DE1479482B2

DE1479482B2 -

Info

Publication number: DE1479482B2
Application number: DE1479482A
Authority: DE
Inventors: Guenter 7900 Ulm Poeschel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1974-05-16
Also published as: DE1479482A1; DE1479482C3

Description

Dies wird erfindungsgemäß bei einer Schweißmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen erreicht.

Durch Einstellung des Druckmitteldrucks läßt sich somit eine bestimmte, von den Schlitten ausgeübte Antriebskraft und damit der gewünschte Druck auf die zu erwärmenden bzw. zu verschweißenden Flächen erzielen. Die Einstellung des Druckmitteldrucks erfolgt in einfacher Weise durch Wahl der Form der Steuerkurve.

Es wird nicht eine irgendwie beliebig angeordnete Steuerkurve verwendet, sondern die Steuerkurve wird durch die Bewegung der Kolben-Zylinder-Einheit selbst gesteuert, derart, daß sie bei aufeinanderfolgenden Hüben und Gegenhüben des beweglichen Teils der Kolben-Zylinder-Einheit immer in derselben Richtung weiterläuft. Auf diese Weise läßt sich ein automatisch fortlaufendes Steuerprogramm mit sehr einfachen Mitteln ausführen, und zwar ohne Verwendung eines besonderen Steuermotors. Die Steuerkurve sorgt dafür, daß das Druckmittel abwechselnd der einen und der anderen Seite des Arbeitszylinders zugeführt wird, so daß der Arbeitszylinder ein fortlaufendes Programm von Hüben und Gegenhüben ausführt, wie es nötig ist, damit zunächst die Profilenden an die Heizplatte angedrückt, dann von dieser entfernt und nach dem Ausfahren der Heizplatte zum Verschweißen aneinandergedrückt werden. Hierbei kann der Druckmitteldruck jeder Phase des Verfahrens angepaßt werden. So kann er — was erwünscht ist — beim Aufheizen der Profilenden klein gehalten und während der fortschreitenden Erwärmung gesenkt werden. Dagegen kann er beim Aneinanderdrücken der zu verschweißenden Profilenden höher gesteuert werden.

Durch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 kann die Schweißmaschine weiter automatisiert werden.

Als Druckmittel wird zweckmäßigerweise ein Druckgas, insbesondere Druckluft, verwendet. In diesem Fall ist es schwierig, den beweglichen Teil des Arbeitszylinders in eine definierte Stellung zwischen seinen Hubenden zu bringen. Dies ist aber beim Einspannen der Profilenden erwünscht. Die Profilenden lassen sich in einer definierten Stellung am einfachsten dann einspannen, wenn man sie hierbei zusammenstoßen läßt. Sie sollen aber nachträglich beim eigentlichen Schweißvorgang weiter gegeneinandergedrückt werden können, sollen aber auch zum Einführen der Heizplatte von der Einspannlage her nach außen geführt werden können. Man muß sie also in einer Zwischenstellung des Hubes des beweglichen Teils des Arbeitszylinders einspannen.

Dies wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 erreicht. Während der Bewegung der Steuerkurve wird der Anschlag auf diese Weise in die Bahn des beweglichen Teils des Arbeitszylinders gebracht, so daß er dann dessen Hub begrenzt. Die Einspannstellung für die Profilenden ist dann gegeben, wenn der bewegliche Teil des Arbeitszylinders an dem Anschlag stehengeblieben ist. Durch weitere Bewegung der Steuerkurve wird der Anschlag wieder aus seiner hubbegrenzenden Stellung entfernt.

Die französische Patentschrift 1 272 994 zeigt zwar einen den Hub der beweglichen Teile der Arbeitszylinder begrenzenden Anschlag (Kaliber), der quer zur Hubrichtung der Arbeitszylinder beweglich angeordnet und automatisch gesteuert ist. Abgesehen davon, daß diese bekannte Maschine nicht ausdrücklich für pneumatischen Betrieb bestimmt ist, muß dort der Anschlag durch eine eigene Kolben-Zylinder-Einheit besonders angetrieben und zwischen die zu verschweißenden Profilenden eingeführt werden, während im Gegensatz dazu bei der Erfindung der Anschlag ohne einen besonderen eigenen Antrieb in

ίο Antriebsverbindung mit der Steuerkurve steht. Dadurch wird die Anordnung gegenüber der bekannten Maschine ebenfalls vereinfacht, und der Anschlag kommt selbsttätig im richtigen Augenblick zur Wirkung.

