DE19506236A1

DE19506236A1 - Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffprofilen

Info

Publication number: DE19506236A1
Application number: DE1995106236
Authority: DE
Inventors: Torsten Schirmer
Original assignee: Torsten Schirmer Maschine GmbH
Current assignee: AFS FEDERHENN MASCHINEN GMBH, 55469 SIMMERN, DE
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2015-02-24
Also published as: DE19506236B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Türen oder Fenster aus Kunststoff werden in der Regel nicht in einem Stück herge stellt, sondern es werden die horizontalen Seitenteile und die vertikalen Seitenteile zunächst als Einzelstücke gefertigt und dann an ihren Endstellen miteinander ver schweißt. Die Endstellen bilden einen Winkel von jeweils 45 Grad, so daß die Schen kel eines Fensters auf Gehrung verschweißt werden.

Das Verschweißen der einzelnen Schenkel erfolgt mittels besonderer Schweiß maschinen, mit denen entweder zwei oder vier Stellen gleichzeitig miteinander ver schweißt werden können. Man spricht dann von Zweistellen-Schweißautomaten oder Vierecken-Schweißautomaten. In der Richtlinie DVS (= Deutscher Verband für Schweißtechnik e. V., 2207, Teil 25 von Oktober 1989) sind Regeln zum Schweißen von thermoplastischen Kunststoffen, zum Heizelementstumpfschweißen und zum Schweißen von Fensterprofilen aus PVC-U (= Unplasticized Polyvinylchlorid) ange geben. Hiernach werden die Verbindungsflächen der zu schweißenden Profile am Heizelement unter Druck ausgeglichen, bis sie vollflächig anliegen. Das ist erreicht, wenn sich auf dem gesamten Profilumfang ein deutlich sichtbarer Wulst gebildet hat Das Angleichen wird durch Anschlag oder Steuerung der Arbeitstischbewegung ab geschlossen und geht direkt in das Anwärmen über. Dabei werden die Verbindungs flächen auf die Schweißtemperatur erwärmt und eine genügend tiefe Schmelze gebil det. Der Anwärmvorgang wird zeitabhängig gesteuert, wobei sich der Druck in der Fügefläche auf den Anwärmdruck reduzieren muß. Nach Ablauf der Anwärmzeit werden die Profile vom Heizelement gelöst und das Heizelement aus der Schweiß ebene entfernt. Unmittelbar danach werden die beiden Schweißflächen der Profile unter dem Fügedruck zusammengefügt. Der Fügeweg wird durch Anschlag oder Steuerung der Arbeitstischbewegung begrenzt. Der Fügedruck ist unter Berücksichti gung von Schmelzviskosität des Materials und Fügefläche des Profils so zu wählen (0,3 bis 0,7 N/mm²), daß der Anschlag erst in der zweiten Hälfte der Fügezeit er reicht wird. Nach Erreichen des Anschlags reduziert sich der Fügedruck in der Füge zone. Der Fügedruck nimmt dann infolge des Abkühlvorgangs weiter ab.

Es ist bereits eine Einrichtung an Stumpfschweißmaschinen für Kunststoffprofile be kannt, mit der die Schnittflächen mittels eines Heizelements erwärmt und dann zu sammengepreßt werden (DE-OS 17 78 488, DE-OS 17 79 073). Hierbei wird der An preßdruck beim Verschweißen der angeschmolzenen Profilenden geregelt. Dies ge schieht mittels eines Elektromagneten, dessen Anzugskraft für die Bewegung eines Hebels verwendet wird. Durch Verschieben des Magnets auf einer Gleitschiene läßt sich der Anpreßdruck beliebig einstellen.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung zum Verschweißen von Kunststoffprofilen sind verschiebbare Schlitten vorgesehen, auf die Kunststoffprofile aufgespannt sind, die mit ihren Endflächen verschweißt werden sollen (DE-AS 20 57 871). Durch Ver schieben der Schlitten werden die Endflächen der Kunststoffprofile gegen eine Heiz platte vorgeschoben und nach Entfernen der Heizplatte mit den erreichten Enden un ter mehrstufiger Kraftausübung zusammengedrückt.

