Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befüllung von Fahrzeugen an Montagelinien der Automobilindustrie, an denen Fahrzeuge mit mehreren unterschiedlichen Betriebsmedien befüllt werden, die jeweils ausgehend von Befüllanlagen über Verbindungsleitungen und spezielle Adapter in die Kreisläufe und Behälter der Fahrzeuge eingespeist werden.

In der Automobilindustrie ist im Herstellungsprozess an den Montagelinien eine Befüllung von Gehäusen, Kreisläufen, Ausgleichbehältern und ähnlichen Baugruppen der Fahrzeuge mit verschiedenartigen Betriebsstoffen notwendig. Die Medien (Kraftstoff, Bremsflüssigkeit, Servoöl, Kühlflüssigkeit, Kältemittel, Scheibenreiniger, Stoffe zur Abgasreinigung usw.) werden in überwiegend automatisierten Prozessen ausgehend von Befüllanlagen über Verbindungsleitungen und spezielle Adapter in die Kreisläufe und Behälter der Fahrzeuge eingespeist. Die Adapter sind mit Baugruppen zur Prozesssteuerung ausgestattet, um in den verschiedenen Prozessschritten Medienleitungen zu öffnen oder zu schließen.

Die Befüllung wird üblicherweise durch Werker durchgeführt. Dabei bringen die Werker die Medienadapter zum Fahrzeug und adaptieren diese an entsprechende Fahrzeugbehälter. Das Grundprinzip derartiger Montagelinien ist z.B. aus US 2003 0164 200 A1 bekannt.

Aufgrund der bauartbedingten Anordnung der Baugruppen sind die zu adaptierenden Anschlüsse oftmals räumlich relativ weit voneinander entfernt, so dass die Handhabung einer Vielzahl von separaten Adaptern für den Werker manuell und zeitlich aufwendig ist. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren sind gegenwärtig die jeweiligen Behälter als Schnittstelle der zu befüllenden Fahrzeugsysteme dezentral im Motorraum angeordnet. Damit sind für jedes Medium separate Adapter notwendig, die einzeln und nacheinander vom Werker für die Befüllung auf die Behälter aufgesetzt und nach Abschluss der Befüllung wieder einzeln abgenommen werden müssen. Dennoch hat sich diese Variante zur Befüllung für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren grundsätzlich bewährt.

Allerdings sind bei alternativen Fahrzeugkonzepten andere Kriterien für die Befüllung mit Betriebsstoffen primär, so dass zunehmend Forderungen nach diesbezüglich neuen Entwicklungskonzepten festzustellen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine technische Lösung zu schaffen, die gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Varianten eine Befüllung der Betriebsstoffe mit einem verminderten Zeit- und Handhabungsaufwand ermöglicht. Dabei soll der Lösungsansatz genutzt werden, dass zukünftige Fahrzeugkonzepte mehr Raum für technologische Schnittstellen und somit auch für die Fahrzeugsystem-Befüllung ergeben.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Anschlüsse von sämtlichen mit einem Betriebsmedium zu befüllenden Behältern und Kreisläufen eines Fahrzeuges in einer gemeinsamen Baugruppe baulich integriert sind, die als eine Befüllbox ausgestaltet und im Fahrzeug installiert ist und die mit einem Befüllwerkzeug in Wirkverbindung bringbar ist, an dem die Anschlüsse von sämtlichen Befüllanlagen der unterschiedlichen Betriebsmedien baulich integriert sind, wobei die jeweils demselben Betriebsmedium zugeordneten Anschlüsse der Befüllbox des Fahrzeuges und des Befüllwerkzeuges mit zueinander kongruenten Konturen ausgestaltet sind und wobei die in Einbaulage obere Seitenfläche der Befüllbox des Fahrzeuges Öffnungen aufweist, die jeweils als Schnittstellen für die Adaption des Befüllwerkzeuges ausgestaltet sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren Merkmale in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht demzufolge darin, eine funktionell als Befüllbox wirkende Baugruppe zum Einsatz zu bringen, die im Fahrzeug an einer gut zugänglichen Position dauerhaft angeordnet wird. An dieser Befüllbox werden von sämtlichen zu befüllenden Fahrzeugsystemen die medienführenden Leitungen angeschlossen. Während der Befüllung wird die Befüllbox mit einem Befüllwerkzeug in Wirkverbindung gebracht.

Diese technische Lösung ist vorzugsweise für alternative Fahrzeugkonzepte geeignet, beispielsweise für PKW mit einem elektromotorischen Antrieb. Ebenso ist eine Anwendung für konventionelle Fahrzeugkonzepte möglich, sofern der verfügbare Bauraum die Anordnung einer diesbezüglichen Befüllbox ermöglicht. Außerdem ist eine Nutzung nicht nur für PKW möglich, sondern grundsätzlich in der gesamten Fahrzeugbranche.

