DE102006007171A1

DE102006007171A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Eckverbindungen verschweißter Kunststoffprofile und Verfahren zum Bearbeiten von Eckverbindungen

Info

Publication number: DE102006007171A1
Application number: DE200610007171
Authority: DE
Inventors: Uwe Finck; Eugen Lutz
Original assignee: Elumatec GmbH and Co KG
Current assignee: Elumatec AG
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2026-02-09
Also published as: DE102006007171B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von Eckverbindungen verschweißter Kunststoffprofile 22, mit wenigstens einem messerartigen Werkzeug 30 und einer Werkzeughalterung 18. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Verstellvorrichtung 12, 14, 16 zum Bewegen einer Schneide des Werkzeugs 30 in wenigstens zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufende Richtungen 32, 34 zum Abfahren einer Profilkontur einer Verbindungsstelle 24 der Kunststoffprofile 22 und ein Aktor 70 zum Einstellen eines Anstellwinkels der Schneide relativ zur Profilkontur der Verbindungsstelle 24 um eine Rotationsachse 36 vorgesehen sind. Verwendung zum Beispiel für die Entfernung von Schweißraupen in Inneneckbereichen von verschweißten Kunststoffprofilen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Eckverbindungen verschweißter Kunststoffprofile, insbesondere zum Entfernen von Schweißraupen in Inneneckbereichen, mit wenigstens einem messerartigen Werkzeug und einer Werkzeughalterung. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Bearbeiten von Eckverbindungen von verschweißten Kunststoffprofilen.

Eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Eckverbindungen ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 1 297 923 B1 bekannt. Die darin beschriebene Vorrichtung ist zum Entfernen von überstehenden Schweißraupen an den Eckverbindungen von aus Kunststoffprofilen zusammengeschweißten Fenster- oder Türrahmen vorgesehen. Sie weist ein schwenkbar gelagertes Schneidewerkzeug auf, das mit einer Werkzeugaufnahme in Eingriff steht. Beim Führen des Schneidewerkzeugs mittels der Werkzeugaufnahme über einen zu bearbeitenden Bereich der Eckverbindungen kann sich der Anstellwinkel einer Werkzeugschneide relativ zu einem Profilverlauf der Eckverbindung in einem ge ringen Umfang verändern. Daher lassen sich nur Schweißraupen bearbeiten, die im Wesentlichen an der Oberseite der Eckverbindungen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum verbesserten Bearbeiten von Verbindungsstellen von Kunststoffprofilen zu schaffen.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Eckverbindungen verschweißter Kunststoffprofile, insbesondere zum Entfernen von Schweißraupen in Inneneckbereichen, mit wenigstens einem messerartigen Werkzeug und einer Werkzeughalterung vorgesehen, wobei eine Verstellvorrichtung zum Bewegen einer Schneide des Werkzeugs in wenigstens zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufende Richtungen zum Abfahren einer Profilkontur einer Verbindungsstelle der Kunststoffprofile und ein Aktor zum Einstellen eines Anstellwinkels der Schneide relativ zur Profilkontur der Verbindungsstelle um eine Rotationsachse vorgesehen sind.

Durch das Vorsehen des Aktors zum Einstellen des Anstellwinkels der Schneide kann der Schnittwinkel des Werkzeugs im Verlauf der Profilkontur relativ zur Profilkontur der Verbindungsstelle verändert und vorzugsweise konstant gehalten werden. So wird erreicht, dass die Stellen, an denen die Schweißraupen entfernt wurden, eine im Wesentlichen gleichbleibende Oberflächenbeschaffenheit aufweisen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise ein Element einer Fertigungsstraße sein, in der Fenster- und/oder Türrahmen aus Kunststoffprofilen hergestellt werden. Dazu kann die Vorrichtung beispielsweise einen Maschinentisch zur Auflage der Profile, eine Spannvorrichtung zum vorübergehenden Fixieren der Kunststoffprofile, sowie eine Vorrichtung zum Zuführen bzw. Abführen der Kunststoffprofile zu bzw. von der Vorrichtung aufweisen. Die Vorrichtung kann automatisiert und/oder manuell betrieben werden.

Die mittels der Vorrichtung zu entfernenden Schweißraupen entstehen beim Verschweißen von Kunststoffprofilen, wobei die Kunststoffprofile dazu im Bereich der Verbindungsstellen erhitzt und im erhitzten Zustand aneinandergedrückt werden. Durch das Aneinanderdrücken des erhitzten Materials wird ein Teil des Materials deformiert, so dass es sich aufwölbt und über die Kunststoffprofile aufragt.

Durch die Verwendung von messerartigen Werkzeugen kann im Unterschied zu Fräsvorrichtungen vermieden werden, dass beim Bearbeiten der Verbindungsstelle eine durch die Fräsvorrichtung aufgeraute Oberfläche entsteht, an der sich Schmutz festsetzen kann. Stattdessen wird eine glatte Oberfläche der Verbindungsstelle erzielt.

Das messerartige Werkzeug der Vorrichtung kann beispielsweise als Schaber, als Abziehkante oder als Messer ausgebildet sein. Die Schneidenform des Werkzeugs, also der Bereich des Werkzeugs mit dem beispielsweise die Schweißraupen entfernt werden sollen, ist dazu vorzugsweise an die Form des Bereichs der Verbindungsstelle der Kunststoffprofile angepasst, die bearbeitet werden soll.

Die Verstellvorrichtung zum Bewegen der Schneide in wenigstens zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufende Richtungen kann auf unterschiedliche Art ausgebildet sein. Die Schneide wird mittels der Verstellvorrichtung relativ zur unbeweglichen Verbindungsstelle bewegt.