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt, mit der die Enden zweier Kunststoffrohre miteinander verschweißt werden (GB-OS 2 038 436). Hierbei wird nur ein Rohr be wegt, während das andere Rohr ortsfest bleibt. Während des Verschweißens wird der für den Rohrdurchmesser und das Kunststoffrohrende geeignete Druck mittels eines Schalters ausgewählt.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Stumpfschweißen von Kunststoffrohren bekannt, bei der Fühler zur Feststellung des Ausmaßes der Linearbewegung der Rohre zuein ander vorgesehen sind (DE-OS 37 20 523). Bei einem bestimmten Maß an Linearbe wegung wird die auf die Rohre wirkende Antriebskraft abgeschaltet.

Wie sich aus dem vorstehend geschilderten Stand der Technik ergibt, ist es bereits bekannt, den Anpreßdruck beim Verschweißen von Kunststoffteilen zu verändern, und zwar sowohl in fest vorgegebenen Stufen als auch in Abhängigkeit von der Line arbewegung eines zu verschweißenden Teils.

Es ist weiterhin bekannt, einen einmal festgelegten Druck automatisch konstant zu halten (Japanische Patentanmeldung 4051811981) und die verschiedenen Zeiten, die für die Ausübung des Drucks, des Schweißens, des Aufheizens und des Festhaltens erforderlich sind, automatisch zu bestimmen (US-PS 4684430).

Um mehrere Kunststoff-Profile gleichzeitig miteinander zu verschweißen, sind soge nannte Mehrstellen-Schweißmaschinen bekannt, mit denen Kunststoff-Profile unter einem beliebigen Winkel miteinander verschweißt werden können (DE-OS 41 38 501). Hierbei ist jede Schweißvorrichtung in einer beliebigen Schwenkstellung am Maschinenbett festlegbar und die Positionieranschläge an der Auflagefläche sind re lativ zu der Schweißvorrichtung entlang einer Kreisbahn um eine vertikale Achse verstellbar.

Schließlich ist auch noch eine Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffprofi len bekannt, bei der das Abreißen von Schweißwülsten, die beim Verschweißen von Kunststoffprofilen entstehen, vermieden wird (DE-OS 42 41 828).

Nachteilig ist bei den vorbeschriebenen Vorrichtungen zum Verschweißen von Kunststoff-Profilen, daß bei zwei miteinander zu verschweißenden Profilen das eine Profil ortsfest und das andere Profil beweglich ist. Hierdurch entstehen beim Aufein anderdrücken der beiden zu verschweißenden Teile Paßungenauigkeiten. Insbesonde re dann, wenn alle vier Schenkel eines Fensters miteinander verschweißt werden, ent steht ein geometrisch nicht genau vorhersehbares Viereck. Auch die erreichte Festig keit der Schweißnähte ist wechselnd, je nachdem, wieviel Schmelze noch im Verbin dungsbereich verblieben ist und wieviel seitlich herausgedrückt wurde.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ver schweißen von Kunststoffprofilen zu schaffen, die eine hohe Paßgenauigkeit gewähr leistet.

Diese Ausgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß die Schenkel von Kunststoff-Fenstern und -Türen präzise und schnell zusammengefügt werden können. Die Rechteckmaße eines Fensters oder einer Tür werden exakt eingehalten, d. h. es werden weder die Außen- noch die Innenmaße verschoben. Auch die Recht eckform eines erfindungsgemäß hergestellten Fensters weicht nicht von der Ideal form ab, d. h. ein Verschieben der Spitzen gegeneinander findet beim Zusammen pressen der angeschmolzenen Flächen nicht statt.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Stumpfschweißvorrichtung alle relevanten Positionen fortwährend gemessen werden, können das Positionieren, das Anschmel zen und das eigentliche Stumpfschweißen optimal durchgeführt werden. Dabei kön nen die zurückgelegten Wege, die Drücke und die Zeit protokolliert werden, so daß später nachvollziehbar ist, unter welchen physikalischen Bedingungen die Schwei ßung vorgenommen wurde.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Gehrungen zweier Kunststoffschenkel, die durch einen Abstandhalter voneinander getrennt sind;

