DE2428841B2 - Anlage zum selbsttätigen Verschweißen einer aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Baueinheit, beispielsweise des Auf baus von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum selbsttätigen Verschweißen einer aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Baueinheit, beispielsweise des Aufbaus von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen. Diese Anlage soll versehen sein mit einer Einrichtung für die Förderung der Baueinheit in eine senkrechte Schweißpresse, die einen senkrecht bewegbar geführten Trägertisch für die Baueinheit sowie seitliche Klauen für das Verspannen der Einzelteile der Baueinheit innerhalb der Schweißpresse aufweist, ferner mit einem Antriebsmechanismus für den Tisch und für die seitlichen Klauen sowie mit Vorrichtungen am Tisch und an den seitlichen Klauen für die Halterung von beweglichen Schraubkluppen und dergleichen.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Festlegen und zum Halten von Bauteilen, insbesondere von Karosserieteilen (DE-Gbm 68 04 754) ist es erforderlich, vor der Schweißstation, d. h. der Schweißpresse die einzelnen Teile der Baueinheit durch Handklemmen genau miteinander zu verbinden, so daß dann durch die betreffenden Klemmteile innerhalb der Schweißpresse auch noch ein Verspannen des Werkstückes erfolgt, um die gewünschten Schweißnähte richtig anbringen zu können. Dabei ist es grundsätzlich vorgesehen, ebenso wie bei einer weiteren bekannten Schweißpresse (US-PS 34 95 064), bei der es sich allerdings um die Herstellung großer Rohre handelt, zwei übereinander angeordnete, aufeinanderzu beweglich geführte tischartige Elemente vorzusehen, die jedoch zum Verspannen der miteinander zu Verschweißenden Teile oder Verbindungsnähte dienen sollen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine selbsttätige Einstellung der miteinander zu verschweißenden Einzelteile einer Baueinheit innerhalb der betreffender. Schweißpresse zu erreichen, ohne daß es nötig ist, die mittels einer Zufördereinrichtung dieser Schweißpresse zugeleiteten Einzelteile bereits vor Einbringen in die Presse von Hand genau zueinander auszurichten und so miteinander zu verbinden, daß innerhalb der Presse dann außerdem noch ein Verspannen der fertig zusammengesetzten Einzelteile zu der zu verschweißenden Baueinheit erfolgt, ohne daß es erforderlich wäre, Spannvorrichtungen oder sonstige feste Anschläge für ein genaues Einstellen der Einzelteile vor der eigentlichen Schweißstation vorzusehen, was sich bisher stets beim Zusammensetzen von Fahrzeugaufbauten als überaus kostspielig und zeitaufwendig erwiesen hat.

Diese Aufgabe wird bei einer Anlage der vorliegenden Art erfindungsgemäß nach dem Hauptanspruch dadurch gelöst, daß die senkrechte Schweißpresse zur selbsttätigen gegenseitigen Einstellung bzw. Justierung der mittels der Fördereinrichtung zunächst nur in einer vorläufigen Zusammenstellung der Schweißpresse zugeführten Einzelteile der Baueinheit nunmehr in ihre für den Schweißvorgang vorgesehene endgültige Lage zwei übereinandergeordnete und in senkrechter Richtung relativ zueinander bewegliche und durch einen gemeinsamen Mechanismus angetriebene Tische sowie wenigstens zwei an festen Teilen der Schweißpresse schwenkbar gehaltene Klauen aufweist, die in seitlicher Richtung relativ zueinander in Bewegung versetzt werden können.

Derart ist es lediglich erforderlich, die Einzelteile der Baueinheit vor der Schweißpresse in einer ungefähren Lage zueinander miteinander so zu verbinden, daß dann innerhalb der Schweißpresse eine genaue Einstellung bzw. Justierung dieser Einzelteile und der anschließende Schweißvorgang durchgeführt werden kann.