Zum Antrieb der Steuerkurve oder -kurven in nur einem Richtungssinn vom beweglichen Teil der Kolben-Zylinder-Einheit her sind verschiedene Mittel anwendbar, z. B. könnte man Schubklinken verwenden. Soll ein derartiger Klinkenmechanismus nicht nur bei der einen Hubrichtung, sondern bei beiden Hubrichtungen arbeiten, so müßte er verhältnismäßig kompliziert ausgebildet sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird daher der erforderliche Einwegantrieb der Steuerkurve oder Steuerkurven durch die in Anspruch 4 genannten Maßnahmen erzielt.

Der von dem beweglichen Teil des Arbeitszylinders angetriebene Mitnehmer bewegt sich quer zur Bewegungsrichtung der Förderkurve hin und her. Er schiebt diese dabei jeweils ein Stück vorwärts, bis der bewegliche Teil seine Bewegungsrichtung umkehrt. Dann -trennt sich der Mitnehmer von der Führungsfläche,, und trifft auf eine in Gegenschrägrichtung angeordnete, so daß er durch diese die Förderkurve wieder im gleichen Bewegungssinn weiterschiebt usf. Durch einen sehr einfachen Bauteil wird also die Hin- und Herbewegung des beweglichen Teils des Arbeitszylinders in eine schrittweise Bewegung gleichbleibender Richtung umgewandelt.

Werden die Profilenden von Hand ein- und ausgespannt, so ist es vorteilhaft, einen Teil des Bewegungsablaufs nicht zu automatisieren, sondern auf Wunsch von Hand durchzuführen. Zu diesem Zweck sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die in Anspruch 5 genannten Merkmale vorgesehen. Befindet sich der Mitnehmer innerhalb des geraden Stücks, so kann die Förderkurve von Hand, ohne Behinderung durch den beweglichen Teil des Arbeitszylinders, weiterbewegt werden. Man hat dann beliebig Zeit für das Ein- und Ausspannen sowie für das Reinigen der Heizplatte. Gegen Ende der von Hand durchgeführten Bewegung wird über eine der Steuerkurven der Arbeitszylinder wieder mit Druckmittel beliefert, wodurch der automatische Bewegungsablauf wieder eingeleitet ist. Die Förderkurve könnte zwar auf einem Schlitten angeordnet sein, der am Ende eines Bewegungsablaufs wieder in seine Ausgangsstellung von Hand zurückgeschoben wird. Vorteilhafter ist jedoch in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6 die Verwendung eines Rotationssystems.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben.
F i g. 1 ist eine schematische Unteransicht der Vorrichtung und zeigt im Schnitt schematisch Teile der automatischen Steuerung;

Fig. 2 ist ein lotrechter Mittelschnitt durch die Vorrichtung im Einspannzustand;

F i g. 3 ist eine Abwicklung der Förderkurve;

F i g. 4 ist ein Teilschnitt entsprechend F i g. 2, jedoch in einer Phase des Heizvorgangs.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, besitzt die Maschine vier Einspannschlitten 1, die auf einem Maschinengehäuse 3 rechtwinklig zueinander verschiebbar gelagert sind. Jeder Schlitten besitzt eine Exzenterspannvorrichtung 5 zum Einspannen je eines Profilendes 7. Ein im Maschinengehäuse drehbar gelagerter Ring 9 ist über vier Lenker 11 mit je einem Einspannschlitten 1 verbunden. Wird der Ring gedreht, so bewegen sich die Schlitten einwärts oder auswärts.

Zum Drehen des Schlittens ist an diesem ein Arm 13 starr befestigt, dessen freies Ende an die Kolbenstange 15 des Arbeitszylinders 17 angelenkt ist. Der Arbeitszylinder ist an der Seitenwand des Gehäuses 3 befestigt.

Zum Heizen der zu verschweißenden Flächen dienen Heizplatten 19. Für den dargestellten Fall einer Kreuzschweißung sind zwei sich kreuzende Heizplatten vorgesehen, für T-, L- und einfache Stumpfschweißungen werden entsprechende andere Anordnungen von Heizplatten verwendet. Unterhalb der Heizplatten ist gehäusefest ein weiterer Arbeitszylinder 21 angeordnet, dessen Kolbenstange 23 mit den Heizplatten 19 verbunden ist. Durch Betätigung des Zylinders 21 können die Platten gehoben und gesenkt werden.