Fig. 2 die beiden Kunststoffschenkel gemäß Fig. 1, wobei der Abstandhalter weggenommen ist;

Fig. 3 die beiden Kunststoffschenkel gemäß Fig. 1 mit einem Heizschwert zwischen den Gehrungen;

Fig. 4 die beiden Kunststoffschenkel von Fig. 1 mit angeschmolzenen Gehrungen;

Fig. 5 die beiden Kunststoffschenkel von Fig. 4, wobei das Heizschwert entfernt ist;

Fig. 6 das Aufeinanderstoßen zweier angeschmolzener Gehrungen zum Zwecke des Verschweißens;

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Kräfteverhältnisse an einer Gehrung eines ersten Schenkels;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Kräfteverhältnisse an einer Gehrung eines zweiten Schenkels, der mit dem ersten Schenkel von Fig. 7 einen Winkel von 90 Grad einschließt;

Fig. 9 zwei miteinander verschweißte Kunststoffschenkel, die an der Schweiß stelle eine Schweißnaht aufweisen;

Fig. 10 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vierkopf-Schweiß vorrichtung, mit der vier Schenkel verschweißt werden;

Fig. 11 die Vorrichtung gemäß Fig. 10, jedoch mit zusammengedrückten Kunststoffschenkeln;

Fig. 12 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Auflage elemente für die Enden von zu verschweißenden Schenkeln zeigt;

Fig. 13 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die einen größeren Ausschnitt als die Fig. 12 zeigt;

Fig. 14 eine andere Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 15a eine Seitenansicht eines Schweißelements;

Fig. 15b eine Ansicht von oben auf das Element der Fig. 15a;

Fig. 15c eine weitere Ansicht des Elements der Fig. 15a;

Fig. 16 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Schweißanlage;

Fig. 17 eine erste Bildschirm-Darstellung;

Fig. 18 eine zweite Bildschirm-Darstellung.

In der Fig. 1 sind zwei Kunststoff-Schenkel 1, 2 dargestellt, die Teil eines Fensterrah mens sind. An ihren Enden weisen diese Schenkel 1, 2 jeweils eine um 45° geneigte Fläche 3, 4 auf. Zwischen den Flächen 3, 4 befindet sich ein Abstandhalter 5, der ei nen bestimmten Abstand zwischen den beiden Schenkeln 1, 2 definiert. Die Flächen 3, 4 sollen auf Gehrung zusammengefügt werden. Um dies zu erreichen, wird bei her kömmlichen Kunststoff-Schweißmaschinen der eine der beiden Schenkel 1, 2, z. B. Schenkel 2, ortsfest gehalten, während der andere Schenkel 1 mit der Geschwindig keit v auf den Schenkel 2 zubewegt wird, bis er an den Abstandhalter 5 stößt. Liegen beide Schenkel 1, 2 mit ihren Flächen 3, 4 an dem Abstandhalter 5 an, wird der Ab standhalter 5 weggenommen, so daß die Schenkel in einer Position verharren, wie sie in der Fig. 2 gezeigt ist.

In die zwischen den beiden Flächen 3, 4 bestehende Lücke 6 fährt nun ein Heizele ment 7 ein, das auf beiden Seiten eine Teflonbeschichtung 8, 9 aufweist. Die Flächen 3, 4 werden nun dicht an das Heizelement 7 gepreßt. Ist ein bestimmter Druck er reicht, wird das Heizelement 7 für eine bestimmte Zeit aufgeheizt, wodurch sich die se Flächen 3, 4 erwärmen und der ganze Bereich hinter den Flächen 3, 4 thermisch aufgeheizt wird. Der Zustand der Schenkel 1, 2 mit weichen Kunststoffteilen 10, 11 ist in der Fig. 4 gezeigt.

Nachdem die Temperatur des Heizelements 7 eine bestimmte Zeit auf die Schenkel 1, 2 eingewirkt hat, wird das Heizelement 7 aus dem Bereich zwischen den beiden Schenkeln 1, 2 wieder entfernt, was aufgrund seiner Teflonbeschichtung 8, 9 möglich ist.