Weitere vorteilhafte Merkmale dieser Anlage betreffen dann gemäß den Unteransprüchen vorteilhafte Einzelheiten, vor allen Dingen den Antriebsmechanismus für die bewegten Teile zum selbsttätigen gegenseitigen Einstellen bzw. Ji.stieren der Einzelteile innerhalb

der Schweißpresse.

Nachstehend wird eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 die teilweise geschnittene Seitenansicht einer Presse der vorliegenden Art,

Fig.2 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Presse gemäß F i g. 1 und

F i g. 3 und 4 jeweils schaubildliche Teilansichten von bei der vorliegenden Anlage verwendeten Antriebsmechanismen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl von Fahrzeugaufbauten (Karosserien) 12 von Kraftfahrzeugen vermittels eines Förderbandes durch die Anlage durchgeführt. Jeder Aufbau 12 besteht gemäß Fig.2 aus mehreren Teilen, und zwar den Hauptteilen des Bodens 14, von zwei Seiten 16, 18 und einem Dach 20. Die Einzelteile des Aufbaus 12 werden zunächst lose in annähernd genauer Lage zueinander mittels geeigneter Klemmen oder sonstiger Halteteile so zusammengehalten, daß besondere Montagegestelle oder Schraubklemmen entfallen können. Dieser vorläufiger Zusammenhalt der Einzelteile zueinander ermöglicht es, in der nachstehend beschriebenen Weise dann später die genaue für den Verschweißvorgang erforderliche Lage einzustellen. Die auf diese Weise vorbereiteten Aufbauten 12 werden nacheinander in den Arbeitsbereich einer speziellen Schweißpresse 30 verbracht, die wenigstens vier Stützsäulen 301,302,303, ju 304 aufweist, welche an ihrem oberen Ende durch einen Rahmen 305 miteinander verbunden sind und die auf einem gemeinsamen Grundrahmen 306 stehen. Vorteilhaft insbesondere hinsichtlich der Raumersparnis wird die Anlage und insbesondere die Schweißpresse wenigstens teilweise in einer Grube 22 untergebracht. Die Schweißpresse 30 umfaßt zwei in senkrechter Richtung bewegliche Tische 308 und 309, die jeweils an einander gegenüberliegenden Seiten des Förderbandes angeordnet und mittels Rollen in Führungen oder Rinnen 311, 312 geführt werden, welche an den Säulen 301, 302, 303, 304 befestigt sind. Der obere feste Rahmen 305 trägt einen Antriebsmechanismus 307 für die Bewegung des unteren und des oberen Tisches 308 bzw. 309 in senkrechter Richtung. Innerhalb jeder der Säulen befindet sich ein pneumatischer Zylinder 313, der dazu dient, wenigstens zum Teil das Gewicht des oberen bewegbaren Tisches 309 aufzunehmen, um derart die Belastung des Antriebsmechanismus 307 zu verringern. Aus dem gleichen Grunde sind weitere pneumatische so Zylinder 317,318 unterhalb des Tisches 308 angeordnet, mit denen wenigstens zum Teil das Gewicht dieses bewegbaren Tisches 308 ausgeglichen werden soll.

Der Antriebsmechanismus 307 enthält einen hydraulischen Zylinder 319 (F ig. 1), der zwei nach entgegengesetzten Richtungen vorstehende Kolbenstangen 321 aufnimmt, welche fest mit zwei Zahnstangen 322 in Verbindung stehen (F i g. 3). Diese Zahnstangen 322 werden gleitbar in Sitzen gehalten und geführt, die in einer starren Versteifungsstrebe 324 ausgebildet sind, μ Die Zahnstangen 322 stehen im Eingriff mit Zahnrädern 325, die an querliegenden umlaufenden Wellen 327 angebracht sind (Fig.2), welche von zwei Paaren von Trägern 329, 330 gehalten werden. Diese Wellen steuern jeweils zwei als Schwinge ausgebildete Glieder- t>5 züge, bestehend aus zwei Hebearme 333, 335, die mit ihren Enden drehbar jeweils mit Zugstangen 334, 336 verbunden sind (Fig.3). Die Zugstangen 336 sind mit dem oberen Tisch 309 verbunden. Wenn die Zahnräder 325 in einem ersten Drehsinn umlaufen, werden die mit dem unteren Tisch 308 verbundenen Zugstangen 334 nach aufwärts bewegt, während die mit dem oberen Tisch 309 verbundenen Zugstangen 336 nach abwärts gedruckt werden. Auf diese Weise bewegen sich diese beiden Tische 308 und 309 in Richtung aufeinander zu.