Als Aktor wird hier jede Vorrichtung verstanden, mittels der eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse, gegebenenfalls überlagert durch eine Linearbewegung, erzeugt werden kann. Der Aktor wird dazu elektrisch, hydraulisch, pneumatisch und/oder mittels jeder anderen mögli chen Art der Energieversorgung betrieben. Es ist ebenfalls möglich den Aktor die Schneide nicht direkt antreiben zu lassen, sondern zwischen Aktor und Schneide beispielsweise ein Getriebe vorzusehen.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Linearführung vorgesehen, mittels der die Werkzeugschneide zum Ausrichten der Werkzeugschneide relativ zur Verbindungsstelle parallel zur Rotationsachse verschiebbar gelagert ist, wobei die Linearführung mittels einer Bremsvorrichtung und/oder einer Blockiervorrichtung blockierbar ist, um die Werkzeugschneide in einer Richtung parallel zur Rotationsachse festzulegen.

Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass eine Werkzeugschneide, die zum Bearbeiten einer Innenecke vorzugsweise keilförmig ausgebildet ist, mittels Zustellen der Werkzeugschneide an die Verbindungsstelle relativ zu der Verbindungsstelle ausgerichtet und insbesondere zentriert wird. Die Ausrichtung wird vorzugsweise passiv ausgeführt, d.h., dass für diese Ausrichtung kein Aktor vorgesehen ist. Vielmehr richtet sich die Schneide selbstständig relativ zur Verbindungsstelle aus, indem die Schneide entlang dem Kunststoffprofil in die Verbindungsecke hineingeführt und dabei die Werkzeughalterung entlang der Linearführung verschoben wird. Die Zustellrichtung der Schneide zur Verbindungsstelle ist dabei im Wesentlichen parallel zu einer von der Verbindungsstelle definierten Ebene ausgerichtet. Es ist auch möglich, die Ausrichtung mittels eines Aktors vorzunehmen, wobei dann jedoch vorzugsweise Mittel zum Erkennen der Verbindungsstelle vorgesehen sind.

Das exakte Ausrichten der Werkzeugschneide hat den vorteilhaften Effekt, dass eine in die Verbindungsstelle in einem Inneneckbereich eingreifende Messerunterkante immer exakt zur Schweißnaht ausgerichtet ist, so dass nicht versehentlich Bereiche neben der Schweißnaht bearbeitet werden. Besonders vorteilhaft wird durch die Verschiebbarkeit der Werkzeugschneide erreicht, dass zwar geringe, jedoch immer vorhan dene Fertigungstoleranzen der Abmessungen der Kunststoffprofile ausgeglichen werden können. Die Toleranzabweichungen betreffen im Wesentlichen Abweichungen in der Breite und der Höhe im Verlauf eines Profils, woraus sich Verlaufs- und Positionsunterschiede der Verbindungsstellen ergeben können. Die Verschiebbarkeit der Werkzeugschneide ist vorzugsweise auf ein geringes Maß begrenzt, da es sich bei den Toleranzabweichungen im Wesentlichen um wenige zehntel Millimeter handelt.

Mittels der Brems- und/oder Blockiervorrichtung wird vorteilhaft erreicht, dass sich die Messerschneide nach dem Ausrichten zur Verbindungsstelle, im Unterschied zu einer ausschließlich federnden Lagerung der Messerschneide, beim Abfahren der Profilkontur nicht mehr verschieben kann. Eine Verschiebung der Messerschneide könnte beispielsweise durch die Verbindungsstelle bzw. die Schweißraupen der Verbindungsstelle hervorgerufen werden und würde eine ungleichmäßige Bearbeitung hervorrufen.

Die hier verwendeten Linearführungen können beispielsweise als Linearkugellager, Gleitbuchsen oder dergleichen ausgebildet sein. Die Bremsvorrichtung kann auf jede mögliche Art ausgebildet sein, die es ermöglicht, eine Bewegungsgeschwindigkeit zu verringern. Die Bremsvorrichtung kann gleichzeitig auch die Blockiervorrichtung sein, wobei die Blockiervorrichtung jedoch auch auf jede mögliche Art ausgebildet sein kann, die es ermöglicht, eine Bewegung reversibel zu unterbinden.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Werkzeughalterung eine Befestigungsvorrichtung auf, die an der Linearführung angreift und die mittels der Bremsvorrichtung und/oder Blockiervorrichtung an der Linearführung festlegbar ist.

Somit wird die Befestigungsvorrichtung als Adapterstück der Werkzeughalterung für die Verbindung der Werkzeughalterung mit einem Unterbau der Vorrichtung herangezogen. Die Linearführung dient dabei als Bindeglied zwischen dem Unterbau und der Befestigungsvorrichtung. Es kann beispielsweise auch eine Adapterplatte oder dergleichen vorgesehen werden, an der die Befestigungsvorrichtung mittels der Linearführung angeordnet ist, so dass ein einfach handzuhabendes Werkzeugmodul entsteht.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind zwei Tragschienen zum Bewegen der Werkzeugschneide entlang der Profilkontur sowie ein Führungsarm vorgesehen, wobei die Werkzeughalterung an dem Führungsarm angreift.

Die Tragschienen sind dabei vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zueinander orientiert angeordnet, wobei eine erste Tragschiene im Wesentlichen horizontal und eine zweite Tragschiene im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist die erste waagrechte Tragschiene fest mit einem Unterbau verbunden, so dass die erste Tragschiene als feststehende Basis der Vorrichtung betrachtet werden kann. Die zweite Tragschiene ist linearbeweglich und vertikal an der ersten Tragschiene angeordnet. Der Führungsarm ist wiederum linearbeweglich an der zweiten Tragschiene angeordnet. Es ist für die Erfindung aber lediglich von Bedeutung, dass die Werkzeugschneide in zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Richtungen bewegbar ist, so dass in der Ebene der Verbindungsstelle eine beliebige Kontur abgefahren werden kann.

