Montageeinrichtung zuin Verbinden von schalenförmigen Längssegmenten eines Mantelkörpers durch Anbringen wenigstens einer Längs-Verbindungsnaht Die Erfindung betrifft eine Montageeinrichtung zum Verbinden von schalenförmigen Mantel-Längssegmenten eines ein Großbauteil bildenden, sich lang erstreckenden, einen Hohlraum mit offener Stirnseite bestimmenden, insbesondere umfangsseitig geschlos- senen Mantelkörpers durch Anbringen wenigstens einer Längs-Verbindungsnaht am " Körpermantel, um'assend wenigstens ein Werkzeugpaar, das ein in Längsrichtung des Mantelkörpers innerhalb des Hohlraums verfahrbar geführtes inneres Werkzeug sowie ein in Längsrichtung des Mantelkörpers außerhalb des Hohlraums verfahrbar geführtes äußeres Werkzeug aufweist, wobei die Werkzeuge im Paar in Richtung quer zur Kör- perlängsrichtung zum Herstellen der Verbindungsnaht zusammenwirken. Typischerwei- se handelt es sich bei den Mantelkörpem um Flugzeugrümpfe ; die aus einer Mehrzahl von teil-zylindrischen vorgefertigten Schalensegmenten montiert werden. Die Segmente werden in den Rumpf bestimmende Positionen gesetzt und mit Nietnähten längsweise aneinander gefügt. Zur Herstellung der Nietnähte kommt eine Gruppe von Werkzeugen zum Einsatz, die an verfahrbaren Werkzeugeinheiten angeordnet sind. Solche Einheiten umfassen zum Beispiel Bohr-, Senk-, Dichtungs-, Steck-, Preß-und Gegenhaltewerk- zeuge. Allgemein kann die Einrichtung mit beliebigen Werkzeugen zum Herstellen von Verbindungsnähten oder zum Bearbeiten von entsprechenden Verbindungsstellen aus- gestattet werden.

Eine zum Beispiel aus US 4 662 556 bekannte gattungsgemäße automatische Montage- einrichtung umfaßt Werkzeugeinheiten tragende Gestellwagen, die auf Schienen in Rumpf Längsrichtung verfahrbar angeordnet sind. Mit der stationären Gestellwagen- Einrichtung lassen sich Nietnähte im wesentlichen nur in einer Umfangs-Höhenposition setzen, so daß der zu fertigende Rumpfkörper verlagert werden muß, um ihn mit weite- ren Segmenten zu vervollständigen. Eine andere aus US 4 662 556 bekannte, Nietver- bindungen herstellende Montageeinrichtung weist ein entsprechend der Umfangskontur des Rumpfes geformtes Schienengerüst auf. An bogenförmigen Schienenabschnitten laufen Wagen, die einen ein Außenwerkzeug tragenden, über die Rumpflänge sich erstreckenden Balken führen und verfahren. Zum Bearbeiten einer Nietnaht in einer Umfangs-Höhenposition wird der Längsbalken am Rumpf befestigt, und Niet-Gegen- werkzeuge im Rumpfinneren werden über durch die Rumpfschale gesetzte Stifte mit dem Längsbalken verbunden. In das zu fertigende Bauteil werden unerwünscht Kräfte eingeleitet. Zwar können mit der Montageeinrichtung Längs-Nietnähte an unterschiedli- chen Umfangspositionen eines Halb-Rumpfes hergestellt werden, jedoch sind Rüsten und Umrüsten besonders zeit-und arbeitsaufwenig. Die gebogene Schienenführung ist in Abhängigkeit von Dimension und Form des herzustellenden Flugzeugrumpfes zu konstruieren, so daß die Einrichtung nur für einen einzigen Bautyp errichtet und genutzt werden kann. Die Gesamtkonstruktion ist aufwendig und erlaubt nur die Erfassung ei- nes halben Rumpfumfangs.

Der Erfindung liegen die Ziele zugrunde, eine automatische Montageeinrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, die relativ einfach bauen und zum Herstellen von längs- segmentierten Mantelkörpern unterschiedlicher Durchmesser bzw. Formen einsetzbar sein soll, wobei Längs-Verbindungsnähte in möglichst großem Umfangswinkelbereich am Körpermantel in gewünschter Umfangsposition bearbeitet und hergestellt werden sollen. Rüst-und Montageaufwand sollen verringert und entsprechend Zeit-und Kos- tenaufwand der Herstellung reduziert werden.

Die Ziele der Erfindung werden in Verbindung mit den Merkmalen der eingangs ge- nannten Montageeinrichtung dadurch erreicht, daß die Montageeinrichtung ein Träger- paar umfaßt, das durch einen im Hohlraum des Mantelkörpers sich in Längsrichtung erstreckenden, das innere Werkzeug verfahrbar führenden inneren Führungsträger sowie

