden muss.
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Ferner
sind aus dem Stand der Technik Werkzeugschlitten bekannt, die rollengelagert
auf einem Maschinenbett verfahrbar sind, in der Arbeitsposition
des Schlittens jedoch unmittelbar auf dieses in der Weise aufgesetzt
werden, dass die Rollen entweder höhenverstellbar am Schlitten
gelagert und hydraulisch ein- und ausfahrbar sind (
DE-PS 1 221 856 ) oder dass die Führungsbahn
in demjenigen Teilstück, auf dem sich die Rollen in der
Arbeitsposition des Schlittens befinden, mittels eines hydraulischen
Stelltriebs zwischen einer angehobenen, mit der Führungsbahn
bündigen und einer abgesenkten, die Rollen freigebenden
Hublage umsteuerbar ist (
DE
43 34 373 A1 ). In beiden Fällen muss der Schlitten
jeweils vor und nach jedem Arbeitsvorgang durch eine Hubbetätigung
der Rollen oder Führungsbahnstücke abgesenkt bzw.
angehoben werden, was sich zum einen negativ auf die Taktzeiten
des Fertigungsprozesses auswirkt und zum anderen einen erhöhten
Bau, -Energie- und Steuerungsaufwand erfordert.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen schienengeführten Tragschlitten
der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Rollkörper
sich mit minimalem Bau-, Energie- und Zeitaufwand in eine bezüglich der
Führungsschienen freigängige Lage überführen lassen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch
1 gekennzeichneten Tragschlitten gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Tragschlitten kommen die
geometriebestimmenden Rollkörper in der Warteposition des
Schlittens selbsttätig von der zugehörigen Führungsschiene
frei, ohne dass der Schlitten zu diesem Zweck angehoben werden muss, derart,
dass die Hilfsrollkörper an dieser Stelle die volle Traglast übernehmen
und die Schienengeometrie so gestaltet ist, dass zwischen der Schienenlauffläche
und den geometriebestimmenden Rollkörpern in der Warteposition
des Schlittens ein Luftspalt freigehalten ist. Erfindungsgemäß sind
somit die Rollkörper unter Verzicht auf aufwändige,
fremdkraftbetätigte Hubmechanismen zu Kostroll- oder Wartungszwecken,
und insbesondere auch zum Nachstellen oder auch Auswechseln der
Rollkörper und/oder der zu geordneten Wälzlager,
frei zugänglich, sobald sich der Transportschlitten in
der Warteposition befindet.
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Da
die Rollkörper in der Warteposition des Schlittens vom
Schienenkontakt frei sind und erst wieder in Anlage an die Schienenlauffläche
geraten, wenn sich der Schlitten in Richtung seiner Arbeitsposition
bewegt, wird gemäß Anspruch 2 in besonders bevorzugter
Ausgestaltung der Erfindung ein durch das Rollen-Trägheitsmoment
bedingter Schlupf an dieser Stelle dadurch vermieden, dass die geometriebestimmenden
und die Hilfsrollkörper jeweils gleichlaufend drehschlüssig
miteinander verkoppelt sind, so dass die Rollkörper auch
im kontaktfreien Zustand eine zur Schlittenbewegung synchrone Drehgeschwindigkeit
beibehalten.
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Eine
weitere, baulich besonders bevorzugte Vereinfachung wird nach Anspruch
3 durch eine achsfeste Anordnung der Rollkörper am Transportschlitten
erzielt, wobei die Schienenlaufflächen in diesem Fall zweckmäßigerweise
mit einer von den Rollkörpern in der Warteposition des
Schlittens unter Freilassung eines Luftspalts beabstandeten Aussparung,
nämlich gemäß Anspruch 4 vorzugsweise
mit einer hohlkehlenartig eingeschliffenen Vertiefung, versehen
sind.
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In
einem konkreten Anwendungsfall der Erfindung wird der Transportschlitten
durch einen ortsfesten, von außen auf den Schlitten einwirkenden
Linearantrieb verfahren, jedoch ist es ohne Weiteres auch möglich,
wie nach Anspruch 5 bevorzugt, den Schlitten selbst mit einem aktiven
Rollenantrieb auszustatten.