Die Relativbewegungen der Tragschienen zueinander bzw. des Führungsarms zu den Tragschienen werden vorzugsweise mittels Linearantrieben realisiert. Die Linearantriebe können beispielsweise Zahnstangen und mit diesen Zahnstangen kämmende Antriebszahnräder, Kugel umlaufspindeln, Riemen und/oder Räder aufweisen, wobei diese Linearantriebe mittels Servomotoren oder dergleichen angetrieben sind. Ebenfalls möglich sind beispielsweise Linearmotoren oder dergleichen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die mit der Befestigungsvorrichtung in Eingriff stehende Linearführung an einem Ende des Führungsarms angeordnet.

In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist die Werkzeugschneide mittels einer Rücksetzvorrichtung der Linearführung in eine Ausgangsstellung relativ zum Führungsarm überführbar und festlegbar.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Rücksetzvorrichtung ein konisch zulaufender Stift, der zum Rücksetzen der Werkzeugschneide in eine Ausnehmung eingreift.

Das Rücksetzen kann beispielsweise nach jedem Arbeitsgang vorgenommen werden, zu dessen Ausführung die Werkzeugschneide passiv ausgerichtet wurde. Auch kann das Rücksetzen nötig werden, wenn beispielsweise ein Werkzeug gewechselt wird oder wurde, so dass die Position des Werkzeugs relativ zum Führungsarm auf eine definierte Nulllage eingestellt werden kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Werkzeughalterung wenigstens einen Haltearm auf, an dem das Werkzeug federnd gelagert ist und der um die Rotationsachse drehbar gehalten ist.

Die federnde Lagerung des Werkzeugs kann das Werkzeug beispielsweise gegen eine Linearbewegung und/oder eine Schwenkbewegung des Werkzeugs mit einer Kraft beaufschlagen. Durch die federnde Lagerung kann erreicht werden, dass Fertigungstoleranzen der Kunststoffprofile ausgeglichen werden.

Durch die drehbare Halterung des Haltearms an der Rotationsachse ist die Drehung der Messerschneide zum Einstellen eines Anstellwinkels realisierbar. Durch den Haltearm ist es beispielsweise möglich, dass die Messerschneide in einen engen, von einem Kunststoffprofilrahmen umschlossenen Bereich eintaucht, so dass die Innenecken bis zu den Außenecken vollständig bearbeitet werden können.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Werkzeughalterung mehrere Haltearme auf, vorzugsweise zwischen zwei und vier, an denen jeweils wenigstens ein Werkzeug angeordnet ist.

Durch das Vorsehen mehrerer Werkzeuge kann vorteilhaft erreicht werden, dass für unterschiedlich geformte Inneneckbereiche von Kunststoffprofilen ein im Wesentlichen ideales Werkzeug für die Bearbeitung vorhanden sein kann. Auch können unterschiedliche Bereiche der Verbindungsstelle mit unterschiedlichen Werkzeugen bearbeitet werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Haltearme an der Werkzeughalterung sternförmig angeordnet, wobei der Stern mittels eines Aktors um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist.

Der Stern ist dazu im Wesentlichen flächig ausgebildet, wobei die Haltearme vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Sterns verteilt sind, d.h., dass die Winkel zwischen zwei benachbarten Haltearmen gleich groß sind. Mittels eines solchen in Drehrichtung positionierbaren Sterns kann ein Anstellwinkel eines Werkzeugs eingestellt werden und ein Wechsel unterschiedlicher Werkzeuge kann schnell erfolgen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist an der Vorrichtung wenigstens eine Fräsvorrichtung und/oder Bohrvorrichtung zum Einbringen und/oder Wiederherstellen von Bohrungen und/oder Nuten in die verschweißten Kunststoffprofile vorgesehen, wobei die Fräsvorrichtungen vorzugsweise Schaftfräser, Walzenfräser und/oder Scheibenfräser sind.

In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Fräsvorrichtung im Bereich des Führungsarms angeordnet.

Mittels der Fräsvorrichtungen können beispielsweise Nuten für Dichtungsbänder oder Ausnehmungen für Beschläge erzeugt und/oder wiederhergestellt werden. Durch die Anordnung der Fräsvorrichtung an den Führungsarm oder in dessen Bereich entspricht die Positionierbarkeit der Fräsvorrichtung in etwa derjenigen der Werkzeugschneide.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind an dem Führungsarm und/oder der Befestigungsvorrichtung zwei in entgegengesetzte Richtungen angeordnete Schaftfräser und/oder Walzenfräser angeordnet, wobei die Fräser senkrecht zu einer durch die verbundenen Profilteile definierten Ebene ausgerichtet sind.

In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist an dem Führungsarm und/oder der Befestigungsvorrichtung ein Scheibenfräser angeordnet, wobei der Scheibenfräser parallel zu einer durch die verbundenen Profilteile definierten Ebene ausgerichtet ist.

Durch diese Anordnungen der genannten Fräsvorrichtungen ist es vorteilhaft möglich, in jede Fläche der zu bearbeitenden Eckverbindungen der Kunststoffprofile Nuten oder dergleichen einzubringen oder wiederherzustellen.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Aktoren Motoren, insbesondere Servomotoren oder dergleichen.