durch einen außerhalb des Mantelkörpers sich in Längsrichtung erstreckenden, das äu- ßere Werkzeug verfahrbar führenden äußeren Führungsträger gebildet ist, wobei jeder Führungsträger um wenigstens eine nach Maßgabe äußerer Längskontur des Mantelkör- pers orientierte Längs-Drehachse rotatorisch sowie in wenigstens zwei separate, quer zur Längsrichtung verlaufende Raumrichtungen verschiebbar derart gelagert und fest- stellbar ist, daß zum Herstellen der Verbindungsnaht zusammenwirkende Werkzeuge im Paar wahlweise unterschiedliche Positionen am Längsumfang des Mantelkörpers ein- nehmen. Erfindungsgemäß sind die im Paar gegeneinander arbeitenden Werkzeuge durch Drehung um zugehörige Längsachse sowie durch voneinander unabhängige Ver- schiebungen in wenigstens zwei Richtungen quer zur Körper-Längsachse in gewünschte Umfangsposition am Mantel des herzustellenden Körper verfahrbar. Durch Drehverstel- lung der Werkzeug-Führungsträger lassen sich die Werkzeuge in der gewünschten Hö- hen-/Umfangsposition mit ihren Arbeitsachsen auf den Bereich zu verbindender Man- telsegmente ausrichten, wobei zumeist eine 90°-Ausrichtung vorgesehen wird. Insbe- sondere arbeiten Nietwerkzeuge in Arbeitsausrichtung mit 90°-Winkel zur Mantelflä- che an der Nahtstelle. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist für diese Anwendung be- sonders geeignet, da die Umfangs-/Höhenpositionen translatorisch und die Arbeitswin- kelpositionen rotatorisch ohne gegenseitige Beeinflussung einrichtbar sind. Man er- kennt, daß die Einrichtung universell zum Herstellen von Mantel-Hohlkörpern unter- schiedlichster Größen und Querschnittsformen einsetzbar ist, da sich das Werkzeugpaar oder die Werkzeugpaare praktisch in jede beliebige Höhen-und Umfangsposition be- wegen lassen. Insbesondere läßt sich ein und dieselbe Montageeinrichtung zum Herstel- len von Rümpfen unterschiedlicher Flugzeugtypen vorsehen. Für jeden Größen- und/oder Formtyp zu konstruierende Einrichtungen entfallen. Maschinenkosten, Rüst- und Montagekosten sowie Fertigungszeiten werden erheblich reduziert. Zudem läßt sich der Automatisierungsgrad zur Herstellung von Hohl-Mantelkörpern mit Segmentteilen erhöhen, da Verbindungsnähte mit freien Werkzeugen auf ein und dieselbe Weise her- gestellt werden. Herkömmliche manuelle Einrichtungs-und Montagearbeiten entfallen.

In bevorzugter erfindungsgemäßer Gestaltung ist jeder Werkzeug-Führungsträger rota- torisch um zugehörige Längs-Drehachse sowie translatorisch in zwei separate, senkrecht zueinander stehende transversale Richtungen verlagerbar. So lassen sich die Werkzeuge Richtung für Richtung in Y-und Z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems in

gewünschte Höhen-und Umfangsposition bringen und durch Drehverstellung zum Aus- richten ihrer Arbeitsachsen präzise zur Fläche der zu verbindenden Mantelsegmente einstellen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich besonders vorteilhaft zum Herstellen von Körpern einsetzen, deren Längssegmente teil-zylindrisch sind. Auch Mantel-Hohlkörper mit vom Zylinderquerschnitt abweichendem Querschnitt lassen sich ohne weiteres ferti- gen. Insbesondere können auch Körper mit sich änderndem Profilquerschnitt, insbeson- dere mit konischen Längsabschnitten hergestellt werden. Zu diesem Zweck werden die Werkzeug-Führungsträger so gelagert, daß sie um Längs-Drehachsen drehbar sind, die entsprechend unterschiedlichen äußeren Längskonturen des Mantelkörpers orientiert sind.

Eine besonders bevorzugte und vorteilhafte Gestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Montageeinrichtung einen sich in Längsrichtung erstreckenden Trägerrahmen um- faßt, der das Trägerpaar bildet und um eine vorzugsweise mit einer Symmetrie- Längsachse des Trägerrahmens zusammenfallende Lagerachse rotatorisch gelagert ist, die eine gemeinsame Längs-Drehachse für die beiden Werkzeug-Führungsträger bildet.

Ein besonderer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß der innere Werkzeug- Führungsträger und der äußere Werkzeug-Führungsträger mechanisch in einen einzigen Körper, nämlich den Trägerrahmen integriert sind. Zweckmäßig ist der Trägerrahmen geschlossen, um Kraftleitung und-verteilung zu optimieren. Man erhält dadurch ein in sich kraftschlüssiges Werkzeug-Arbeitssystem, in dem die im Paar gegeneinander arbei- tenden Werkzeuge mit optimalem Kräfteausgleich gegeneinander abgestützt sind. Ei- nerseits können Werkzeuge mit relativ hohen Kräften beaufschlagt werden. Dies ist von besonderem Vorteil beim Einsatz von Quetschwerkzeugen, die Duralniete od. dgl. Niete fügen, um Krafteinleitung in zu verbindende Bauteile zu vermeiden. Insoweit haben Duralniete auch den Vorteil, daß sie kostengünstig zur Verfügung stehen, keine Paßboh- rungen benötigt werden und die Toleranz des Toolcenterpoints relativ groß ist. Damit lassen sich bei der Herstellung hohe Nietraten erreichen. Andererseits lassen sich Bau- teile wie der Trägerrahmen, ihn haltende Lager, Gestellteile und/oder Werkzeugträger- köpfe geringer dimensionieren. Dadurch, daß die Werkzeug-Führungsträger in den Trä- gerrahmen integriert sind, ist auch die Gesamtkonstruktion relativ einfach. Ein den Trä-

gerrahmen lagerndes Gestell sowie die Lagerung sind raumsparend mit minimaler An- zahl von Bauteilen angeordnet.