Zur automatischen Steuerung dienen Steuerkurven 25, die auf Impulsventile 27, einen elektrischen Schalter 29 und einen Druckregler 31 einwirken. Die Impulsventile 27 steuern die Zufuhr von Druckluft zu dem einen oder anderen Ende der Arbeitszylinder 17 oder 21. Der elektrische Schalter 29 dient zum

ίο Ein- und Ausschalten des Heizstroms. Durch den Druckregler 31 wird, unabhängig von den übrigen Steuervorgängen, die Höhe des Druckluftdrucks verändert. Die Druckluftleitungen und die elektrischen Leitungen sind nicht dargestellt.

is Zum Antrieb der Steuerkurven 25 dient die als hohlzylindrische Trommel ausgebildete Förderkurve 33, die mit den Steuerkurven 25 starr an einer gemeinsamen Welle 35 angebracht ist. Bei den Hin- und Herbewegungen des Kolbens 37 des Arbeitszylinders 17 wird die Förderkurve 33 durch einen Mitnehmerstift 39 gedreht. Der Stift ist fest mit der Kolbenstange 15 verbunden. Durch ein mit der Welle 35 drehfest verbundenes Handrad 41, das durch die Gehäusewand nach außen ein Stück hindurchragt, kann die Förderkurve 33 innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs von Hand gedreht werden.

Ein Schweißvorgang verläuft nach der folgenden Tabelle:

Stellung der Förder kurve 33	Einspann schlitten (Zylinder Yl)	Heizplatte (Zylinder 21J	Druck (Regler 31 j	Anschlag 45	Heizstrom (Schalter 29)	Erläuterungen
a				-■		Förderkurve 33 von Hand weiterdrehen
b		auf				Heizplatte eventuell reinigen
						Förderkurve 33 von Hand weiterdrehen
C		ab
	auswärts
d				hinein
	einwärts		sehr klein
e						Profilenden einspannen
	auswärts					Ventil für Zylinder 17 von Hand betätigen
f		auf	mittel	hinaus	ein
	einwärts		sinkt			Kunststoffflächen heizen
g					aus
	auswärts
h		ab
	einwärts		groß			Verschweißen
a						Ausspannen

7 8

An einer mit der Förderkurve 33 fest verbundenen schlag 45 in den Weg der Kolbenstange 15 gebracht,

Stirnplatte 43 ist der Anschlag 45 befestigt, der von und der Druck wird über den Druckregler 31 auf ein

der Förderkurve in die Bewegungsbahn der Kolben- Minimum herabgesetzt, damit die Kolbenstange 15

stange 15 geschwenkt werden kann. bei der nächsten Einwärtsbewegung der Spannschlit-

Die in F i g. 3 als Abwicklung dargestellte Förder- 5 ten möglichst sanft an den Anschlag stößt. In dieser

kurve 33 ist so ausgebildet, daß sie durch eine Hin- Stellung werden die Profilenden in die Spannschlit-

und Herbewegung des Mitnehmerstifts 39 in Rich- ten I eingespannt.