Bei den als Aktoren verwendeten Motoren, beispielsweise Elektro-, Hydraulik- oder Pneumatikmotoren, handelt es sich um Antriebe, deren Rotationswinkel sehr exakt eingestellt werden kann. Diese exakte Einstellung des Rotationswinkels kann beispielsweise noch mittels eines Getriebes oder dergleichen verbessert werden, auch können Servomotoren gut eingesetzt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Bearbeiten von Eckverbinden von verschweißten Kunststoffprofilen gelöst, dei dem die Werkzeugschneide an eine Verbindungsstelle eines Eckverbinders mit wenigstens zwei verschweißten Profilen zugeführt wird und die Werkzeugschneide sowohl horizontal als auch vertikal entlang einer Profilkontur der Verbindungsstelle geführt wird, wobei die Werkzeugschneide mittels eines Aktors um eine Rotationsachse während des Abfahrens der Profilkontur zum Einstellen eines Anstellwinkels der Werkzeugschneide gedreht wird.

Dadurch kann der Anstellwinkel der Werkzeugschneide relativ zur Profilkontur zu jedem Zeitpunkt des Abfahrens frei eingestellt werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Kontur der Verbindungsstelle mittels einer Steuerungsvorrichtung und/oder mittels Einspeichern der Kontur der Verbindungsstelle in die Steuerungsvorrichtung erfasst.

In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren automatisiert durchgeführt.