Insbesondere lassen sich mit der erfindungsgemäßen Einrichtung Verbindungsnähte an umfangsseitig vollständig geschlossenen Mantelkörpem anbringen. Dies gelingt in er- findungsgemäßer Ausgestaltung auch mit geschlossenem Trägerrahmen. Ein solcher Trägerrahmen weist in erfindungsgemäßer Ausgestaltung an seinen stirnseitigen Enden die beiden Führungsträger verbindende Rahmenstege auf, die um wenigstens eine Längsachse des Trägerrahmens drehbar gelagert sind, und an wenigstens einem Rahme- nende ist der Rahmensteg lösbar mit den Rahmen-Führungsträgern verbunden, so daß er im gelösten Zustand in eine stirnseitigen Raum vor dem inneren Führungsträger freige- bende Position bewegbar ist. Zweckmäßig kann der Trägerrahmen dadurch geöffnet werden, daß der lösbare Rahmensteg vollständig von dem Rahmen abtrennbar und mit- tels eines säulenartigen Gestellteils in eine Position verfahrbar ist, die freien Raum be- läßt, um den stirnseitig offenen und umfangsseitig geschlossenen Mantelkörper in vor- gefertigter Form oder einen Teil desselben von einer Stirnseite her in die Vorrichtung zu bringen bzw. dieser dort zu entnehmen. Zweckmäßig wird der Trägerrahmen an seinem geschlossen bleibenden stirnseitigen Ende mit einer Gewichtsmasse versehen, die ein Ausgleichsgewicht erzeugt, um den Trägerrahmen im Zustand des vollständig von den Rahmenmhrungsträgen abgetrennten Rahmensteges in Position zu halten.

Um eine Längsnaht auch an im Profilquerschnitt sich ändernden Mantelkörpern anbrin- gen zu können, sieht die Erfindung zweckmäßig vor, daß der Trägerrahmen derart gela- gert ist, daß er wahlweise in wenigstens zwei Positionen versetzbar ist, in denen die Rahmenführungsträger jeweils entsprechend unterschiedlicher äußere Längskontur des Mantelkörpers ausgerichtet sind. Vorteilhaft wird eine den Trägerrahmen lagernde La- gereinrichtung vorgesehen, die an den Rahmenstegen in deren Erstreckungsrichtung gekrümmt ausgebildete, z. B. konvexe Lagerabschnitte sowie diese aufnehmende kor- respondierende, z. B. konkave Lagerabschnitte aufweist.

Um hinsichtlich Bauform und-größe eine besonders günstige Einrichtung mit die Werkzeug-Führungsträger integrierendem Trägerrahmen zu schaffen, werden in erfin- dungsgemäßer Ausgestaltung zwei säulenartige Gestellteile vorgesehen, zwischen de-

nen der Trägerrahmen angeordnet und an denen er um eine Längsachse drehbar gelagert ist. Die säulenartigen Gestellteile sind in wenigstens einer ersten Raumrichtung quer zur Längsrichtung des Mantelkörpers insbesondere auf Schienen gemeinsam verfahrbar angeordnet. Um den Rahmenträger besonders einfach höhenverstellbar zu lagern, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, daß die säulenartigen Gestellteile Lager tra- gen, die den Rahmenträger lagern und in Raumrichtung quer zur Längsrichtung des Mantelkörpers in der Säulenhöhe der Gestellteile verstellbar sind.

Eine weitere Gestaltung der Erfindung besteht darin, daß anstelle des die Werkzeug- Führungsträger integrierenden Rahmens eine Einrichtung mit einer inneren Portalein- richtung und einer äußeren Portaleinrichtung vorgesehen wird. Die innere Portaleinrich- tung lagert wenigstens einen inneren Führungsträger, und die äußere Portaleinrichtung lagert wenigstens einen äußeren Führungsträger, wobei der innere Führungsträger um eine Längs-Drehachse der inneren Portaleinrichtung und der äußere Führungsträger um eine zweckmäßig mit der inneren Portal-Längsdrehachse parallele Längs-Drehachse der äußeren Portaleinrichtung drehverstellbar ist. Zweckmäßig umfassen jeweils die innere Portaleinrichtung und die äußere Portaleinrichtung zwei säulenartige Gestellteile, je- weils zwischen denen der zugeordnete Portalträger angeordnet und an denen er gelagert ist, wobei die säulenartigen Gestellteile jeder Portaleinrichtung in wenigstens einer ers- ten Raumrichtung quer zur Längsrichtung des Mantelkörpers verfahrbar sowie feststell- bar angeordnet sind und Drehlager tragen, die jeweils den Portalträger lagern und in wenigstens einer zweiten Raumrichtmg quer zur Längsrichtung des Mantelkörpers in der Säulenhöhe der Gestellteile verstellbar sind.