Die Schweißpresse 30 enthält außerdem zwei seitliche Klauen 341,342 (F i g. 2 und 4), die schwenkbar jeweils an Drehzapfen 343, 344 angelenkt sind, welche von zugeordneten Böcken 345,346 gehalten werden, die an fesien Teilen dieser Schweißpresse 30 befestigt sind. Diese Klauen 341, 342 werden dadurch um ihre Drehzapfen 343, 344 gedreht, um sich aufeinander zu zum Eingriff mit den Seiten des Fahrzeugaufbaus 12 innerhalb der Schweißpresse 30 zu bewegen, wenn der obere bewegbare Tisch 309 nach abwärts geführt wird, indem ein Fußansatz 361, der von einem Arm 362 der Klaue 341 vorsteht, mit einer schrägen Rinne 363 einer Nockenplatte 364 in Eingriff steht, die am oberen Tisch 309 angebracht ist (Fig.4). Wenn der Tisch 309 nach unten bewegt wird, erfolgt mittels des genannten Nockensystems eine Bewegung der Klaue 341 in ihre geschlossene Stellung. Ein entsprechendes Nockensystem dient zur Betätigung der Klaue 342. Andererseits wäre es ohne weiteres auch möglich, diese Kiauen durch hydraulische Zylinder in Bewegung zu versetzen, wie es in Fig. 2 mit unterbrochenen Linien und dem Bezugszeichen 347 angedeutet ist, wobei diese Zylinder durch nicht dargestellte Mikroschalter gesteuert werden, die ihrerseits durch den oberen bewegbaren Tisch 309 betätigt werden, wenn derselbe eine bestimmte Höhenlage durchläuft.

Der untere bewegbare Tisch 308 trägt Haltevorrichtungen 349 (Fig. 1), wie sie in an sich bekannter Art, beispielsweise für ein automatisches Schweißen, Verwendung finden. Diese Vorrichtungen sind im einzelnen nicht dargestellt. An denselben befinden sich schwenkbar angeordnet eine Vielzahl von nicht dargestellten Armen mit kleinen Schraubkluppen und Schweißklemmen. In gleicher Weise trägt der obere bewegbare Tisch 309 Haltevorrichtungen 350 der gleichen Art wie die Vorrichtungen 349, die ebenfalls mit einer Vielzahl von nicht dargestellten Armen versehen sind, an denen kleine Schraubkluppen und Schweißklemmen angepaßt sind, deren Form und Lage so gewählt ist, daß sie durch Durchbrüche des Aufbaues 12 durchgeführt werden können, beispielsweise durch den Motorraum, den Wageninnenraum, Fensteröffnungen usw., um innerhalb des Aufbaues 12 Schweißarbeiten durchführen zu können.

Arbeitsweise der Anlage ist folgende:

Wenn ein Fahrzeugaufbau 12 vom Förderband der Arbeitsstelle in der Schweißpresse 30 zugeführt worden ist und sich zwischen dem oberen und unteren bewegbaren Tisch 309 bzw. 308 befindet, wird der hydraulische Zylinder 319 so betätigt, daß dessen Kolbenstangen 321 vorgetrieben werden. Dadurch erfolgt eine Drehung der Zahnräder 325 mittels der Zahnstangen 322, die sich geradlinig in entgegengesetzter Richtung bewegen. Dadurch erfolgt eine Drehung der Zahnräder 325 in zueinander entgegengesetztem Drehsinn, und eine entsprechende senkrechte geradlinige Belegung der bewegbaren Tische 308,309 über den Gliederzug des Antriebsmechanismus 307, wobei die Zugstangen 334, 336 und die Hebelarme 333, 335 derselben derart bemessen sind, daß sich die bewegbaren Tische 308, 309 nicht nur im Geeensinn. sondern

auch wahlweise von Fall zu Fall um gleiche oder unterschiedliche Beträge bewegen. Infolge der Tatsache, daß die genannten Tische sich gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen bewegen und auch die beiden Zahnräder 325 im Gegensinn umlaufen, entsteht für das gesamte System kein resultierendes Moment und heben sich die kinetischen Energien der verschiedenen Teile im wesentlichen gegeneinander auf.