tung des Doppelpfeils 47 in einer gleichbleibenden Während in den Punkten c und d die eine der Drehrichtung schrittweise fortbewegt wird. Diese Steuerkurven 25 über eines der Ventile 27 jeweils die Drehrichtung ist durch den Pfeil 49 bezeichnet. Be- io Bewegungsrichtung des Kolbens 37 des Arbeitszylinwegt sich der Mitnehmerstift z. B. vom Punkt c her ders umkehrte, ist dies im Punkt e nicht der Fall, nach links, so trifft er auf die Führungskante 51 und damit beliebig viel Zeit zum Einspannen zur Ververschiebt die Kurve in Richtung des Pfeils 49, bis fügung steht. Nach dem Einspannen wird an einem der Mitnehmerstift im Punkt d angekommen ist. Be- besonderen, nicht dargestellten Handknopf ein Imwegt er sich dann wieder nach rechts, so trifft er auf 15 pulsventil betätigt, das den Arbeitszylinder 17 für die Führungskante 53 und bewegt die Kurve wieder- eine Auswärtsbewegung der Spannschlitten in Tätigum in Richtung des Pfeils 49. Im Punkt e angekom- keit setzt. An den folgenden Punkten /, g und h wird men, läuft der Mitnehmerstift nach links, trifft auf dann jeweils wieder die Bewegungsrichtung des die Führungskante 55 und bewegt die Kurve im Arbeitszylinders 17 selbsttätig umgeschaltet. Bei / gleichen Sinn weiter usf. Wesentlich ist, daß sich die 20 werden die Heizplatten hochgefahren, der Druck Führungskanten 51 bis 55 usw. überlappen, so daß wird auf einen mittleren Wert eingestellt, und der der Mitnehmerstift bei seiner geraden Rückbewegung Anschlag 45 wird aus der Bahn der Kolbenstange vom Ende der einen Führungskante her auf die geschwenkt. Der Heizstrom wird eingeschaltet. Bei nächste Führungskante trifft, die in Gegenschrägrich- der folgenden Einwärtsbewegung werden die Stirntung verläuft. Für Weiterdrehung von Hand besitzt 25 sehen der Profilenden gegen die Heizplatte gedrückt, die Förderkurve ein gerades Schlitzstück 57. so daß der Kunststoff zähflüssig wird. Bei dieser Bein die Abwicklung nach Fig. 3 ist schematisch wegung wird der Druck nach einem bestimmten erauch noch die Lage des Anschlags 45 eingezeichnet. wünschten Programm gesenkt. Anschließend wird Nach Abschluß eines Schweißvorgangs befindet der Heizstrom abgeschaltet, die Spannschlitten wersich die Förderkurve in der Stellung α gegenüber dem 30 den auswärts bewegt, und die Heizplatten werden Mitnehmerstift 39. Aus dieser Stellung wird sie mit gesenkt. Darauf werden die Spannschlitten wieder Hilfe des Handrads 41 weitergedreht bis zum Punkt b, einwärts bewegt und unter großem Druck aneinwo die Heizplatten 19 hochgefahren werden. Sie andergedrückt, so daß die Stirnflächen verschweißt können inspiziert und gereinigt werden. Die Förder- werden. Im Punkt α ist der automatische Vorgang kurve wird dann von Hand weitergedreht. Im Punkt c 35 beendet. Man kann nun warten, bis die Schweißstelle werden die Heizplatten wieder gesenkt. Nun beginnt abgekühlt ist, was durch Zuführung von Preßluft die selbsttätige Auswärts- und Einwärtsbewegung des beschleunigt werden kann. Dann werden die ver-Arbeitszylinders 17. Etwa im Punkt d wird der An- schweißten Profile ausgespannt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche· ^e Erfindung bezieht sich auf eine Schweißmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

1. Schweißmaschine für Kunststoffprofile mit Derartige Schweißmaschinen werden insbesondere Einspannschlitten für die zu verschweißenden zum Herstellen von Kunststoff-Fensterrahmen aus Profilenden und mit einer zwischen die zu ver- 5 Kunststoff-Hohlprofilen verwendet,
schweißenden Flächen einfahrbaren Heizplatte, Bei einer derartigen Maschine, die durch das wobei die Einspannschlitten durch mindestens deutsche Patent 1 128 631 bekanntgeworden ist, wereine druckmittelgesteuerte Kolben-Zylinder-Ein- den die eingespannten Profilenden gegen die in ihre heit aufeinander zu und voneinander weg beweg- Heizstellung eingefahrene Heizplatte gedrückt und bar sind, dadurch gekennzeichnet, daß io nach dem Erweichen des Kunststoffes wieder auseinzum Steuern des Druckmittels für die Kolben- anderbewegt, worauf die Heizplatte ausgefahren und Zylinder-Einheit (17, 37) nach Druckrichtung abgeschaltet wird. Sodann werden die Profilenden und Druckhöhe eine Steuerkurve (25) vorgesehen wieder gegeneinandergedrückt, bis sie miteinander ist, die durch den beweglichen Teil (37) der verschweißt sind. Die Bewegungen sollen durch Kolben-Zylinder-Einheit bei dessen Hin- und 15 Steuermittel hervorgerufen werden, ohne daß die Herbewegung in nur ein und demselben Rieh- Patentschrift aber Angaben über die Ausbildung der tungssinn antreibbar ist. Steuermittel macht.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch ge- Bei bekannten Schweißmaschinen für Kunststoffkennzeichnet, daß zur Steuerung weiterer Vor- Profile (französische Patentschrift 1 272 994, Patentgänge — insbesondere Ein- und Ausfahren der 20 schrift 21 804 des Amtes für Erfindungs- und Patent-Heizplatte, Ein- und Ausschalten des Heiz- wesen in Ost-Berlin) sind mindestens zwei, meist jestroms — weitere Steuerkurven (25) vorgesehen doch vier Schlitten vorgesehen, die auf einer kreuzsind, die mit der erstgenannten Steuerkurve ge- artigen Führung gegeneinander bewegt werden meinsam antreibbar sind. können, so daß man Kreuzschweißungen, T-Schwei-