Manche der hier aufgezählten Merkmale und Eigenschaften, wobei die Aufzählung nicht erschöpfend ist, treffen sowohl auf das Verfahren als auch auf die Vorrichtung zu. Sie werden teilweise nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander sowohl für das Verfahren als auch für die Vorrichtung. Weiterhin ist die Reihenfolge der aufgeliste ten Merkmale nicht bindend sondern kann vielmehr entsprechend einer optimierten Vorrichtung bzw. eines optimierten Verfahrens geändert werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind. Einzelmerkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu sprengen. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Werkzeughalterung gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine Seitenansicht einer Werkzeughalterung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
3 eine Draufsicht der Werkzeughalterung gemäß 2 sowie
4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der 3.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10, ein sogenannter 3-Achs-Verputzer, weist eine erste horizontal angeordnete Tragschiene 12, eine zweite vertikal angeordnete Tragschiene 14, einen Führungsarm 16 sowie eine Werkzeughalterung 18 auf. Der 3-Achs-Verputzer 10 ist beispielsweise für die Bearbeitung von Rahmen 20 vorgesehen, beispielsweise von Fenster- oder Türrahmen, wobei der Rahmen 20 gemäß 1 vier Kunststoffprofile 22 aufweist, die an Verbindungsstellen 24 miteinander verschweißt sind. Mittels des erfindungsgemäßen 3-Achs-Verputzers 10 können alle Seiten eines Rahmens 20 bearbeitet werden, ohne dass der Rahmen 20 um eine zu einer Längsachse eines Kunst stoffprofils 22 parallel verlaufenden Achse gedreht werden muss, entsprechend einer Drehung des Rahmens 20 von seiner Vorderseite auf seine Rückseite. Lediglich eine Drehung des Rahmens 20 um eine Achse, die senkrecht zu einer von dem Rahmen definierten Ebene ausgerichtet ist, kann notwendig sein, um die einzelnen Ecken in den Eingriffsbereich von Werkzeugen 30 zu bringen. Der 3-Achs-Verputzer 10 ist insbesondere von Vorteil, um nicht dargestellte Schweißraupen an Inneneckbereichen 26 der Verbindungsstellen 24 bzw. an einen Radius aufweisenden Bereichen 28 der Verbindungsstellen 24 zu entfernen. Die Werkzeuge 30 zur Bearbeitung von Verbindungsstellen 24 sind somit parallel zu einer horizontal verlaufenden Achse 32 und einer vertikal verlaufenden Achse 34 linearbeweglich sowie um eine Achse 36 drehbar gelagert.
Um einen Rahmen 20 an seiner Unterseite bearbeiten zu können, also an der Seite des Rahmens 20, die einer Standfläche des 3-Achs-Verputzers 10 zugewandt ist, werden die Werkzeuge 30 mittels der möglichen Linearbewegungen aus einem Bereich oberhalb des Rahmens 20 um den Rahmen 20 herum in einen Bereich unterhalb des Rahmens 20 geführt. Dadurch kann die Unterseite des Rahmens 20 auf die gleiche Weise bearbeitet werden wie die Oberseite. Dadurch wird außerdem erreicht, dass es für die Bearbeitung des Rahmens 20 nicht relevant ist, ob die Vorderseite oder die Rückseite des Rahmens 20 der Standfläche des 3-Achs-Verputzers 10 zugewandt ist.
Die horizontale Tragschiene 12 weist einen U-förmigen Bereich 38 auf, mittels dem die Vorrichtung 10 auf einem nicht dargestellten Unterbau angeordnet werden kann. Ausgehend von dem U-artigen Bereich 38 erstreckt sich ein plattenartiger Schenkel nach oben. An diesem plattenartigen Schenkel ist eine zwei parallele Linearführungsschienen 40, 42 aufweisende Linearführung angeordnet, wobei die Linearführungsschiene 42 eine Verzahnung 44 für den Eingriff mit einem nicht dargestellten Zahnrad aufweist. Die Linearführungsschienen 40, 42 sind im Abstand zueinander auf dem Schenkel angeordnet, wobei dieser Abstand so groß gewählt ist, dass ein mit beiden Linearführungsschienen 40, 42 in Eingriff stehendes Bauteil im Wesentlichen unempfindlich auch gegen nur geringes Schwanken und/oder Kippen ist. Die Tragschiene 12 stellt die fixierte Basis der Vorrichtung 10 dar, zu der sämtliche möglichen Bewegungen relativ ausgeführt werden.
Die Verbindung der Tragschiene 12 mit dem nicht dargestellten Unterbau kann beispielsweise mittels Verschrauben und/oder Verschweißen erfolgen. Der Unterbau kann Teil einer ebenfalls nicht dargestellten Fertigungsstraße sein, mittels der Rahmen 20 hergestellt werden.
An der plattenartigen vertikalen Tragschiene 14 sind nicht dargestellte Gegenstücke für die Linearführungsschienen 40, 42 der horizontalen Tragschiene 12 angeordnet, so dass die Tragschiene 14 parallel zur Achse 32 linearbeweglich zur Tragschiene 12 angeordnet ist. Die Bewegung der Tragschiene 14 wird mittels eines Aktors 46 erzeugt, auf dessen Achse ein nicht dargestelltes Zahnrad angeordnet ist, das mit der Verzahnung 44 der Linearführungsschiene 42 kämmt. Es ist jedoch auch möglich, die Bewegung anstatt mittels der Verzahnung 44 an der Linearführungsschiene 42 mittels irgendeinem anderen mechanischen und/oder elektrischen Linearantrieb zu erzeugen, beispielsweise mittels einer Kugelumlaufspindel. Der Aktor 46 ist als Elektromotor ausgebildet. Die Gegenstücke der Tragschiene 14 für die Linearführungsschienen 40, 42 greifen auf unterschiedliche Weisen an den Linearführungsschienen 40, 42 an. So wird die Linearführungsschiene 40 aus einer Richtung mit ihrem Gegenstück in Eingriff gebracht, die senkrecht zu einer von der Tragschiene 14 definierten Ebene von der Tragschiene 14 auf die Tragschiene 12 zu verläuft. Die Linearführungsschiene 42 wird im Unterschied dazu aus einer Richtung mit ihrem Gegenstück in Eingriff gebracht, die parallel zu der von der Tragschiene 14 definierten Ebene und in der Betrachtungsebene der 1 nach unten verläuft. Entgegengesetzt zu dieser Richtung ist das Zahnrad mit der Verzahnung 44 der Linearführungsschiene 42 in Eingriff gebracht. Durch die Anordnung der Gegenstücke in der beschriebenen Weise ruht das Gewicht der Tragschiene 14 und aller daran angeordneter Teile vornehmlich auf der Linearführungsschiene 42. Die Linearführungsschiene 40 dient dann vornehmlich als Sicherung gegen Verkippen und schwenken der Tragschiene 14.
