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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung von Rahmen, insbesondere für Fenster oder Türen, mit
mehreren Eckverbindereinheiten, in die jeweils zwei Profile im Gehrungsbereich
aneinanderlegbar sind, wobei jede Eckverbindereinheit Mittel zum
Ausrichten und Mittel zum Festlegen der Profile aufweist.
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Aus
der
DE 197 00 604 ist
eine Eckverbindermaschine bekannt, die im Gehrungsbereich zweier
benachbarter Profile jeweils einen Kopf besitzt, an der Stanz- und
Prägeeinrichtungen
zum Verformen der Wände
des Profils vorgesehen sind, die dann in entsprechende Aufnahmen
eines Eckverbinders zur Fixierung eingreifen. Bei der Eckverbindermaschine ist
ein Kopf ortsfest montiert, während
zwei benachbarte Köpfe
jeweils nur horizontal in eine Richtung verfahrbar sind und der
dem feststehenden Kopf diagonal gegenüberliegende Kopf sowohl in
zwei horizontale Richtungen verfahrbar ist. Die Ausrichtung des
Rahmens erfolgt mit Bezug auf den ortsfest montierten Kopf, nämlich die
anderen Profile werden so ausgerichtet, dass ein Formschluss mit
dem Profil hergestellt wird, das auf einer Seite mit dem ortsfesten
Kopf verbunden ist. Problematisch ist bei dem Verfahren, dass sich
bei Verbundprofilen, die auf Gehrung geschnitten sind, zwangsläufig Längentoleran zen
ergeben. In der Praxis sind die einzelnen Profile eines Rahmens
unterschiedlich lang, sodass sich bei der sukzessiven formschlüssigen Ausrichtung
der Profile das Problem ergibt, dass in der zuletzt ausgerichteten
Ecke meist ein kleiner Spalt zwischen den Profilen vorhanden ist.
Dies liegt daran, dass sich Toleranzabweichungen beim Zuschnitt
der Profile an dieser Ecke Summieren. Wenn die Toleranzabweichungen
zwischen zwei gegenüberliegenden
Profilen einen gewissen Betrag überschreiten,
ist der in dem Eckbereich gebildete Spalt so groß, dass der Rahmen Ausschuss
bildet.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Herstellung von Rahmen zu schaffen, bei denen Maßabweichungen
beim Zuschnitt der Profile besser ausgeglichen werden können und
der Rahmen mit hoher Genauigkeit zusammengefügt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches
1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden nach dem Einlegen der Profile in die Eckverbindermaschine
die Eckverbindereinheiten gleichzeitig relativ zueinander bewegt,
bis die jeweils benachbarten Profile formschlüssig an der jeweiligen Eckverbindereinheit
mit einem gewissen Anpressdruck anliegen. Erst dann werden die jeweils
benachbarten Profile aneinander zur Ausbildung eines umlaufenden
Rahmens festgelegt. Durch die gleichzeitige Bewegung der Eckverbindereinheiten
wird erreicht, dass Maßabweichungen
nicht in einer Ecke des Rahmens summiert werden, sondern die Maßabweichungen
entsprechend auf die einzelnen Ecken verteilt werden. Es wird quasi
in Kauf genommen, dass durch Maßabweichungen
die Winkel zwischen den einzelnen Profilen geringfügig abweichen
können, aber
im Gehrungsbereich dafür
eine formschlüssige Anlage
vorhanden ist und sich keine Spalte ausbilden können. Dadurch verteilen sich
toleranzbedingte Maßabweichungen
gleichmäßig über alle
Eckbereiche des Rahmens und es wird nicht versucht, trotz bestehender
Maßabweichungen
die Rahmenprofile exakt entsprechend einem Soll-Wert auszurichten.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform wird
der Anpressdruck an allen Eckverbindereinheiten zur Vorfixierung
der Profile etwa gleich groß gehalten,
um toleranzbedingte Verschiebungen der Profile auf alle Eckbereiche
zu verteilen. Vorzugsweise werden die Eckverbindereinheiten zum
Ausgleich von Toleranzen der Profile beim Bewegen zu den benachbarten
Profilen um eine Achse senkrecht zu den beiden Längsachsen der Profile verschwenkt,
sodass eine Fixierung abweichend von einem vorgegebenen Soll-Winkel
möglich
ist. Da die Abweichungen in der Praxis ohnehin nur in einem Bereich
von beispielsweise unter 1° liegen,
fallen diese Abweichungen optisch nicht auf.