In der Fig. 5 ist der Zustand der beiden Schenkel 1, 2 dargestellt, nachdem das Heize lement 7 entfernt wurde. Damit die beiden aufgeschmolzenen Bereiche 10, 11 mitein ander in Verbindung gebracht werden können, wird entweder der Schenkel 1 in Rich tung von v₁ bewegt, während der Schenkel 2 ortsfest bleibt, oder es wird der Schen kel in Richtung der Geschwindigkeit v₂ bewegt, während der Schenkel 1 ortsfest bleibt. Die Kanten 12, 13 bzw. 14, 15 der beiden Schenkel 1, 2 bewegen sich hierbei auf den gestrichelt dargestellten Linien 15, 16.

Es ist auch möglich, beide Schenkel 1, 2 gleichzeitig aufeinander zu zu bewegen.

In der Fig. 6 ist die Situation gezeigt, bei der sich die beiden miteinander zu verbin denden Schenkel soweit genähert haben, daß sich ihre angeschmolzenen Enden fast berühren. Es werden jetzt zwei Fälle betrachtet, wie sie bei herkömmlichen Schweiß vorrichtungen unterschieden werden: im ersten Fall ist der Schenkel 2 ortsfest (V₂ = 0) und der Schenkel 1 beweglich, während im zweiten Fall der Schenkel 2 beweglich ist und der Schenkel 1 ortsfest (V₁ = 0) ist. Sieht man den Schenkel 2 als ortsfest an, während sich der Schenkel 1 auf den Schenkel 2 zubewegt, so wirkt vom Schenkel 1 eine Kraft K auf den Schenkel 2, die, wie die Fig. 7 zeigt, in eine normale Kompo nente K_N und eine parallel zur Oberfläche 4 verlaufende Komponente K_P aufgeteilt werden kann. Die Komponente K_P drückt hierbei den erweichten Kunststoff in Rich tung nach rechts unten.

Wird umgekehrt der Schenkel 1 festgehalten und der Schenkel 2 auf den Schenkel 1 bewegt, so kann die Kraft K′ in die Komponenten K_N′ und K_P′ aufgeteilt werden, wie es die Fig. 8 zeigt, wobei die Kraft K_P′ parallel zur Fläche 3 wirkt und den halb flüssige Kunststoff nach links oben drückt.

Werden beide Schenkel 1, 2 gleichzeitig aufeinander zu bewegt, wie es bei der vor liegenden Erfindung geschieht, so überlagern sich die Kraftkomponenten der Fig. 7 und der Fig. 8, d. h. die Komponenten K_P und K_P′ heben sich gegenseitig auf, so daß nur noch die beiden Normalkomponenten K_N und K_N′ übrig bleiben. Hierdurch wird der halbflüssige Kunststoff weder nach rechts unten noch nach links oben gedrückt. Trotzdem fließt halbflüssiger Kunststoff an den Stoßstellen der beiden Schenkel 1, 2 nach außen, wie die Fig. 9 zeigt, d. h. es entstehen zwei seitliche Wulste, von denen der eine Wulst 16 in der Fig. 9 erkennbar ist, sowie ein oberer Wulst 17 und ein unte rer Wulst 18. Dies läßt darauf schließen, daß doch Kräfte parallel zu den Oberflächen 3, 4 auftreten, was damit zusammenhängt, daß es sich bei den aufeinanderstehenden Flächen um keine starren Flächen handelt, sondern um weiche Kunststoffzonen. Es gelten hier nicht die Gesetze der Statik, sondern die der Plastizitätstheorie bzw. der viskosen Flüssigkeiten. An den halbflüssigen Kunststoffzonen 10, 11 werden die Kräfte K, K′ nicht exakt in die Komponenten K_N, K_P bzw. K_N′, K_P′ zerlegt, wo durch noch Restkomponenten von K_P, K_P′ übrigbleiben, welche den halbflüssigen Kunststoff nach außen drücken. Diese Restkomponenten sind jedoch vergleichbar denjenigen Komponenten, die in die Zeichenebene hinein bzw. aus dieser heraus wir ken. Somit sind die Wulste 16, 17, 18 auf allen Seiten gleich hoch.