Sofern die Befüllung wie bisher üblich von einem Werker durchgeführt wird, ergibt sich für diesen durch die Nutzung der Befüllbox mit dem zugeordneten Befüllwerkzeug ein wesentlich reduzierter Zeit- und Handhabungsaufwand. Durch die Ausgestaltung der Befüllbox kann auch eine vollautomatisierte Befüllung realisiert werden.

Hierfür wird das Befüllwerkzeug an einer manuell oder halbautomatisch oder vollautomatisch betätigbaren Handlingseinrichtung befestigt, z.B. an einer als Roboter ausgeführten Automatisierungseinrichtung. Mit dieser Einrichtung wird das Befüllwerkzeug zur Befüllbox bewegt und adaptiert sich dicht auf der Oberseite der Befüllbox. Nun können alle Systeme gleichzeitig vollautomatisch mit den erforderlichen Betriebsmedien befüllt werden. Nach der Befüllung deadaptiert die Automatisierungseinrichtung das Befüllwerkzeug von der Befüllbox. Das Befüllwerkzeug wird dann in die Grundstellung gebracht oder an das nächste zu befüllende Fahrzeug adaptiert.

Das Befüllwerkzeug ist vorzugsweise so ausgeführt, dass ein Werkzeugträger, der an einer manuell oder halbautomatisch oder vollautomatisch betätigbaren Handlingseinrichtung (z.B. ein Roboter oder eine Roboterhand) angeordnet ist, das Befüllwerkzeug aufnehmen kann. Der Werkzeugträger ist mit allen Medienleitungen verbunden, welche die Betriebsmedien, die in das Fahrzeug zu befüllen sind, enthalten. Das Befüllwerkzeug selbst befindet sich in einer Befüllwerkzeugablage. Die Ablage kann vorzugsweise mehrere unterschiedliche Befüllwerkzeuge für unterschiedliche Fahrzeugtypen und/oder Fahrzeugbefüllboxen aufnehmen. Diese unterschiedlichen Befüllwerkzeuge weisen jeweils auf ihrer Unterseite die jeweilige Fahrzeugschnittstelle und auf ihrer Oberseite eine Standardschnittstelle zum Werkzeugträger auf.

Sofern an einer Montagelinie eine sog. Fahrzeugmixfertigung erfolgt, entnimmt zunächst der Roboter automatisch das durch die Steuerungstechnik vorgegebene Befüllwerkzeug und adaptiert und verriegelt dieses Befüllwerkzeug mit dem Werkzeugträger. Nach der Befüllung der Fahrzeugsysteme bewegt sich der Roboter mit dem Befüllwerkzeug in die Grundstellung zurück oder adaptiert sich an die Befüllbox des nächsten zu befüllenden Fahrzeuges. Sollte dieses nächste zu befüllende Fahrzeug jedoch ein anderer Fahrzeugtyp sein und/oder eine andere Befüllbox als das zuvor befüllte Fahrzeug aufweisen, wird automatisch das am Roboter befestigte Befüllwerkzeug in der Befüllwerkzeugablage abgelegt und das für den nun zu befüllenden Fahrzeugtyp erforderliche Befüllwerkzeug wird von dem am Roboter befindlichen Werkzeugträger aufgenommen, verriegelt und abgedichtet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Befüllbox

Fig. 2 die Position einer installierten Befüllbox in einem Fahrzeug

Fig. 3 eine Handlingseinrichtung (Roboter) mit Befüllwerkzeug

Fig. 4 eine Detailansicht des gemäß Fig. 3 vom Roboter geführten Befüllwerkzeuges

i

Die in Fig. 1 dargestellte Befüllbox 1 ist zur Befüllung von Fahrzeugen 2 an Montagelinien der Automobilindustrie konzipiert, an denen Fahrzeuge 2 mit mehreren unterschiedlichen Betriebsmedien befüllt werden. Diese Betriebsmedien (z.B. Bremsflüssigkeit, Kühlmittel, Kältemittel, Scheibenreiniger usw.) werden aus hier nicht näher dargestellten Befüllanlagen über jeweils separate Verbindungsleitungen 3 und spezielle Adapter in die zu befüllenden Kreisläufe und Behälter der Fahrzeuge 2 eingespeist. Hierbei sind die Anschlüsse von sämtlichen mit einem Betriebsmedium zu befüllenden Behältern und Kreisläufen des Fahrzeuges 2 in einer im Fahrzeug 2 installierten Befüllbox 1 baulich integriert. Diese Befüllbox 1 weist vorzugsweise einen aufklappbaren Deckel 4 mit Dichtungselementen 5 auf, so dass eine funktionssichere Abdichtung bei Nicht-Befüllung gewährleistet ist.