Der untere bewegbare Tisch 308 hebt sich gleichzeitig mit dem Absenken des oberen bewegbaren Tisches 309 an und hebt dabei den Fahrzeugaufbau 12 vom Förderband 10 bis zu einer solchen Höhe ab, bei welcher der Schweißvorgang durchgeführt werden soll. Im übrigen ist es möglich, die Schweißeinrichtung 350, die auf der Fläche des Motorbettes und des Fahrzeuginnenraumes arbeiten soll, die beide von unten her nicht zugänglich wären, und oberhalb des Aufbaues in denselben hineinverbracht werden kann, und daß entsprechend die Schweißeinrichtung 349, welche nicht von oben her eingesetzt werden könnte, von unten her zum Arbeiten gebracht werden kann.

Durch das Schließen der beiden seitlichen Klauen 341, 342 wird erreicht, daß die zunächst nur lose zusammengehaltenen Einzelteile des Fahrzeugaufbaues 12 in ihre endgültige Lage verbracht werden. Die Klauen 341 und 342 tragen außerdem Teile 351 und 352 (F i g. 2) der Schweiß- und Klemmeinrichtung, wie sie entsprechend von den Tischen 308, 309 getragen werden. Da diese Teile auf dem vorliegenden Fachgebiet durchaus bekannt sind, erübrigt sich eine nähere Beschreibung und Darstellung. Die Schweiß- und Klemmvorrichtungen treten in den Fahrzeugaufbau 12 hinein gemeinsam mit den nicht dargestellten Schweißarmen durch die seitlichen Durchbrüche beispielsweise bei den Fenstern. Zu diesem Zeitpunkt wirken nach der Einführung sämtliche Schweißeinrichtungen, wie Einstelf- und Feststellteile, so zusammen, daß die Einzelterle des Aufbaues 12 noch einmal in ihre jeweiligen Endlagen eingestellt werden, in denen das Verschweißen dieser Teile stattfinden soll. Dafür können Einstellführungen, Mikroschalter und sonst bekannte Verfahren und Mittel zur Anwendung gebracht werden. Beispielsweise können die Ausrüstung am oberen Tisch und am unteren Tisch sowie diejenigen der seitlichen Arme jeweils zwei Klemmen an bewegbaren Armen halten. Jede dieser Klemmen hält einen besonderen Teil des Fahrzeugaufbaues 12. Entsprechend einem vorbestimmten Programm werden die die Klemmen tragenden Arme in vorbestimmte Stellungen verbracht und dann in diesen Stellungen so gehalten, daß die Einzelteile des Fahrzeugaufbaues sich in ihrer gegenseitigen Endlage zwecks Verschweißens befinden. Danach werden die von den Teilen 349, 350, 351, 352 gehaltenen Schweißklemmen in Tätigkeit gesetzt, um die einander

ίο zugeordneten Teile des Fahrzeugaufbaues 12 vermittels einer sogen. Heftschweißung miteinander zu verbinden. Anschließend erfolgt eine Bewegung der betreffenden Teile der Anlage in den Gegensinn, in dem die die Schraubkluppen und Schweißklemmen haltenden Arme durch die Durchbrüche wieder zurückverbracht werden, durch welche sie vorher eingeführt worden sind, während der obere und der untere Tisch angehoben bzw. abgesenkt werden, so daß der nunmehr teilgeschweißte Fahrzeugaufbau 12 wieder auf das Förderband abgesetzt wird, um dem nächsten Arbeitsgang zugeführt werden zu können.