Um einen umfangsseitig geschlossenen, vorgefertigten Mantelkörper oder einen Teil desselben von einer Stirnseite her in die Montageeinrichtung zu bringen bzw. diesen dort zu entnehmen, besteht eine erfindungsgemäße Ausgestaltung darin, daß die innere Portaleinrichtung ein erstes säulenartiges Gestellteil aufweist, an dem der innere Portal- träger in Richtung der Säulenhöhe schwenkbar gelagert ist. Die Portaleinrichtung weist auch ein zweites säulenartiges Gestellteil auf, an dem der innere Portalträger zur Schwenkabhebung abhebbar gelagert ist ; wobei das zweite säulenartige Gestellteil so- weit quer zur Längsrichtung des Mantelkörpers verfahrbar ist, daß der stirnseitige Raum vor dem inneren Portalträger freigegeben wird.

Auch in der Ausführungsform der Erfindung mit den beiden Portaleinrichtungen können besondere Mittel vorgesehen werden, um Längsnähte an Abschnitten mit unterschiedli- cher Längskontur bzw. mit unterschiedlichen Querschnittsprofilen anzubringen. Zu die- sem Zweck werden an den genannten säulenartigen Gestellteilen der inneren Portalträ- gereinrichtung und der äußeren Portalträgereinrichtung in der Höhe verstellbare und festsetzbare Traglager für die Portalträger derart angeordnet, daß letztere in Parallellage zueinander wahlweise in wenigstens zwei, den unterschiedlichen Längskonturen anpaß- bare Positionen versetzbar sind.

Unteransprüche sind auf die genannten und noch andere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet. Besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungsformen oder-möglichkeiten der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausfubrungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 und 2 in Längsansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Montageeinrichtung mit Rahmenträ- ger, Fig. 3 in Draufsicht eine Rüstposition der Montageeinrichtung der Fig. 1 und 2, Fig. 4 und 5 in Längs-bzw. Draufsicht die Montageeinrichtung der Fig.

1 bis 3 in einer Einstellposition, Fig. 6A bis 6C in Stimansicht Einstellpositionen der Montageeinrichtung der Fig. 1 bis 5, Fig. 7 in Profilansicht Werkzeug-Einstellpositionen erfindungs- gemäßer Montageeinrichtungen am Umfang unterschiedli- cher Mantel-Hohlkörper,

Fig. 8 und 9 in Längsansicht und Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Montageeinrichtung, Fig. 10 und 11 in Längsansicht und Draufsicht eine Rüstposition der Montageeinrichtung der Fig. 8 und 9, Fig. 12A bis 12 C in Stirnansicht Einstellpositionen der Montageeinrichtung der Fig. 8 bis 11 und Fig. 13 in Längsansicht eine Einstellposition der Montageeinrich- tung der Fig. 8 bis 12.

Eine anhand der Fig. 1 bis 6 dargestellte erfindungsgemäße Montageeinrichtung 1, 11 umfaßt ein Gestell 6 mit einem daran gelagerten Werkzeug-Rahmenträger 4. Zwei in Y- Richtung auf Schienen 14 wahlweise separat und gemeinsam verfahrbare Gestellteile sind als in Höhenrichtung Z sich erstreckende Säulen oder Türme 61,62 ausgebildet.

Der Trägerrahmen 4 erstreckt sich in Richtung der dritten kartesischen Koordinate X und ist über Rahmenstege bildende Endstücke 43,44 in Höhenrichtung Z verschiebbar sowie um eine Mitten-und Symmetrieachse 40 des Rahmenträgers rotatorisch mittels Lagereinrichtung 51 an den Türmen 61, 62 gelagert. Die Montageeinrichtung 11 dient dazu, teil-zylindrische, schalenförmige Längssegmente 910 durch Anbringen von Längs-Nietnähten 97 zu einem umfangsseitig geschlossenen Mantelkörper mit offenen Stirnseiten in Form eines Rumpfes 9 zusammenzufügen, wie dies aus Fig. 6A bis 6C deutlich wird. Dort ist der Rumpf 9 eines Flugzeuges mit kreiszylindrischem Profilquer- schnitt ersichtlich. Der Rumpf 9 wird im inneren auf etwa halber Höhe durch einen horizontalen Boden 93 in Oberflur und Unterflur unterteilt. Der Rumpf 9 erstreckt sich mit seiner Zylinderachse 90 in X-Richtung. Die Längsrichtung L der Montageeinrich- tung 11 sowie die Längsrichtung des Rumpfes 9 sind gemeinsam durch die X-Richtung bestimmt.

Zur Montage des Rumpfes 9 wird dieser in der in Fig. 6A bis 6C dargestellten Form vorgefertigt und auf einem Bauteilwagen 13, der zum Beispiel längs einer Führung 17 in X-Richtung verfahrbar ist, in noch näher beschriebener Weise in die Montageeinrich-

tung 11 eingebracht. In diesem Zustand sind Längssegmente 910-in Fig. 6A bis 6C sind Seitensektionen dargestellt-an ihren Längsrändern überlappend aneinanderge- klebt. Um diese Längsverbindung zu vervollkommnen, werden an den Überlappungs- stellen die Längs-Nietnähte 97 hergestellt. Solche Nietnähte werden durch paarweise gegeneinander arbeitende, quer zur Körperlängsrichtung L bewegbare Innenwerkzeuge 31 und Außenwerkzeuge 32 in an sich bekannter Weise erzeugt. Arbeits-oder Werk- zeugeinheiten umfassen insbesondere Bohr-, Senk-, Dichtungs-, Steck-, Preß-und Ge- genhalte-Werkzeuge, die zum Ausführen der einzelnen Arbeitsschritte automatisch se- lektiert, verfahren und aktiviert werden. Zum Beispiel besteht jede in Fig. 6A bis 6C an der Überlappungsstelle der Segmente 910 mit X schematisch dargestellte Nietverbin- dung aus drei längsparallelen Nietlinien.