Fig. 2 zeigt beispielhaft eine mögliche Anordnung einer Befüllbox 1 in einem Fahrzeug 2, das mit einem alternativen Fahrzeugkonzept ausgestattet ist. Die konkrete Anordnung der Befüllbox 1 bestimmt sich primär nach dem verfügbaren freien Bauraum. Demzufolge sind nicht nur Anordnungen im Motorraum möglich, sondern auch an anderen Bereichen des Fahrzeuges. Die Anordnung wird jedoch grundsätzlich so gewählt, dass eine gute Zugänglichkeit für einen Werker oder - in der bevorzugten Anwendung mit vollständig automatisierter Befüllung - für eine halbautomatisch oder vollautomatisch betätigbare Handlingseinrichtung / Roboter 6 erreicht wird.

Fig. 3 zeigt eine diesbezügliche Variante, bei der an einer halb- oder vollautomatisch betätig baren Handlingseinrichtung / Roboter 6 ein Befüllwerkzeug 7 befestigt ist. An diesem Befüllwerkzeug 7 sind die Anschlüsse von sämtlichen Befüllanlagen der unterschiedlichen Betriebsmedien baulich integriert.

Das in Fig. 4 näher gezeigte Befüllwerkzeug 7 wird beim Befüllvorgang mit der im Fahrzeug 2 installierten Befüllbox 1 in Wirkverbindung gebracht. Hierfür weist die in Einbaulage obere Seitenfläche der Befüllbox 1 Öffnungen auf, die als Schnittstellen für die Adaption des Befüllwerkzeuges 7 ausgestaltet sind. Die jeweils einem Betriebsmedium zugeordneten Anschlüsse der Befüllbox 1 und des Befüllwerkzeuges 7 weisen einander kongruente Konturen auf, so dass eine funktionssichere Abdichtung beim Befüllen gewährleistet ist. Das an der halb- oder vollautomatisch betätigbaren Handlingseinrichtung / Roboter 6 angeordnete Befüllwerkzeug 7 kann somit automatisch zur Befüllbox 1 bewegt und an dieser adaptiert werden.

Die grundsätzlich auch manuell, bevorzugt jedoch halbautomatisch oder vollautomatisch betätigbare Handlingseinrichtung / Roboter 6 weist vorzugsweise einen Werkzeugträger 8 auf, der das Befüllwerkzeug 7 aufnimmt und der mit allen Medienleitungen der in das Fahrzeug zu befüllenden Betriebsmedien verbunden ist. Der Werkzeugträger 8 ist vorzugsweise als halb- oder vollautomatisch betätigbare Handlingseinrichtung (z.B. Roboter oder Roboterhand) ausgestaltet, so dass auch hierbei ein automatisierter Betrieb möglich ist. Es ist vorgesehen, dass das Befüllwerkzeug 7 einer Befüllwerkzeugablage zuordenbar ist, die zur Aufnahme unterschiedlicher Befüllwerkzeuge 7 für unterschiedliche Fahrzeuge 2 bzw. Befüllboxen 1 ausgestaltet ist. Die Befüllwerkzeuge 7 weisen auf ihrer in Einbaulage oberen Seitenfläche jeweils eine Standardschnittstelle zum Werkzeugträger 8 und auf ihrer unteren Seitenfläche jeweils eine Fahrzeugschnittstelle auf.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer Montagelinie zur Herstellung von Automobilen (beispielsweise PKW mit elektromotorischem Antrieb) ergibt sich folgender funktioneller Ablauf:

Eine Vielzahl von Fahrzeugen 2 mit einer jeweils im Fahrzeug 2 installierten Befüllbox 1 wird hintereinander auf einem Montageband bewegt. Neben dem sich verlagernden Montageband sind eine vollautomatische Handlingseinrichtung und eine Befüllwerkzeugablage angeordnet, die sowohl ortsfest als auch abschnittsweise parallel zum Montageband mitfahrend angeordnet werden können.

Die als Roboter 6 ausgeführte Handlingseinrichtung mit dem Werkzeugträger 8 bewegt sich zur Befüllwerkzeugablage, auf der sich verschiedene Befüllwerkzeuge 7 befinden. Nunmehr greift der Werkzeugträger 8 ein ausgewähltes Befüllwerkzeug 7, das zur Befüllung des aktuell auf dem Montageband geführten Fahrzeuges 2 benötigt wird. Dann bewegt sich der Roboter 6 mit dem angekoppelten Werkzeugträger 8 und dem konkret ausgewählten Befüllwerkzeug 7 zur Montagelinie in Richtung des zu befüllenden Fahrzeuges 2. Danach adaptiert der Roboter 6 mit dem Werkzeugträger 8 das Befüllwerkzeug 7 an die im Fahrzeug 2 installierte Befüllbox 1. Nachfolgend wird eine Befüllung mit sämtlichen notwendigen Betriebsmedien durchgeführt.