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Aus
Gründen einer weiteren baulichen Vereinfachung sind die
geometriebestimmenden und die Hilfsrollkörper nach Anspruch
6 zweckmäßigerweise jeweils hintereinanderliegend
auf der gleichen Führungsschiene positioniert, wobei die
Hilfsrollkörper nach Anspruch 7 in besonders bevorzugter
Weise in Richtung der Warteposition versetzt zu den geometriebestimmenden
Rollkörpern am Schlitten angeordnet sind, so dass sich
die Hilfsrollkörper in einer dem Rollenabstand entsprechenden
Entfernung zur Warteposition gleichfalls im Bereich der Schienenaussparung
befinden und dann zu Wartungszwecken frei zugänglich sind,
während die zugeordneten geometriebestimmenden Rollkörper
an dieser Stelle die volle Traglastabstützung übernehmen.
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Für
eine stabile, lastgerechte Schlittenführung empfiehlt es
sich schließlich, den Tragschlitten nach Anspruch 8 mit
vier identischen, jeweils aus einem in der Warteposition freiliegenden
und einem dann voll belasteten Rollkörper bestehenden Rollenkombinationen
zu versehen.
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Die
Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
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1a,
b eine Geometriestation mit auf Transportschlitten montierten Seitenspannrahmen
in der Warteposition (a) bzw. in der Arbeitsstellung (b);
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2 eine
vergrößerte Teildarstellung eines der Transportschlitten
mit dem auf diesem montierten Spannrahmen in der Arbeitsstellung;
und
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3 eine
Detaildarstellung einer der Rollenkombinationen in der Warteposition
des Transportschlittens.
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In
den 1a, b ist eine Geometrieschweißstation
dargestellt, die im Zuge einer Fertigungsstraße angeordnet
ist und dazu dient, die durch ein Fördersystem zu- und
abgeführten, in den Fign. strichpunktiert gezeigten Karosserieteile,
nämlich insbesondere die Bodengruppe und die Karosserie-Seitenteile,
lagegenau zueinander zu fixieren und dann mit Hilfe von – der
Deutlichkeit halber nicht dargestellten – Schweißrobotern
miteinander zu verschweißen.
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Zum
Fixieren der Karosserieteile an der Geometriestation enthält
diese ein übliches Bodenspannsystem 1 für
die Karosserie-Bodengruppe und beidseitig der Geometriestation je
einen Seitenteil-Spannrahmen 2, welcher auf einem Transportschlitten 3 quer
zur Förderrichtung des Fördersystems zwischen
einer Warteposition (1a, 3) und einer
das Karosserie-Seitenteil lagegenau an der Bodengruppe positionierenden
Arbeitsposition (1b, 2) verfahrbar
gelagert ist. Die Spannrahmen 2 sind fachwerkartig ausgesteift
und werden in der Arbeitsposition an Querstreben 4 miteinander zu
einem schubsteifen Rahmenverbund verriegelt.
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Die
Transportschlitten 3 sind über jeweils vier schienengeführte
Rollenkombinationen 5, von denen jede aus einer geometriebestimmenden, achsfest
am Schlitten 3 angeordneten Rolle 5.1, einer ebenfalls
achsfest am Schlitten angeordneten Hilfsrolle 5.2 und einer
Spannrolle 5.3 besteht, zwischen der Arbeits- und der Warteposition
reibungsarm verstellbar, und zwar entweder mit Hilfe eines schlittenfesten
Rollenantriebs oder mittels eines externen, in Schlittenhubrichtung
wirksamen Linearantriebs, etwa in Form einer hydraulischen Kolben-Zylindereinheit.