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Um
das Verfahren für
die Serienfertigung weitgehend zu automatisieren, werden die Eckverbindereinheiten
von außen
im Wesentlichen in Richtung der Gehrungsfläche auf die Profile bewegt
und anschließend
von innen in Widerlager an die Profile angelegt. Dann können zum
Festlegen der jeweils benachbarten Profile mindestens eine Stanzung
in die Wand eines Profils benachbart zu der Gehrungsfläche eingebracht
werden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind Mittel zum Ausrichten der Profile vorgesehen, mittels der jede
Eckverbindereinheit relativ zu den anderen Eckverbindereinheiten
verfahrbar und mit einem gewissen Anpressdruck an zwei benachbarte
Profile anlegbar ist. So lässt
sich die Ausrichtung der Profile erreichen, bei der Toleranzabweichungen
auf alle Ecken verteilt werden.
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Vorzugsweise
ist ein gemeinsamer Antrieb zum Ausrichten und Spannen der Profile
vorgesehen. Der Antrieb kann dabei über mechanische Übertragungsmittel,
beispielsweise ein umlaufendes Seil, hydraulische Übertragungsmittel
oder dergleichen verfügen.
Es ist auch möglich,
elektrische Antriebe an jedem Arm vorzusehen, bei denen ein vorbestimmter
Anpressdruck eingestellt ist.
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Um
eine Anpassung an unterschiedliche Rahmengrößen vornehmen zu können, ist
vorzugsweise jede Eckverbindereinheit an einem verschwenkbaren Arm
gelagert. Ferner kann jede Eckverbindereinheit an dem Arm um eine
Achse senkrecht zu der Längsachse
benachbarter Profile drehbar gelagert sein, damit dann ein entsprechendes Verschwenken
auch beim Ausrichten der Profile möglich ist.
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Für eine exakte
Vorfixierung weist jede Eckverbindereinheit eine äußere Aufnahme
zum Einfügen
zweier benachbarter Profile im Gehrungsbereich und im inneren Bereich
ein relativ dazu verfahrbares Widerlager auf. Für die endgültige Fixierung sind dann an
jeder Eckverbindereinheit Stanz- oder Prägestempel zur Verformung und
Fixierung der Wände des
jeweiligen Profils vorgesehen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung von Rahmen;
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2 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung der 1 mit Antrieb;
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3 eine
Draufsicht auf die verschwenkbaren Arme der Vorrichtung der 1 ohne
Profile;
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4 eine
vergrößerte Draufsicht
auf einen Arm der Vorrichtung der 1;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
eines Arms der Vorrichtung der 5;
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6 eine
Detailansicht einer Eckverbindereinheit der Vorrichtung der 1;
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7 eine
Draufsicht auf die Eckverbindereinheit der 1 bei der
Herstellung eines Rahmens anderer Geometrie, und
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8 eine
Draufsicht auf ein modifiziertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Eine
Eckverbindermaschine 1 dient zur Herstellung eines Rahmens 2,
der aus vier Profilen 3, 4, 5, 6 gebildet
ist, die einen identischen Querschnitt besitzen können. Die
Profile 3, 4, 5, 6 sind jeweils
auf Gehrung geschnitten, wobei die Gehrungsfläche in einem Winkel von 45° zur Längsachse
der Profile 3, 4, 5, 6 angeordnet
ist.
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Die
Profile 3, 4, 5, 6 liegen jeweils
im Bereich der Gehrungsflächen
auf Eckverbindereinheiten 11, 12, 13 und 14 auf,
wobei zwei benachbarte Profile 3 und 4 an der
Eckverbindereinheit 11, die Profile 4 und 5 an
der Eckverbindereinheit 12 usw. gehalten sind. Jede Eckverbindereinheit 11, 12, 13 und 14 ist
an einem Auflagearm 7, 8, 9 oder 10 verfahrbar
angeordnet. Dabei ist jeder Auflagearm 7, 8, 9 und 10 um
eine gemeinsame Achse 15 verschwenkbar, wobei die Arme 7, 8, 9 und 10 jeweils
unabhängig
voneinander verschwenkt werden können.
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Die
Eckverbindereinheiten 11, 12, 13 und 14 weisen
einen schematisch dargestellten Kraftmechanismus 16, 17, 18 und 19 auf,
mittels der zwei benachbarte Profile 3 bis 6 im
Bereich der Gehrungsfläche
aufgenommen werden können
und nach innen senkrecht zur Gehrungsfläche gedrückt werden. Jeder Kraftmechanismus 16, 17, 18 und 19 bringt
dabei in etwa die gleiche nach innen gerichtete Kraft auf, um die
Profile in den Eckbereichen optimal zueinander zu stellen und diese
dann miteinander zu verbinden.