In der Fig. 10 ist eine Anordnung mit vier Schenkeln 1, 2, 19, 20 aus Kunststoff dar gestellt, die das Prinzip des Zusammenfügens dieser Schenkel 1, 2, 19, 20 zeigt. Die Schenkel 1, 2, 19, 20 werden zuerst in geeigneter Weise in der Nähe von Verschie beelementen 21 bis 28 positioniert und anschließend mittels dieser Verschiebeele mente 21 bis 28, die über Antriebsspindeln 29 bis 37 bewegt werden, die ihrerseits von Antriebsmotoren 38 bis 45 angetrieben sind, entlang von x- bzw. y-Koordinaten x₁ . . . x₄ bzw. y₄ . . . y₄ verschoben. Die Antriebsmotoren 38 bis 45 können Elektro motoren sein, die mit Positionsmeßgeräten ausgestattet sind. Auf diese Weise sind die Positionen der Schenkel 1, 2, 19, 20 im x-y-Koordinatensystem jederzeit exakt bestimmbar.

In der Fig. 11 ist der Zustand gezeigt, bei dem die Schenkel 1, 2, 19, 20 mit ihren En den auf Gehrung liegen. Die dargestellte Situation kann z. B. kurz vor oder nach der Durchführung des eigentlichen Schweißvorgangs gegeben sein, wenn die Schenkel gerade zusammengeschweißt werden sollen oder gerade zusammengeschweißt wor den sind. Im Anschluß an das Zusammenschweißen werden die Verschiebeelemente 21 bis 28 nach rechts bzw. links bzw. nach oben oder unten weggefahren, so daß der verschweißte Fensterrahmen frei liegt.

Die Fig. 12 zeigt einen Ausschnitt aus einer Schweißmaschine, mit deren Hilfe zwei Kunststoff-Schenkel miteinander verschweißt werden können. Die Kunststoff-Schen kel selbst sind hierbei weggelassen. Man erkennt hierbei die Verschiebeelemente 21 und 23, die von den hier vertikal angeordneten Druckzylindern 38, 40 angetrieben werden. Zwischen den beiden Verschiebeelementen 21, 23 befindet sich der vertikal versenkbare Abstandhalter 5, hinter dem man das teflonbeschichtete Heizelement 7 erkennt. Mit 46, 47 sind Auflageflächen für die Enden von Schenkeln bezeichnet, die mit Aufheizzonen 48, 49 versehen sind. Die Druckzylinder 38, 40 sind mit Positions meßgeräten versehen, die exakt die Position der Verschiebeelemente 21, 23 messen. Als Positionsmeßgeräte können alle hierfür bekannten Meßgeräte dienen, z. B. Diffe rentialtransformatoren oder Inkrementalmeßgeräte. Durch Messung der Strom- und/oder Spannungsaufnahme des Elektromotors kann darüber hinaus auch der Druck gemessen werden, der auf einen Schenkel 1, 2 ausgeübt wird. Die Auflageflä chen 46, 47 mit den Aufheizzonen 48, 49 können aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. Es ist jedoch auch möglich, sie zu heben oder zu senken.

In der Fig. 13 ist die gleiche Vorrichtung wie in der Fig. 12 gezeigt, wobei jedoch der Abstandhalter 5 versenkt ist. Außerdem erkennt man noch Auflageflächen 50, 51 für die Auflage zweier weiterer Ebenen von Kunststoffschenkeln.

Die Fig. 14 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 12, bei welcher das Heizelement 7 nach vorne ausgefahren ist. Mit 63 ist ein Zylinder bezeichnet, der eine Kolbenstange 65 bewegt′ die über einen Winkel 66 ein Bauelement bewegt. Mit 67 ist eine Anschraub fläche für eine Vorrichtung bezeichnet. Ein weiterer Zylinder 68 betätigt ein weiteres Element. Das Heizelement 7 ist normalerweise unter dem Distanzstück angeordnet und tritt nach der Positionierung der Schenkel gewissermaßen an dessen Stelle.