Erfindungsgemäß umfaßt die Montageeinrichtung 11 ein Trägerpaar 2, das durch einen im Hohlraum 92 des Rumpfes 9 sich in X-Richtung erstreckenden, einen Innenwerk- zeugwagen 310 verfahrbar führenden inneren Führungsträger 21 sowie durch einen au- ßerhalb des Rumpfes 9 sich in X-Richtung erstreckenden, einen Außenwerkzeugwagen 320 verfahrbar führenden äußeren Führungsträger 22 gebildet ist. Im Ausfuhrungsbei- spiel der Fig. 1 bis 6 wird das Trägerpaar 2 durch den Trägerrahmen 4 gebildet. Mit gerader Längskontur 980 des Rumpfes 9 parallele Längsteile 41,42 des Rahmens 4 bilden die beiden Führungsträger 21,22, die an ihren stirnseitigen Enden mit den End- stücken 43,44 kraftschlüssig verbunden sind. Der Rahmen 4 bzw. die Rahmen- Führungsträger 41,42 sind so lang ausgebildet, daß der Längsweg jedes Werkzeugwa- gens 310,320 die volle Länge des zu bearbeitenden Rumpfes 9 erfaßt. Zudem sind die Werkzeugwagen 310,320 im Paar gegeneinander verfahrbar angeordnet, so daß eine Mehrzahl von Werkzeugen 31,32 zum Herstellen der Nietnaht 97 von innen bzw. au- ßen an die Mantelwand 91 des Rumpfes 9 heran verfahrbar sind, um dort zum Bearbei- ten der Naht mit automatisch selektierten Werkzeugen gegeneinander zu arbeiten. Zu diesem Zweck sind einzelne Werkzeuge 31,32 lokal auch auf den Werkzeugwagen 310, 320 längs-und querverfahrbar.

Die Rahmen-Lagereinrichtung 51 umfaßt ein Paar von Drehkranz-Lagern 511. Jedes Lager 511 ist am zugehörigen Turm 61,62 in einer Vertikalnut 63 in Z-Richtung hö- henverstellbar und festsetzbar. Um den Trägerrahmen 4 mit den Endstücken 43,44 zu

lagern, werden die beiden Drehkranz-Lager 511 in Z- (Höhen-) Richtung und Y- Richtung in übereinstimmende Positionen gebracht. In jeder Y, Z-Position ist der Rah- men 4 um seine mit der Drehachse 500 der Lagereinrichtung 51 zusammenfallende Mit- ten-Längsachse 40 drehbar. Entsprechend sind der innere Werkzeug-Führungsträger 21, 41 und der äußere Werkzeug-Führungsträger 22,42 rotatorisch um ein und dieselbe Längs-Drehachse 500 gelagert. Durch Drehung des Rahmens 4 um die Drehachse 500 sind gegenüberliegende, aufeinander ausgerichtete Werkzeugwagen 310,320 bzw. im Paar 3 gegenüberliegende Werkzeuge 31,32 jeweils durch eine einzige Dreh- Verstellbewegung in jede beliebige Drehwinkelposition verfahrbar. In Kombination mit der gemeinsamen Verfahrbarkeit der Türme 61, 62 des Gestells 6 in Y-Richtung sowie der gemeinsamen Höhen-Verfahrbarkeit der Drehkranz-Lager 511 in Z-Richtung ist erreicht, wie dies insbesondere aus Fig. 6A bis 6C ersichtlich ist, daß der Rahmen 4 in jede gewünschte Höhen-bzw. Umfangsposition am Rumpfinantel 91 gebracht werden kann, wobei durch Drehverstellung des Rahmens 4 in Richtung RI die Werkzeugwagen 310,320 bzw. deren Werkzeuge 31,32 in zur Mantelfläche des Rumpfes 9 senkrecht gerichtete Arbeitsrichtung verstellbar sind. Diese Positionierung wird durch die in Y- Richtung, Z-Richtung sowie Rl-Richtung eingerichteten separaten, selbstständigen Verstellwege erzielt. Die beiden translatorischen Bewegungen sowie die rotatorische Bewegung werden in der Einrichtung 1 durch automatische Steuerung nach Maßgabe der Größe und Form des Rumpfes 9 sowie des Umfangsorts der anzubringenden Niet- naht vollzogen. In jeder eingestellten Werkzeug-Arbeitsposition werden die Türme 61, 62 bzw. die Lager 511 mit üblichen, nicht dargestellten Mitteln arretiert.

In Fig. 6A bis 6C sind zwei Arbeitspositionen im Oberflur und eine Arbeitsposition im Unterflur des Rumpfes 9 dargestellt. Jeweils wird eine Niet-Verbindungsnaht 9 erzeugt, indem die beiden Werkzeugwagen 310,320 in den fest eingestellten Positionen der Werkzeug-Führungsträger 41,42 längs dieser im Paar hin und hergefahren werden, wo- bei die einzelnen Bearbeitungsvorgänge der paarweise gegeneinander geführten Werk- zeuge 31, 32 automatisch gesteuert selektiert, aktiviert und ausgeführt werden.