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In 2 ist
die Eckverbindermaschine 1 der 1 gezeigt,
wobei der Kraftmechanismus für
die Eckverbindereinheiten 11, 12, 13 und 14 mechanisch modifiziert
dargestellt ist. Zum Zusammenziehen der Eckverbindereinheiten 11, 12, 13 und 14 ist
ein Spannseil 20 vorgesehen, das von einem schematisch
gezeigten Antrieb 21 gespannt und um eine erste Umlenkrolle 22 geführt ist.
Anschließend
ist das Seil um entsprechende Führungen
an den Eckverbindern 12, 11, 14 und 13 geführt, bevor
es sich zu einer Umlenkrolle 23 und einem Endpunkt 24 erstreckt. Beim
Spannen des Seiles 20 durch den Antrieb 21 werden
die Eckverbindereinheiten 11 bis 14 gleichmäßig nach
innen auf die Ecken gefahren, wobei sich der Anpressdruck aufgrund
des Spannen des Seiles 20 gleichmäßig auf die einzelnen Eckbereiche
verteilt. Sobald die Profile 3 bis 6 ausgerichtet
sind und durch Widerlager fixiert sind, kann ein Festlegen der Profile 3 bis 6 aneinander
erfolgen.
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In 3 ist
die Eckverbindermaschine 1 schematisch ohne Profile 3 bis 6 dargestellt.
Die Eckverbindermaschine 1 umfasst Arme 7, 8, 9 und 10, die
um eine gemeinsame Drehachse 15 verschwenkbar sind. Jeder
Arm 7 bis 10 ist jedoch für sich genommen entsprechend
dem Pfeil 25 verschwenkbar, sodass jeder Eckbereich ei nes
Rahmenprofils geringfügig
versetzt werden kann, wie dies durch die gestrichelten Arme 7', 8', 9' und 10' dargestellt
ist.
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In 4 ist
ein Arm 10 der Eckverbindermaschine 1 vergrößert dargestellt.
An dem Arm 10 ist eine Eckverbindereinheit 14 entlang
der Längsachse des
Armes 10 verschiebbar gelagert und kann über einen
nicht dargestellten Kraftmechanismus nach innen gedrückt werden.
Die Eckverbindereinheit 14 ist an dem Arm 10 ebenfalls
drehbar gelagert, wie dies mit dem Pfeil 26 schematisch
angedeutet ist. Hierdurch kann die Eckverbindereinheit 14 selbstleerend durch
die beiden Profile ausgerichtet werden, wobei sichergestellt ist,
dass auf zwei benachbarte Profile eine im Wesentlichen gleich große Kraft
durch das Anpressen der Eckverbindereinheit 14 ausgeübt wird.
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In 5 ist
der Arm 10 mit der Eckverbindereinheit 14 dargestellt,
wobei die Eckverbindereinheit 14 nach innen zu der Position 14' bewegt werden kann
wie es mit dem Pfeil 27 angedeutet ist. Dadurch kann der
Arm 10 und die Eckverbindereinheit 14 an unterschiedliche
Rahmengrößen angepasst
werden.
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In 6 ist
die Eckverbindereinheit 14 vergrößert dargestellt. An der Eckverbindereinheit 14 ist eine
Aufnahme 31 vorgesehen, die mitsamt der Eckverbindereinheit
14 um eine Achse 32 relativ zu dem Arm 10 der
Eckverbindermaschine 1, wie in 4 dargestellt
verschwenkbar ist. Die Aufnahme 31 ist mittels eines Schlittens
auf dem Arm 10 in dessen Längsrichtung verschiebbar gelagert.
Die Aufnahme 31 ist bolzenförmig ausgebildet und umfasst
eine winklige Aussparung 38, die in diesem Ausführungsbeispiel
etwa rechtwinklig ausgebildet ist und zwei auf Gehrung geschnittene
Profile am äußeren Bereich
aufnehmen kann. Die äußere Rahmenecke liegt
in etwa auf der Achse 32.