Die Tragschiene 14 weist ihrerseits eine Linearführung mit zwei Linearführungsschienen 48, 50 auf, wobei die Linearführungsschiene 50 mit einer Verzahnung 52 versehen ist. Die Linearführungsschienen 48, 50 sind voneinander so weit beabstandet an der Tragschiene 14 angeordnet, dass ein mit beiden Linearführungsschienen 48, 50 in Eingriff stehendes Bauteil im Wesentlichen unempfindlich auch gegen nur geringes Schwanken und/oder Kippen ist, sondern präzise geführt ist.
Mit den Linearführungsschienen 48, 50 der Tragschiene 14 stehen Gegenstücke 54 in Eingriff, die mittels Distanzstücken an dem Führungsarm 16 angeordnet sind. Der Führungsarm 16 ist somit parallel zur Achse 34 linearbeweglich relativ zum Träger 14 angeordnet. Diese Linearbewegung wird mittels eines Aktors 56 erzeugt, an dessen Achse ein nicht dargestelltes Zahnrad angeordnet ist, das mit der Verzahnung 52 der Linearführungsschiene 50 kämmt. Es ist jedoch auch möglich, die Bewegung anstatt mittels der Verzahnung 52 an der Linearführungsschiene 50 mittels irgendeinem anderen mechanischen und/oder elektrischen Linearantrieb zu erzeugen, beispielsweise mittels einer Kugelumlaufspindel. Die Gegenstücke 54 des Führungsarms 16 für die Linearführungsschienen 48,50 greifen auf unterschiedliche Weisen an den Linearführungsschienen 48, 50 an. So wird die Linearführungsschiene 48 aus einer Richtung mit ihrem Gegenstück 54a in Eingriff gebracht, die senkrecht zu der von der Tragschiene 14 definierten Ebene auf den Führungsarm 16 zu verläuft. Die Linearführungsschiene 50 wird im Unterschied dazu aus einer Richtung mit ihrem Gegenstück 54b in Eingriff gebracht, die parallel zu der von der Tragschiene 14 definierten Ebene und parallel zum Verlauf des Führungsarms 16 verläuft. Entgegengesetzt zu dieser Richtung ist das Zahnrad mit der Verzahnung 52 der Linearführungsschiene 50 in Eingriff gebracht.
Mittels der Aktoren 46, 56 und der Linearführungen der Tragschienen 12, 14 kann der Führungsarm 16 also einer beliebigen Kontur folgend bewegt werden, die parallel zu einer durch die Achsen 32, 34 aufgespannten Ebene liegt.
In einem Endbereich 58 des Führungsarms 16 steht der Führungsarm 16 mit der Werkzeughalterung 18 in Eingriff, wobei der Endbereich 58 dem die Gegenstücke 54 aufweisenden Endbereich 60 des Führungsarms 16 gegenüberliegt.
An dem Führungsarm 16 ist eine Fräsvorrichtung 62 mit einem Scheibenfräser 64 angeordnet, wobei der Scheibenfräser 64 so ausgerichtet ist, dass er parallel zu einer durch den Rahmen 20 definierten Ebene ausgerichtet ist.
Die an dem Führungsarm 16 angeordnete Werkzeughalterung 18 weist eine Befestigungsvorrichtung 66, einen Werkzeugstern 68, einen als Servomotor ausgebildeten Aktor 70 sowie Fräsvorrichtungen 72 auf. Zwischen der Werkzeughalterung 18 und dem Führungsarm 16 ist eine Linearführung 79 sowie eine Brems- und/oder Blockiervorrichtung vorgesehen, auf die in Bezug auf die folgenden Abbildungen noch näher eingegangen werden wird.
An dem Werkzeugstern 68 sind Haltearme 74 vorgesehen, die gleichmäßig verteilt über den Umfang des Werkzeugsterns 68 angeordnet sind. An den vom Mittelpunkt des Werkzeugsterns 68 entfernt liegenden Enden der Haltearme 74 sind die messerartigen Werkzeuge 30 angeordnet, wobei die Werkzeuge 30 mittels nicht dargestellter elastischer Elemente an den Haltearmen 74 gelagert sind. Der Werkzeugstern 68 steht mit einer Achse des an der Befestigungsvorrichtung 66 angeordneten Aktors 70 in Eingriff, so dass der Werkzeugstern 68 um die Achse 36 gedreht werden kann, wobei eine Längsachse des Aktors 70 mit der Achse 36 zusammenfällt. Die drehbare Lagerung des Werkzeugsterns 68 dient dazu, dass ein Anstellwinkel einer Werkzeugschneide des messerartigen Werkzeugs 30 beim Abfahren der Verbindungsstelle 24 mit der Schneide im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Weiterhin dient die Drehbarkeit des Sterns 68 dazu, dass unterschiedlich geformte Werkzeuge 30, die mit den verschiedenen Haltearmen 74 in Eingriff stehen, entsprechend der Kontur des Inneneckbereichs gewählt werden können.
Um von einem Inneneckbereich 26 einer Verbindungsstelle 24 nicht dargestellte Schweißraupen mittels des 3-Achs-Verputzers 10 zu entfernen, wird zur Initialisierung zuerst die Kontur der Verbindungsstelle 24 in eine Steuerungsvorrichtung des 3-Achs-Verputzers 10 eingelesen oder in diese einprogrammiert. Entsprechend der Geometrie der Verbindungsstelle 24, d.h. je nach Verlauf der Oberflächen der Profile 22, die sich in der Verbindungsstelle 24 treffen, wobei derjenige Verlauf ausschlaggebend ist, der einer durch die Verbindungsstelle 24 definierten Ebene zu erkennen ist, wird eine Schneide des Werkzeugs 30 mittels des Aktors 70 in eine Bearbeitungsposition gedreht. Die Schneide wird mittels der überlagerten Linearbewegungen parallel zu den Achsen 32, 34 entlang der Profilkontur der Verbindungsstelle 24 geführt. Mittels des Aktors 70 wird dabei dafür gesorgt, dass der Anstellwinkel der Schneide des Werkzeugs 30 immer so gewählt ist, dass durch die Bearbeitung des jeweiligen Bereichs der Verbindungsstelle 24 ein im Wesentlichen optimales Bearbeitungsergebnis am bearbeiteten Bereich erzielt wird.
Der Anstellwinkel der Schneide relativ zur Verbindungsstelle 24 ist dazu vollständig variabel einstellbar. So wird die Werkzeugschneide entlang der gesamten Profilkontur geführt. Verändert sich die Geometrie des Inneneckbereichs 26 derart, dass mittels des gewählten Werkzeugs kein zufriedenstellendes Ergebnis mehr erzielt werden kann, wird mittels des Aktors 70 ein anderes Werkzeug 30 in die Bearbeitungsposition gedreht, wobei das andere Werkzeug dann eine der geänderten Geometrie angepasste Kontur aufweist.