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, einge- 25 ßungen, L-Schweißungen, aber auch einfache Stumpfrichtet für pneumatischen Betrieb, dadurch ge- schweißungen ausführen kann.

kennzeichnet, daß ein den Hub des beweglichen Der Hauptanspruch der vorliegenden Erfindung

Teils (Kolben 37) des Arbeitszylinders (17) be- geht von der durch die französische Patentschrift

grenzender Anschlag (45) quer zur Hubrichtung l 272 994 bekannten Schweißmaschine aus, bei der

des beweglichen Teils verstellbar angeordnet ist 30 jeder Schlitten durch eine eigene Kolben-Zylinder-

und in Antriebsverbindung mit mindestens einer Einheit bewegt wird. Die Steuerung des Druckmittels

der Steuerkurven (25) steht. für diese Kolben-Zylinder-Einheiten erfolgt elek-

4. Maschine nach einem der vorhergehenden irisch. Bei der bekannten Maschine sollen zwei für Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Erfolg der Schweißoperation wesentliche Größen Steuerkurve oder -kurven (25) in Antriebsverbin- 35 von vornherein festgelegt sein, nämlich das Maß der dung mit einer weiteren Kurve (Förderkurve 33) Aufheizung der miteinander zu verschweißenden stehen, deren Führungskanten (51, 53, 55) fisch- Stücke und das Maß der gegenseitigen Annäherung grätenartig schräg zur Bewegungsrichtung (49) der aufgeheizten Stücke beim Verschweißen. Von der Förderkurve (33) angeordnet sind, und daß einer Steuerung der Größe des Druckmitteldruckes der Anfang jeder Führungskante das Ende der 40 ist in der französischen Patentschrift nicht die Rede, vorangehenden und in Gegenschrägrichtung ver- Man muß also davon ausgehen, daß in den Kolbenlaufenden so überlappt, daß ein mit dem beweg- Zylinder-Einheiten immer der gleiche Druck und dalichen Teil (Kolben 37) des Arbeitszylinders (17) mit an den Profilenden immer die gleiche Kraft wirkverbundener Mitnehmer (39) bei Auswärts- sam wird, so daß bei unterschiedlicher Größe der zu bewegungen des beweglichen Teils nur auf Füh- 45 verschweißenden Flächen diese mit unterschiedlichen rungskanten (53) der einen Schrägrichtung und Drücken gegeneinandergepreßt werden, wodurch das bei Einwärtsbewegungen nur auf Führungskanten Ergebnis der Schweißung beeinträchtigt wird. Außer-(51, 55) der anderen Schrägrichtung trifft. dem hat die Praxis gezeigt, daß es ungünstig ist, die

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch ge- Profilenden mit jeweils gleichem Druck sowohl an kennzeichnet, daß die Förderkurve (33) zur 50 die Heizplatten als auch nach dem Ausfahren der Handbetätigung eine Handhabe (41) und ein in Heizplatten zum Verschweißen gegeneinander zu Bewegungsrichtung der Förderkurve verlaufendes drücken. Vielmehr ist es wünschenswert, den Angerades Stück des für den Mitnehmer (39) vor- preßdruck beim Aufheizen der Profilenden klein zu gesehenen Führungsschlitzes (57) aufweist. halten und während der Erwärmung noch zu ver-

6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch 55 mindern, dagegen beim Verschweißen den Anpreßgekennzeichnet, daß die Förderkurve (33) auf druck größer zu halten.

einer drehbar gelagerten zylindrischen Trommel Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den

vorgesehen ist, deren Achse parallel zur Hub- Bewegungsablauf der Maschine beim Schweißen

richtung des beweglichen Teils des Arbeitszylin- durch sehr einfache Mittel weitgehend zu automati-

ders (17) angeordnet ist, und daß die Steuer- 60 sieren und dabei den Anpreßdruck (kp/cm²) zwischen

kurven (25) Nockenscheiben sind, die insbeson- den Profilenden einstellbar zu machen, so daß für

dere auf einer gemeinsamen Achse (35) mit der jeden Kunststoff der geeignete Druck zum Ver-

Förderkurve (33) angeordnet sind. schweißen und für das Aufheizen ein niedrigerer

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch ge- Druck zum Anpressen der Profilenden an die Heizkennzeichnet, daß der Anschlag (45) an der 6₅ platte eingehalten werden kann. Je nach der Größe Trommel der Förderkurve (33) befestigt ist. der zu erwärmenden bzw. zu verschweißenden Flächen soll demnach auf die Schlitten eine größere

oder kleinere Kraft ausgeübt werden können.