Mit Hilfe einer Spindel 60 wird die gesamte Anlage 40, 67, 63, 68, 47, 46 relativ zu einem ortsfesten Gestell 64 verschoben. Das Element 52 dient zur Führung.

In den Fig. 15a bis 15c sind noch einmal verschiedene Ansichten einer Vorrichtung gezeigt, mit der zwei Schenkel 1, 2 zusammengefügt werden können.

In Fig. 15a sind mit 63 und 68 die bereits in der Fig. 14 dargestellten Zylinder be zeichnet, während die Kolbenstange 65 in den Winkel 66 eingefahren ist. Mit dieser Kolbenstange 65 wird das oben erwähnte Bauteil bewegt.

Der Zylinder 38 bewegt die Führungswellen 70, 71, die mit einer Aufnahmeplatte 72 verbunden sind, nach oben oder nach unten. Mit dieser Aufnahmeplatte 72 ist eine Spannplatte 74 gekoppelt, die eine Schweißnahtbegrenzungsplatte 74 aufweist.

Unterhalb der Spannplatte 73 ist die Auflageplatte 46 mit dem Aufheizelement 49 an geordnet Mittels eines Motors 80 kann über eine Spindel 83, 84 ein Führungsschlitten 76, 77 horizontal bewegt werden. Eine Anlage 75 dient dazu, einen Anschlag bzw. eine Begrenzung darzustellen.

Mit einem Distanzstück 82 wird erreicht, daß die richtige Distanz zwischen den in Betracht kommenden Bauteilen eingehalten wird.

In der Fig. 15b ist die gleiche Vorrichtung wie in Fig. 15a gezeigt, jedoch in einer Ansicht von oben, wodurch die oberen Teile 38, 63, 68, 65, 66, 67, 70, 72, 73, 74 der Fig. 15a weggelassen sind. Die gestrichelten Kreise 87, 88, 89 bedeuten hierbei Distanzstücke.

Die Platten 85 dienen als Auflage.

In der Fig. 15c ist die gleiche Vorrichtung wie in den Fig. 15a und 15b gezeigt, je doch in einer anderen Ansicht.

Die Fig. 16 zeigt eine Gesamtansicht einer Schweißvorrichtung für Kunststoffprofile. Mit 100, 101, 102 sind Träger bezeichnet, die auf einem Fußboden 103 ruhen und auf denen Führungsschienen 104, 105 gelagert sind. Auf diesen Führungsschienen 104, 105 kann ein Träger 106 verschoben werden, mit dem eine elastische Kabelkette 107 verbunden ist. Die in den vorangegangenen Figuren gezeigte Vorrichtung für das Zusammenfügen der Schenkel ist pauschal mit 108 bezeichnet. Für die senkrecht zur Bewegung des Trägers 106 verlaufende Bewegung der Vorrichtung 108 ist eine weitere elastische Kabelkette 109 vorgesehen. Mit 110 ist ein Monitor bezeichnet, der Teil einer elektronischen Steuerung 111 ist. Auf diesem Monitor werden die ein zelnen Daten des jeweiligen Schweißvorgangs angezeigt.

Welche Daten im einzelnen angegeben werden können, zeigen die Fig. 17 und 18. Andere Daten können ebenfalls dargestellt werden.

Mit der vorstehend beschriebenen Stumpfschweißvorrichtung können das Positionie ren, das Anschmelzen und der eigentliche Stumpfschweißvorgang synchron über Weg- und Kraftmessungen zeitabhängig gesteuert werden. Es werden die Verfahrwe ge ständig gemessen und zur Regelung herangezogen. Auch die Druck-Anpreßluft wird laufend gemessen, entweder auf pneumatische Weise oder mit Meßdosen oder vorzugsweise durch Messung der Stromaufnahme von geeigneten Elektro-Verfahr motoren. Die Zeit als Regelgröße wird hierbei berücksichtigt.

Die Stumpfschweißvorrichtung arbeitet nicht nur in einer Richtung, z. B. in x-Rich tung, sondern auch in beliebig einstellbaren Richtungen, vorzugsweise in einer y- Richtung, die senkrecht auf der x-Richtung steht. Die Meßaufnehmer sind dann min destens zweimal vorgesehen.