Mittels der Linearführung 79 ist die Befestigungsvorrichtung 18 parallel zur Rotationsachse 36 bewegbar. Diese Bewegung dient zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Kunststoffprofile 22a, 22b, die im allgemeinen in einen Bereich von wenigen zehntel Millimetern liegen. Durch die Toleranzabweichungen der Profile verschiebt sich die Verbindungsstelle 24 der Kunststoffprofile 22 um ein geringes Maß. Wird eine Werkzeugschneide 30 auf eine Verbindungsstelle 24 zugestellt, wird die gesamte Werkzeughalterung 18 mittels der Verbindungsstelle 24, und damit auch die Schneide des jeweiligen Werkzeugs 30, passiv, d.h. ohne zusätzlichen Aktor oder dergleichen exakt zur Verbindungsstelle 24 ausgerichtet, indem das Werkzeug 30 an einem der Kunststoffprofile 22, beispielsweise dem Profil 22a, entlang gleitet, bis es in der Verbindungsstelle 24 an beiden Kunststoffprofilen 22a, 22b anliegt und damit genau mittig zur Verbindungsstelle 24 platziert ist. Ist die Werkzeughalterung 18 zur Verbindungsstelle 24 ausgerichtet, wird die mittels der Linearführung 79 ermöglichte Linearbewegung der Werkzeughalterung 18 mittels einer Brems- und/oder Blockiervorrichtung unterbunden, auf die in Bezug auf eine nachfolgende Darstellung näher eingegangen wird, so dass der gesamte Verlauf der Schweißnaht der Verbindungsstelle 24 exakt bearbeitet werden kann.
Die Werkzeughalterung 18 gemäß 2 unterscheidet sich von der Werkzeughalterung 18 gemäß 1 dahingehend, dass der Aktor 70 nicht koaxial sondern parallel und beabstandet zur Rotationsachse 36 des Werkzeugsterns 68 angeordnet ist. Der Aktor 70 in seiner Anordnung gemäß 2 treibt mittels eines in 4 dargestellten Riemenantriebs den Werkzeugstern 68 zu einer Drehbewegung an. Alternativ könnte der Aktor auch senkrecht zu der Rotationsachse 36 des Werkzeugs ausgerichtet angeordnet sein, wobei dann gegebenenfalls ein entsprechendes Getriebe nötig wäre.
An dem Werkzeugstern gemäß 2 sind vier Haltearme 74a, 74b, 74c, 74d angeordnet, an denen jeweils anders ausgebildete Werkzeuge 30a, 30b, 30c, 30d angeordnet sind. So weisen die Werkzeuge 30a, 30b bei Ansicht der bei der Bearbeitung einer Verbindungsstelle der Verbindungsstelle zugewandten Konturen 76a, 76b eine unterschiedliche Gestalt auf, so dass diese Werkzeuge 30a, 30b für unterschiedliche Geometrien einer zu bearbeitenden Verbindungsstelle herangezogen werden können, vorzugsweise in den Inneneckbereichen der Verbindungsstelle. Mittels des Werkzeugs 30c können ebenso wie mit dem Werkzeug 30d Verbindungsstellen bearbeitet werden, die parallel zu einer durch den Rahmen 20 der 1 definierten Ebene verlaufen.
Die an der Befestigungsvorrichtung 18 vorgesehene Linearführung 79 weist zwei parallele Linearführungsschienen 80 auf, mittels derer die Befestigungsvorrichtung 18 senkrecht zur Betrachtungsebene der 2 und somit parallel zur Rotationsachse 36 bewegbar ist.
Die Fräsvorrichtungen 72, die an der Werkzeughalterung 18 angeordnet sind, sind als Schaftfräser 82 ausgebildet. Mittels der Schaftfräser 82 können, ebenso wie mit dem Scheibenfräser 64 in 1, Ausnehmungen, beispielsweise Nuten, in die Kunststoffprofile neu eingebracht oder wieder hergestellt werden, wenn sie beispielsweise beim Verschweißen der Kunststoffprofile in ihrer Geometrie verändert wurden.
Aus der Draufsicht der Werkzeughalterung 18 gemäß 3 sind unterschiedliche Konturen 67 der Messerschneiden 84 ersichtlich. So weist die Messerschneide 84a im Wesentlichen eine Trapezform, die Messerschneide 84b im Wesentlichen eine Dreiecksform und die Messerschneide 84c im Wesentlichen eine Rechteckform auf. Weiterhin ist ersichtlich, dass das Werkzeug 30b zwei Schneiden 84b aufweist, die symmetrisch zu einer Mittelebene 75 des Haltearms ausgebildet ist, wobei die Mittelebene 75 senkrecht auf der Betrachtungsebene der 3 steht und die Rotationsachse 36 auf der Mittelebene 75 liegt. Dadurch können diagonal zueinander angeordnete Verbindungsstellen der zu bearbeitenden Rahmen in einem Arbeitsgang bearbeitet werden, indem die Werkzeugschneide 84b an einer ersten Verbindungsstelle ziehend und an einer diagonal der ersten Verbindungsstelle gegenüberliegenden zweiten Verbindungsstelle schiebend entlang der Kontur der Verbindungsstelle geführt wird.
Mittels einer Verstellvorrichtung 90, die an einem Basisarm 91 der Befestigungsvorrichtung 66 angeordnet ist und die mit dem Aktor 70 in Eingriff steht, kann der Aktor 70 parallel zu Linie IV-IV linear verschoben werden. Die Einstellvorrichtung 90 dient zum Spannen eines biegeschlaffen Übertragungselements, mittels dem die Drehung der Achse des Servomotors 70 den Werkzeugstern 68 übertragen wird.
4 zeigt eine Schnittansicht der Werkzeughalterung 18 entlang der Linie IV-IV der 3. Wie der 4 zu entnehmen ist, ragt der Servomotor mit einem Fortsatz 86 in eine langlochförmige Ausnehmung 88 hinein, die in dem Basisarm 91 vorgesehen ist. Wegen der langlochförmigen Ausnehmung 88, in die der Fortsatz 86 eingreift, ist der Servomotor mittels der Einstellvorrichtung zum Spannen des biegeschlaffen Übertragungselements 92, beispielsweise eines Zahnriemens oder dergleichen, linearverschiebbar. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da der Be reich, in dem der Werkzeugstern angeordnet ist, auf diese Weise schlank gehalten werden kann.
In 4 ist weiterhin eine Rückstellvorrichtung 94 zu erkennen, die einen konisch zulaufenden Stift 96 sowie eine Ausnehmung 98 aufweist, in die der Stift 96 eingreift. Die Rückstellvorrichtung 94 wird mittels eines nicht dargestellten Aktors angetrieben, beispielsweise einem Hubzylinder. Die Rückstellvorrichtung 94 dient dazu, die Werkzeughalterung 18 beispielsweise zum Werkzeugwechsel zu fixieren, sowie um die Werkzeughalterung nach einem Bearbeitungsschritt in eine definierte Ausgangsstellung zurückzubringen.
Die Linearführung 79 ist mit Bremsvorrichtungen 100 versehen, die seitlich an den Linearführungsschienen 80 angreifen und mittels denen eine Linearbewegung der Werkzeughalterung während eines Bearbeitungsschrittes unterbunden wird, so dass das Werkzeug fixiert ist.
Die Werkzeughalterung 18 steht mittels der Linearführungsschienen 80 mit einer Adapterplatte 102 in Eingriff, mittels der die Werkzeughalterung 18 mit dem Führungsarm verbunden werden kann. Die Adapterplatte 102 erlaubt es beispielsweise, die Werkzeughalterung 18 durch Umgestaltung der Adapterplatte 102 an sich verändernde Gegebenheiten und Geometrien der Kunststoffprofilrahmen anzupassen.