Weitere Schweißgänge können mittels einer weiteren senkrechten Schweißpresse 40 durchgeführt werden, die im wesentlichen der Schweißpresse 30 entspricht, nur daß die Einrichtung zum Einstellen und Festlegen der Einzelteile des Fahrzeugaufbaues entfällt, da dieselben nicht mehr benötigt werden, weil diese Einzelteile nunmehr durch die Heftschweißung miteinander verbunden sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht hauptsächlich darin, daß es nicht mehr erforderlich ist, Spannvorrichtungen oder sonstige feste Anschläge für ein genaues Einstellen der Einzelteile vorzusehen, was bisher stets beim Zusammensetzen von Fahrzeugaufbauten überaus kostspielig und zeitaufwendig gewesen ist. Zusätzlich ist es möglich, durch Verwendung einer Schweißpresse der vorliegenden Art mit zwei bewegbaren Tischen und einer Anordnung der Schweißarme derart, daß dieselben mit ihren Schweißteilen durch bereits vorliegende Durchbrüche im oberen Teil des Fahrzeugaufbaus in das Innere desselben hinein eingebracht werden können, die bisherigen außerordentlich verwickelten Bewegungen derartiger Arme auszuschalten, wodurch sich eine ganz erhebliche Vereinfachung des gesamten Arbeitsvorganges ergibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anlage zum selbsttätigen Verschweißen einer aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Baueinheit, beispielsweise des Aufbaus von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einer Einrichtung für die Förderung der Baueinheit in eine senkrechte Schweißpresse, die einen senkrecht bewegbar geführten Trägertisch für die Baueinheit sowie seitliche Klauen für das Verspannen der Einzelteile der Baueinheit innerhalb der Schweißpresse aufweist, ferner mit einem Antriebsmechanismus für den Tisch und für die seitlichen Klauen sowie mit Vorrichtungen am Tisch und an den seitlichen Klauen für die Halterung von beweglichen Schraubkluppen und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Rchweißpresse (30) zur selbsttätigen gegenseitigen Einstellung bzw. Justierung der mittels der Fördereinrichtung zunächst nur in einer vorläufigen Zusammenstellung der Schweißpresse (30) zugeführten Einzelteile (14 bis 20) der Baueinheit (12) nunmehr in ihre für den Schweißvorgang vorgesehene endgültige Lage zwei übereinandergeordnete und in senkrechter Richtung relativ zueinander bewegliche und durch einen gemeinsamen Mechanismus (307) angetriebene Tische (308, 309) sowie wenigstens zwei an festen Teilen der Schweißpresse (30) schwenkbar (343,344) gehaltene Klauen (341,342) aufweist, die in seitlicher Richtung relativ zueinander in Bewegung versetzt werden können.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus (307) für den Antrieb der beiden Tische (308, 309) ein am oberen Rahmenteil (305) der Schweißpresse (30) angeordnetes hydraulisches Antriebsaggregat (319) enthält, das zwei Zahnstangen (322) in geradlinige Relativbewegung versetzen kann, und daß diese Zahnstangen (322) jeweils mit. Zahnrädern (325) Eur Betätigung von Schwenkhebeln (333, 335) in Eingriff stehen, denen Zugstangen (334, 336) zugeordnet sind, welche jeweils mit dem einen bzw. mit dem anderen der beiden Tische (308,309) in Verbindung stehen.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Antriebsaggregat (319) aus einem hydraulischen Zylinder mit zwei Kolbenstangen (321) für den gegensinnigen Antrieb der beiden Zahnstangen (322) besteht.

4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Bewegung der beiden seitlichen Klauen (341, 342) relativ zueinander vermittels der beiden Tische (308, 309) über ein Nockensystem (361 bis 364) erfolgt (F i g. 4).

5. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Bewegung der beiden seitlichen Klauen (341, 342) relativ zueinander vermittels einer schaltergesteuerten Hydraulik (347) erfolgt.

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