Es ist auch möglich, die Stumpfschweißmaschine als sogenannte 2-Kopf-Maschine auszubilden, bei der gleichzeitig zwei Verbindungen von drei Profilteilen hergestellt werden. Hierbei sind die Kontrolleinrichtungen zweimal je Kopf vorhanden. Die in den Figuren dargestellte Vierkopf-Einrichtung weist insgesamt acht Kontrolleinrich tungen auf.

Die erfaßten Meßdaten können alle protokolliert werden, was für Fragen der Pro duzentenhaftung von großer Bedeutung sein kann.

Durch die Erfindung werden eine erhöhte Schweißfestigkeit, eine höhere Maßhaltig keit und ein besserer Ausgleich von Toleranzen erreicht, was für die spätere automa tische Anbringung von Beschlagteilen von Wichtigkeit ist.

Außenmaß und Innenmaß von Rahmen oder Flügeln können vorgegeben werden. Außerdem werden schon beim Einspannen und Zentrieren fehlerhafte Teile erkannt Das Messen und Vermelden für nachgeordnete Prozesse kann auf die echten Rah menmaße oder auf Profiltoleranzmaße bezogen werden. Werden die gemessenen Daten für das spätere Anbringen von z. B. Glasleisten verwendet, so können diese Daten entweder als Wertepaare (2 × Höhe + 2 × Breite) oder als Einzelwerte (H1, H2, B1, B2) verwendet werden. Es ist auch möglich, sie nur zur Kontrolle der Profiltole ranz heranzuziehen und anschließend den Glasleisten-Zuschnitt nach Konstruktions maßen freizugeben, falls die Toleranzen eingehalten wurden.

Mit der Erfindung wird nicht nur das eigentliche Verschweißen von Kunststoff-Profi len verbessert, sondern auch die Vorgänge vor und nach dem Verschweißen werden automatisiert und verbessert. So enthält die erfindungsgemäße Stumpfschweiß maschine eine Vorrichtung zum Lösen der oberen, nahe an der frischen Schweißnaht liegenden Spannbacken derart, daß nicht wie bei herkömmlichen Schweißmaschinen an den. Spannbacken lediglich durch eine federnde Zwischenlage ein Abreißen ver hindert wird, sondern vielmehr dadurch, daß - nachdem die Spannvorrichtung druck los geschaltet wurde - mit Hilfe der Achs-Positionen-Steuerung die Spannbacken selbst seitlich in x- bzw. y-Richtung weggefahren werden, während der geschweißte Fensterrahmen in fester Lage gehalten wird. Nach einer einstellbaren, genau kontrol lierten Wegstrecke wird ein Antreiben der Spannvorrichtung eingeleitet, so daß ein Verkleben mit der Schweißnaht vermieden wird.

Nach Beendigung des Schweißvorgangs und während des Erstarrungsprozesses der Schmelzflächen greift seitlich eine Haltevorrichtung ein. Mit dieser Vorrichtung wird der Rahmen gefaßt und zunächst festgehalten. Danach, wenn die oberen Elemente weggefahren sind, wird begonnen, den Rahmen nach oben auszuheben. Hierauf wer den jeweils zwei Schweißköpfe seitlich weggefahren, und zwar derart, daß am Ende der Rahmen aus dem Kopfbereich der einen Seite herausgefahren ist. Die beiden Köpfe der anderen Seite werden entsprechend weitergefahren, so daß die erwähnte Haltevorrichtung auch auf dieser Seite räumlich frei ist. Dann erst wird der Rahmen auf eine Abfördereinrichtung, z. B. ein Band, abgesetzt. Die Greifervorrichtung führt hierbei aus dem Eingriffsbereich, und der Rahmen kann abgefördert werden.

In den Schweißköpfen können zusätzlich Druck- und Formhaltevorrichtungen vorge sehen sein, um bei einer Schweißung eventuell vorhandene Gummidichtungen so ein zuformen, daß nach dem Abkühlen keine harten Überstände mehr vorhanden sind. Diese Druck- und Formhaltevorrichtungen führen entweder eine relativ zu den ge steuerten x-y-Köpfen feste oder eine einstellbare Bewegung aus bzw. nehmen eine bestimmte Position ein.