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Durch
die Spannrollen 5.3 werden die geometriebestimmenden Rollen 5.1 auf
der zugeordneten Führungsschiene 6 spielfrei verspannt,
so dass sie den Tragschlitten 3 und den auf diesem montierten
Spannrahmen 2 in der Arbeitsstellung hochgradig lagegenau
positionieren, während die Hilfsrollen 5.2 zur
Entlastung der geometriebestimmenden Rollen 5.1 vorgesehen
sind.
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Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Führungsschienen 6 jeweils
zweiteilig mit einem ortsfesten und einem auf einer Förderpalette 7 befestigten
Schienenstück 6.1 bzw. 6.2 ausgebildet,
wobei die Förderpalette 7 auf einer senkrecht
zur Zeichenebene verlaufenden Förderbahn – wie
in 2 durch die Führungsrollen 8 angedeutet – verfahrbar
ist. Bei einem Wechsel des Karosserietyps verbleiben die Transportschlitten 3 zusammen
mit dem Spannrahmen 2 auf den Schienenstücken 6.2 der
Förderpaletten 7 und werden mit diesen auf der
Förderbahn abtransportiert, während eine weitere
Förderpalette 7, auf welcher sich ein Transportschlitten 3 mit
einem für den neuen Karosserietyp benötigten Spannrahmen 2 befindet,
auf der Förderbahn zugestellt und mit ihren Schienenstücken 6.2 fluchtend
zu den ortsfesten Schienenstücken 6.1 ausge richtet
wird, woraufhin der Transportschlitten 3 mit einem auf
diese Weise ausgewechselten Spannrahmen 2 in die Arbeitsstellung
verfahren und der neue Karoserietyp nach der gegenseitigen Verriegelung
der Spannrahmen 2 verschweißt werden kann.
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Wie
die 2 und 3 zeigen, sind in die Laufflächen
der Schienenstücke 6.2 hohlkehlenartige Vertiefungen 9 eingeschliffen,
die so positioniert und gestaltet sind, dass sich die geometriebestimmenden Rollen 5.1 in
der Warteposition des Schlittens 3 im Bereich der Schienenvertiefungen 9 befinden
und von diesen jeweils durch einen Luftspalt 10 (3) freigehalten
sind. In diesem Zustand sind die Hilfsrollen 5.2 allein
tragkraftbelastet, die geometriebestimmenden Rollen 5.1 hingegen
frei zugänglich, so dass sich die erforderlichen Kontroll-
und Wartungsarbeiten, etwa ein Nachstellen oder Auswechseln der
Rollenkäfige, problemlos durchführen lassen, um
so die engen Toleranzen im Bereich von größenordnungsmäßig
10 μm, die aus Gründen einer hohen Fügegenauigkeit
der Karosserieteile für die Schlittenausrichtung in der
Arbeitsposition vorgegeben sind, einhalten zu können.
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Nach
einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung sind die geometriebestimmenden
und die Hilfsrollen 5.1 und 5.2 – z.
B. über das in 3 dargestellte Zwischenrad 11 – gleichlaufend
drehschlüssig miteinander verkoppelt. Hierdurch wird sichergestellt,
dass die Rollen 5 bei einer Hubbewegung des Schlittens 3 ihre
Drehgeschwindigkeit auch beim Überfahren der Schienenvertiefungen 9 beibehalten
und daher schlupffrei den erneuten Kontakt zur Schienenlaufflache
aufnehmen.
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Befindet
sich der Transportschlitten 3 in einer dem Rollenabstand
zwischen geometriebestimmender und Hilfsrolle 5.1, 5.2 entsprechenden
Entfernung zur Warteposition, so liegen anstatt der geometriebestimmenden
die Hilfsrollen 5.2 im Bereich der Schienenvertiefungen 9 und
die Rollen 5.1 übernehmen an dieser Stelle dann
die gesamte Traglast. Somit können die Hilfsrollen 5.2 gleichermaßen
problemlos wie die geometriebestimmenden Rollen 5.1 zu
Kontroll- und Wartungszwecken zugänglich gemacht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007024589 [0002]
- - DE 1221856 [0003]
- - DE 4334373 A1 [0003]