Zur Veranschaulichung universeller Verwendbarkeit der Montageeinrichtung 1 sind in Fig. 7 zylindrische Rümpfe 9 unterschiedlicher Größe und Form mit in wahlweise Be- arbeitungspositionen 191 bis 198 gebrachten Führungsträgerpaaren 2 bzw. Werkzeug-

paaren 3 dargestellt. Man erkennt, daß sich die Bearbeitungspositionen mit 90°- Werkzeugstellungen zum Beispiel an Rumpfkörpern mit Kreisquerschnitt unterschied- lichster Größe und an im Querschnitt oval-förmigen Mantelkörpern mit ein und dersel- ben Montageeinrichtung 1 einrichten lassen. Zum Beispiel weisen kleinere Rümpfe Durchmesser von unter 4 m und größere Rümpfe Durchmesser von über 7 m auf. Es wird erreicht, daß mit dem erfindungsgemäßen Nietautomat zylindrische Bauteile sowie aber auch von der Zylinderform abweichende Mantelkörper jedes Durchmessers und jeder Form mit Längsnaht an gewünschter Umfangsstelle versehen werden können.

Um ein und dieselbe erfindungsgemäße Montageeinrichtung 1 für ein breites Anwen- dungsspektrum vorzusehen, wird man die automatisch bewegbaren und verstellbaren Teile der Einrichtung so gestalten und auslegen, daß das Paar 2 der Führungsträger 21, 22 längs eines Mantelumfangsabschnittes versetzbar ist, der einem Umfangswinkel von wenigstens 200° bis 300° entspricht.

Die in Fig. 6 und 7 dargestellten Rümpfe weisen den mittleren Boden 93 bzw. im Ausführungsbeispiel des Oval-Rumpfes zwei Böden 95,96 auf. Um die Führungsträger- Paare 2 bzw. die Werkzeugpaare 3 an solchen Rümpfen 9 in jedem Flurbereich in die gewünschte Höhenposition bringen zu können, ist ein Ebenenwechsel vorzunehmen. Zu diesem Zweck muß der Rumpf 9 aus dem Bereich des Trägerpaares 2 bzw. des Rah- mens 4 herausgefahren und in den neuen Flurbereich nach Änderung der Höhenposition des Trägerpaares 2 hineingeführt werden. Dazu erforderliche Maßnahmen, die glei- chermaßen vorgesehen werden, um den umfangsseitig vollständig geschlossenen, stirn- seitig offenen Rumpf 9 in die Einrichtung 11 hineinzubringen, werden nachstehend im AusRihrungsbeispiel beschrieben.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist das Rahmenendstück 43 lösbar an den Rahmen- Führungsträgern 41,42 angebracht. Das von den Führungsträgem 41,42 abgekoppelte Endstück 43 wird mittels des Turmes 61 in Y-Richtung verfahren, wobei das Endstück 43 mit dem Lager 511 verbunden bleibt. Zur Befestigung des Endstückes 43 an den Rahmen-Führungssträgern 41,42 kommt jedes eine kraftschlüssige Verbindung herstel- lende, lösbare mechanische Verbindungsmittel in Betracht. Dabei wird die Verbindung

derart ausgeführt, daß die Türme 61 und 62 in X-Richtung in festem Abstand zueinan- der angeordnet bleiben.

In Fig. 2 befindet sich der Rahmen 4 mit den Führungsträgern 41,42 in vertikaler, der Z-Richtung entsprechender Position. Der Turm 61 mit dem von den Trägern 41,42 ent- koppelten Endstück 43 wird in Y-Richtung zurückgefahren, so daß der in langgestreck- ter U-Form verbleibende Rahmen 4 vor der geöffneten Stirn-Endseite vollkommen frei ist. Der umfangsseitig vollständig geschlossene Rumpf 9, der auf dem Bauteilwagen 13 ruht, wird durch Längsverfahren des Wagens 13 in Richtung X mit seinem Mantel 91 zwischen die Rahmen-Führungsträger 41,42 gebracht bzw. umgekehrt aus einer sol- chen Position herausgeführt. In der Draufsicht der Fig. 3 ist der Rahmen 4 in einer der X-Y-Ebene entsprechenden Horizontallage dargestellt. Man erkennt deutlich, daß der Turm 61 mit dem Endstück 43 soweit in Y-Richtung verfahren wird, daß der umfangs- seitig geschlossene Rumpf 9 bequem frei über den inneren Werkzeug-Führungsträger 41 bewegbar ist.

Um nach einem Herausfahren des Rumpfes 9 aus dem Bereich des Rahmens 4 die Hö- henebene für den inneren Werkzeug-Führungsträger 41 zu ändern, werden die beiden Endstück-Lager 511 an den Türmen 61,62 in gleichem gewünschtem Maß in Richtung Z in der Höhe verfahren und positioniert. Dabei bleibt die Drehposition des Endstücks 43 und des offenen U-Rahmenteils um die Drehachsen der Lager 511 erhalten, so daß der Rahmen 4 auf einfache Weise wieder dadurch geschlossen wird, daß der Turm 61 in mit dem Turm 62 übereinstimmende Y-Position zurückgefahren wird.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 6 ist das in Z-Richtung höhenverfahrbare Drehla- ger 511 an dem Turm 62 mit einer Gewichtmasse 45 derart verbunden, daß ein das Ge- wicht des U-Rahmenteils ausgleichendes Gegengewicht wirkt, um den U-Rahmenteil mit günstiger Kraftverteilung am Lager des Turmes 62 in seiner freitragenden Position zu halten.