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An
gegenüberliegenden
Seiten sind zwei Stanz- und Prägemesser
30 vorgesehen,
die im Wesentlichen rechtwinklig zur Gehrungsebene
39 verfahrbar
sind. Durch die Stanz- und Prägemesser
30 können die
Wände der
Profile
3 bis
6 geprägt bzw. gestanzt werden, wie
dies auch schon in der
DE 197 00
604 gezeigt ist.
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Ferner
umfasst die Eckverbindereinheit 14 ein Wiederlager 28,
das aus einer entfernten Position 28' in eine Anlageposition 28 verfahrbar
ist, wie dies mit dem Pfeil 29 angedeutet ist.
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Bei
der in 7 gezeigten Eckverbindermaschine 1 wird
statt eines quadratischen Rahmens 2 ein rechtwinkliger
Rahmen gefertigt. Hierfür
sind die Arme 7, 8, 9 und 10 in
einem modifizierten Winkel angeordnet, wobei eine entsprechende
Drehung um die Achse 15 stattgefunden hat. Durch die Drehung
der Eckverbindereinheiten 11, 12, 13 und 14 um
die jeweiligen Drehachsen erfolgt eine Ausrichtung derart, dass
benachbarte Profile wieder durch die Eckverbindereinheiten 11, 12, 13 und 14 ausgerichtet
und aneinander fixiert werden können.
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Bei
dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind in einer
Eckverbindermaschine Profile 3, 4, 5 und 6 eingefügt.
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Die
Arme 41 und 42 sind an einem gemeinsamen Halter 43 gelagert,
wobei der Arm 41 um die Drehachse 44 und der Arm 42 um
die Drehachse 45 drehbar ist. Der Halter 43 ist
an einem Balken 40 verschiebbar gelagert. Auf der gegenüberliegenden
Seite ist ein spiegelbildlich angeordneter Halter mit zwei Armen
vorgesehen. An jedem Arm 41 und 42 ist jeweils
eine Eckverbindereinheit 12 und 13 bzw. 11 und 14 angeordnet,
wie sie bei dem vorausgegangenen Ausführungsbeispiel beschrieben
ist. Der Eckverbindereinheit 11 bis 14 ist ein
Antrieb zugeordnet, der mittels einem vorgegebenen Anpressdruck
die Profile 3 bis 6 fixiert, und anschließend dann
eine Verbindung zu einem Rahmen vorzunehmen.
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Die
gezeigten Eckverbindermaschinen werden wie folgt zur Herstellung
eines Rahmens eingesetzt:
Zunächst werden die Profile 3, 4, 5, 6 in
die Eckverbindereinheiten 11, 12, 13 und 14 eingelegt,
wobei die äußeren Bereiche
der Gehrungsflächen
in die jeweiligen Aufnahmen 31 eingefügt werden. Anschließend werden
die Eckverbindereinheiten 11 bis 14 gleichzeitig
relativ nach innen bewegt, bis die jeweils benachbarten Profile 3 bis 6 formschlüssig an
der jeweiligen Eckverbindereinheit 11 bis 14 mit
einem gewissen Anpressdruck anliegen. Anschließend werden die jeweils benachbarten
Profile 3 bis 6 aneinander zur Ausbildung eines
umlaufenden Rahmens 2 fixiert, indem die Stanz- und Prägemesser
die Wand der jeweiligen Profile verformen und mit einem in dem Profil
aufgenommenen Eckverbinder verbinden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. In
den gezeigten Ausführungsbeispielen
sind alle Eckverbindereinheiten 11 bis 14 beweglich
an einem Arm 7 bis 10 verschiebbar gelagert. Es
ist auch möglich,
eine Eckverbindereinheit starr anzuordnen und dann alle anderen
Eckverbindereinheiten relativ zu dieser Eckverbindereinheit zu bewegen,
wobei gewährleistet
sein muss, dass beim Vorfixieren der Profile 3 bis 6 etwa in
allen Ecken der gleiche Anpressdruck vorliegt, damit bestehende
Differenzen in der Länge
der Profile gleichmäßig auf
alle Ecken verteilt ausgeglichen werden können.
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Zum
Verfahren der Eckverbindereinheiten 11 bis 14 können mechanische
oder hydraulische Übertragungsmittel
vorgesehen sein, die über
einen gemeinsamen Antrieb gesteuert werden, oder es können einzelne
Antriebe vorgesehen sein, die jedoch für einen gleichmäßigen Anpressdruck
sorgen.
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Es
ist auch möglich,
auf die Widerlager 28 gänzlich
zu verzichten, und eine Ausrichtung nur von außen vorzunehmen.