Claims

Vorrichtung zum Bearbeiten von Eckverbindungen verschweißter Kunststoffprofile (22), insbesondere zum Entfernen von Schweißraupen in Inneneckbereichen, Ober- und Unterseite der Eckverbindung (26), mit wenigstens einem messerartigen Werkzeug (30) und einer Werkzeughalterung (18), dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellvorrichtung (12, 14, 16) zum Bewegen einer Schneide (84) des Werkzeugs (30) in wenigstens zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufende Richtungen (32, 34) zum Abfahren einer Profilkontur einer Verbindungsstelle (24) der Kunststoffprofile (22) und ein Aktor (70) zum Einstellen eines Anstellwinkels der Schneide (84) relativ zur Profilkontur der Verbindungsstelle (24) um eine Rotationsachse (36) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Linearführung (79) vorgesehen ist, mittels der die Werkzeugschneide (84) zum Ausrichten der Werkzeugschneide (84) relativ zur Verbindungsstelle (24) parallel zur Rotationsachse (36) verschiebbar gelagert ist, wobei die Linearführung (79) mittels einer Bremsvorrichtung (100) und/oder einer Blockiervorrichtung blockierbar ist, um die Werkzeugschneide (84) in einer Richtung parallel zur Rotationsachse (36) festzulegen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung (18) eine Befestigungsvorrichtung (66) aufweist, die an der Linearführung (79) angreift und die mittels der Bremsvorrichtung (100) und/oder Blockiervorrichtung an der Linearführung (79) festlegbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Tragschienen (12, 14) zum Bewegen der Werkzeugschneide (84) entlang der Profilkon tur sowie ein Führungsarm (16) vorgesehen sind, wobei die Werkzeughalterung (18) an dem Führungsarm (16) angreift.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Befestigungsvorrichtung (66) in Eingriff stehende Linearführung (79) an einem Ende des Führungsarms (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugschneide (84) mittels einer Rücksetzvorrichtung (94) der Linearführung (79) in eine Ausgangsstellung relativ zu dem Führungsarm (16) überführbar und festlegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücksetzvorrichtung (94) einen konisch zulaufenden Stift (96) aufweist, der zum Rücksetzen der Werkzeugschneide (84) in eine Ausnehmung (98) eingreift.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung (18) wenigstens einen Haltearm (74) aufweist, an dem das Werkzeug (30) federnd gelagert ist und der um die Rotationsachse (36) drehbar gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung (18) mehrere Haltearme (74) aufweist, vorzugsweise zwischen zwei und vier, an denen jeweils wenigstens ein Werkzeug (30) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltearme (74) an der Werkzeughalterung (18) stern förmig angeordnet sind, wobei der Stern (68) mittels des Aktors (70) um die Rotationsachse (36) drehbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Fräsvorrichtung (62, 72) und/oder Bohrvorrichtung zum Einbringen und/oder Wiederherstellen von Bohrungen und/oder Nuten in die verschweißten Kunststoffprofile (22) vorgesehen ist, wobei die Fräsvorrichtung (62, 72) insbesondere Schaftfräser (82), Walzenfräser und/oder Scheibenfräser (64) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Fräsvorrichtung (62, 72) und/oder Bohrvorrichtung im Bereich des Führungsarms (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Führungsarms (16) zwei in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtete Schaftfräser (72, 82) und/oder Walzenfräser angeordnet sind, wobei die Fräser (72, 82) senkrecht zu einer durch die verschweißten Kunststoffprofile (22) definierten Ebene ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Führungsarms (16) ein Scheibenfräser (62, 64) angeordnet ist, wobei der Scheibenfräser (62, 64) parallel zu einer durch die verschweißten Kunststoffprofile (22) definierten Ebene ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoren (46, 56, 70) als Motoren ausgebildet sind, insbesondere Servomotoren.
Verfahren zum Bearbeiten von Eckverbindungen von verschweißten Kunststoffprofilen (22) mit den Schritten: Zuführen der Werkzeugschneide (84) an eine Verbindungsstelle (24) eines Eckverbinders mit wenigstens zwei verschweißten Profilen (22) und horizontales sowie vertikales Führen der Werkzeugschneide (84) entlang einer Profilkontur der Verbindungsstelle (24), gekennzeichnet durch Drehen der Werkzeugschneide (84) mittels eines Aktors (70) um eine Rotationsachse (36) während des Abfahrens der Profilkontur zum Einstellen eines Anstellwinkels der Werkzeugschneide (84).
Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Einstellen einer vertikalen und horizontalen Relativposition der Werkzeugschneide (84) zur Verbindungsstelle (24) mittels linearbeweglicher Tragschienen (12, 14) zum Abfahren der Profilkontur der Verbindungsstelle (24).
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, gekennzeichnet durch Ausrichten der Werkzeugschneide (84) relativ zur Verbindungsstelle (24) linear parallel zum Verlauf der Rotationsachse (36) mittels Zustellen der Werkzeugschneide (84) an die Verbindungsstelle (24), insbesondere ohne zusätzliche Antriebsvorrichtungen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch Erfassen der Kontur der Verbindungsstelle (24) mittels einer Steuerungsvorrichtung und/oder Einspeichern der Kontur der Verbindungsstelle (24) in die Steuerungsvorrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren automatisiert durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 durchgeführt wird.