Wie aus der Draufsicht der Fig. 5 ersichtlich, sind die parallelen Werkzeug-Führungs- träger 41,42 des Rahmens 4 in einer Richtung ausgerichtet, die der Längskontur 990 eines konischen Endabschnitts 99 eines Rumpfes 9 entspricht. Das heißt, daß die Füh-

rungsträger 41,42 und die gerade Konturlinie des konischen Abschnittes 99, dessen Kreisdurchmesser zum Ende hin kleiner wird, parallel gerichtet sind. Man erreicht, daß mit der Montageeinrichtung 11 nicht nur Längsnähte an einem geraden Rumpfabschnitt 98 mit parallel zur X-Richtung liegender Kontur 980, sondern auch an einem unter ei- nem Winkel zur X-Richtung liegenden dreidimensionalen räumlichen Abschnitt herge- stellt und bearbeitet werden. Zu diesem Zweck ist der ebene Trägerrahmen 4 in einer sämtlichen Teilen 41 bis 44 gemeinsamen Rahmenebene 400 um eine zu dieser senk- rechte Mittelachse 401 drehverstellbar angeordnet.

Die Rahmenebene 400 kommt, abhängig von übereinstimmenden Höhenpositionen der Lager 511 in Z-Richtung, in horizontalen Ebenen zu liegen. Jedes Endstück 43,44 ist an seiner dem Lager 511 zugewandten Seite mit einem konvexen Kreisabschnitt ausgebil- det, der durch einen in der Fläche 400 liegenden Radius 402 um die Achse 401 be- stimmt ist. Entsprechend ist jedes Lager 511 mit konvexer angepaßter Lagerschale ver- sehen, um das zugehörige Endstück 43,44 in der Ebene 400 um die Achse 401 dreh- verschwenkbar aufzunehmen.

Zum Einrichten der an die gerade Schrägkontur angepaßten Position der Träger 41,42 wird der Rahmen 4 zunächst mit zur X-Richtung paralleler Ausrichtung mit den Türmen 61,62 in Y-Richtung linear verfahren und mit den senkrecht dazu in Z-Richtung linear verfahrbaren Lagern 511 in die gewünschte Umfangs-und Höhenposition gebracht.

Durch Drehung um die Drehachse 500 werden die Werkzeugwagen 310,320 in der ein- gestellten Umfangsposition in 90°-Arbeitsstellung zur Wand des Zylinderabschnitts 98 gebracht. Durch Drehung des Rahmens 4 um die Achse 401 erfolgt dann die Parallel- ausrichtung zur Kontur 990 des Konusabschnitts 99.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 bis 13 umfaßt eine erfindungs- gemäße Montageeinrichtung 1,12 anstelle des Trägerrahmens 4 eine innere Portalein- richtung 7, die einen inneren Werkzeug-Führungsträger 21 lagert, sowie eine äußere Portaleinrichtung 8, die einen äußeren Werkzeug-Führungsträger 22 lagert. Die innere Portaleinrichtung 7 weist zwei durch Türme 72,73 gebildete säulenartige Gestellteile auf, die einen Portalträger 71 in Höhenrichtung Z verfahrbar und einstellbar lagern. Der Portalträger 71 ist durch einen den Führungsträger 21 bildenden inneren Längsabschnitt

711 sowie endseitig durch Lagerabschnitte 712,713 gebildet, wobei der Längsabschnitt 711 mittels Drehkranz-Lager 74 um eine Dreh-Längsachse 501 drehbar an den Lagerab- schnitten 712 und 713 gelagert ist.

Die äußere Portaleinrichtung 8 ist entsprechend ausgebildet. Sie weist zwei Türme 82, 83 bildende Gestellteile auf, an denen ein Portalträger 81 in Höhenrichtung Z verfahrbar und einstellbar gelagert ist. Der Portalträger 81 ist durch einen inneren, den äußeren Führungsträger 22 bildenden Längsabschnitt 811 sowie Lagerabschnitte 812, 813 an seinen Enden gebildet. Der mittlere Längsabschnitt 811 ist mittels Drehkranz-Lager 84 um eine Längs-Drehachse 502 drehbar an den Endabschnitten 812,813 gelagert. Die Portaleinrichtungen 7,8 sind auf Schienen 15 bzw. 16 in Y-Richtung separat verfahrbar.

Abgesehen davon, daß in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 bis 13 die mittleren Por- tal-Längsabschnitte 711, 811 die mit gerader Längskontur 980 parallelen Führungsträ- ger 21,22 bilden, bilden diese mit Werkzeugwagen 310,320 und Werkzeugen 31,32 ein Werkzeug-Führungsträgerpaar 2 wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbei- spiel. Zum Herstellen von Nietnähten 97 können zum Beispiel die aus Fig. 12A bis 12C hervorgehenden Positionen erreicht und eingestellt werden, die den Positionen in Fig.