Claims

1. Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffprofilen (1, 2; 19, 20), mit der die Enden wenigstens zweier Profile (1, 2) plastifiziert und gegeneinander gedrückt wer den, wobei eine erste Transporteinrichtung (21, 29, 38; 22, 30, 39) vorgesehen ist, welche ein erstes Kunststoffprofil (2) entlang einer y-Koordinaten bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Transporteinrichtung (23, 31, 40; 24, 32, 41) vorge sehen ist, welche ein zweites Kunststoffprofil (1) entlang einer x-Koordinaten be wegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die x- und y-Koordi naten aufeinander senkrecht stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Profi le (1, 2) einen Winkel von 45° in bezug auf die Längsachse der Profile (1, 2) ein schließen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Kunststoffprofil (1, 2) gleichzeitig aufeinander zu bewegt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wegemeßvorrich tungen vorgesehen sind, welche die von den Profilen auf den x- bzw. y-Koordinaten zurückgelegte Wegstrecke messen, so daß der jeweilige Ort der miteinander zu ver schweißenden Profilflächen zu jedem Zeitpunkt bekannt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Druckineßvorrich tungen vorgesehen sind, welche den Druck messen, den die miteinander zu ver schweißenden Enden der Kunststoffprofile aufeinander ausüben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegemeßvor richtung eine Inkrementalmeßeinrichtung ist, die mit der Welle eines Elektromotors (40, 41; 38, 39) gekoppelt ist, der als Antriebsmotor für ein Kunststoffprofil dient.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck über die Leistungsaufnahme eines Elektromotors (38, 39; 40, 41) bestimmt wird, der als Antriebsmotor für ein Kunststoffprofil (1, 2) dient.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Transportvor richtungen (23, 31, 40; 24, 32, 41; 21, 22, 29, 30, 38, 39; 27, 28, 36, 37, 42, 43) vor gesehen sind, um drei Kunststoffprofile (1, 2, 20) miteinander zu verbinden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Transportvor richtungen (23, 31, 40; 24, 32, 41; 21, 22, 29, 30, 38, 39; 27, 28, 36, 37, 42, 43; 25, 34, 44; 26, 35, 45) vorgesehen sind, um vier Kunststoffprofile (1, 2, 20, 19) miteinan der zu verbinden.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die gemessenen Weg- und Druckdaten einer zentralen Steuerung zugeführt werden, die aufgrund dieser Daten den Vorschub eines Antriebs und/oder den Druck nach Maßgabe einer vorgegebenen Kurve regelt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltevorrich tung vorgesehen ist, welche die Kunststoffprofile nach der Zusammenführung ihrer Enden in einer definierten Lage hält.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nahe an der Schweißnaht zwischen zwei Profilen Spannbacken vorgesehen sind.

14. Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeich net durch folgende Schritte:

a) es werden wenigstens zwei Profile mit ihren Enden aufeinander zu bewegt, bis sie gegen einen Abstandhalter zwischen sich stoßen;
b) die Position der beiden Profile wird nach dem Stoßen gegen den Abstandhalter ge messen und gespeichert;
c) der Abstandhalter wird entfernt und an seine Stelle tritt ein Heizschwert;
d) die Enden der Profile werden gegen das Heizschwert gedrückt und erwärmt;
e) der Druck der beiden Profile sowie der von den Profilen zurückgelegte Weg wer den gemessen und in einen Rechner gegeben;
f) im Rechner wird ermittelt, mit welchem Soll-Druck und/oder mit welcher Soll-Ge schwindigkeit die miteinander zu verschweißenden Profile aufeinander zu bewegt werden sollen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegfahren der Vorrichtungen, welche die Profile gegeneinander drücken, ebenfalls druck- und we gegeregelt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Haltevorrichtun gen vorgesehen sind, welche die miteinander verschweißten Profile in ihrer Position halten, wenn die Vorrichtungen weggefahren worden sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrich tungen die miteinander verschweißten Profile untergreifen.