6A bis 6C entsprechen. Um eine Arbeitsposition zum Bearbeiten einer Naht 97 einzu- richten, werden die Turmpaare 72,73 und 82, 83 in Y-Richtung separat verfahren und in für die gewünschte Position geeigneten Abstand gebracht. Die Portalträger 71,81 werden durch lineare Stellbewegung in Z-Richtung in Höhenpositionen gebracht, in denen dann die die Längs-Führungsträger 21,22 bildenden Längsabschnitte 711, 811 durch Drehbewegung um die Achsen 501, 502 in Richtungen R2, R3 verschwenkt wer- den, um die Werkzeugwagen 310,320 mit den Werkzeugen 31,32 im Paar 3 in einheit- licher Arbeitsrichtung unter einem Winkel von 90° zur zu bearbeitenden Mantelfläche gegeneinander auszurichten.

Die Portalträger-Lagerabschnitte 712,713 bzw. 812, 813 werden in Lagern 521 bzw.

531 gehalten, die an den Türmen 72,73 bzw. 82,83 in vertikalen Lagernuten 712 bzw.

812 in Höhenrichtung Z zum Beispiel mit nicht dargestellten Gewindespindeln verfahr- bar und feststellbar sind.

Die Werkzeugwagen 310,320 können in einem Umfangsbereich von ca. 270° in Ar- beitsposition gebracht werden, wobei lediglich der Bereich des den Rumpf 9 lagernden Bauteilwagens 13 ausgespart bleibt. Zum Beispiel lassen sich sämtliche Positionen an den in Größe und Form unterschiedlichen Rümpfen in Fig. 7 einstellen.

In Fig. 10 und 11 sind im Ausführungsbeispiel Gestaltungen der Montageeinrichtung 12 dargestellt, um die umfangsseitig vollkommen geschlossenen Rumpf-Mantelkörper 9 in die Einrichtung hineinzubringen und daraus zu entnehmen, insbesondere auch verbun- den mit dem Aus-und Einfahren eines Rumpfes zum Durchführen eines Werkzeug- Ebenenwechsels zwischen durch Böden 93,94, 95 getrennten Flurbereichen.

Die innere Portaleinrichtung 7 weist den als Hauptturm vorgesehenen Turm 72 auf. An diesem ist der Portalträger 71 mit Schwenklager 75 um eine in Y-Richtung sich erstre- ckende Achse 750 schwenkbar gelagert. So wird das den Portalträger 71 lagernde Dreh- lager 521 drehbewegbar um die Achse 750 ausgebildet, wobei die Höhenverstellbarkeit des Lagers 521 am Turm 72 erhalten bleibt.

An seinem anderen Ende ist der Portalbalken 71 mit dem einen Auflageturm bildenden Turm 73 verbunden. Um den stirnseitigen Raum vor dem Portalträger 71 freizugeben, wird der zum Abheben an dem Turm 73 aufliegende Portalträger 71 um wenige Grad, z. B. ca. 5° durch Verschwenken um die Achse 750 in Z-Richtung angehoben. Wie aus Fig. 11 ersichtlich, wird der freigegebene Auflageturm 73 in Y-Richtung in eine hintere Position verfahren. Der innere Portalträger 71 liegt infolgedessen zum Einbringen und Entnehmen eines Rumpfes 9 frei. Zum Ebenenwechsel wird der freiragende Portalträger 71 durch Verfahren des Hauptturmes 72 in Y-Richtung und Verfahren des Lagers 521 an diesem Turm in Z-Richtung in die gewünschte Höhenposition gebracht. Entspre- chend wird das Dreh-Auflager 521 für den Portalträger 71 am Auflageturm 73 in die gleiche Höhenposition gefahren, um zum Schließen der Brücke 7 in die dem Turm 72 entsprechende Y-Position gefahren zu werden.

Das Lager 521 am Hauptturm 72 ist mit einer Gewichtsmasse 79 versehen, die ein dem Hebelgewicht des Portalträgers 71 entgegenwirkende Hebelgewicht erzeugt, um den

Portalträger 71 in seiner mit geringfügigem Schwenkwinkel hochgeschwenkten Position zu halten, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist.

Die die Portaleinrichtungen 7, 8 aufweisende Montageeinrichtung 12 kann zweckmäßig, wie dies im Ausflibrungsbeispiel der Fig. 13 dargestellt ist, mit zur X-Y-Ebene schräg lagerbaren, parallel ausgerichteten Portalträgern 71,81 ausgestattet werden, um Längs- nahtbearbeitungen auch an zur X-Richtung schräg verlaufender Kontur 990 zum Bei- spiel eines Konusabschnittes 99 durchzuführen. Zu diesem Zweck kann das Schwenkla- ger 75 der inneren Portaleinrichtung 7 genutzt werden, wobei der Schwenkbereich ent- sprechend groß vorgesehen wird. Entsprechend wird der äußere Portalträger 81 an sei- nem Turm 82 mittels eines Festlagers gelagert, das einstellbar eine in Z-Richtung ge- kippte Trägerposition zuläßt. An dem anderen Turm 83 wird, wie an dem Turm 73 für das Lager 531, ein Auflager bzw. ein Loslager vorgesehen, um die Schrägposition ver- stellbar einrichten zu können.

Sämtliche Abläufe werden automatisch nach Vorgabe des vorgefertigten, zu bearbeiten- den Rumpfes mittels üblicher Maschinensteuerung gesteuert.