DE19506236B4 - Verfahren zum Verschweißen von vier Kunststoffprofilen - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Verschweißen
von vier Kunststoffprofilen (1, 2; 19, 20), deren Enden einen Winkel von
45° in bezug
auf ihre Längsachsen
einschließen,
zu einem Rahmen, beispielsweise einem Kunststoff-Fensterrahmen,
wobei die Enden der Kunststoffprofile plastifiziert und jeweils
derart gegeneinander gedrückt
werden, daß das
eine Ende eines ersten in x-Richtung angeordneten Kunststoffprofils
(z. B. 2) mit einem Ende eines ersten in y-Richtung angeordneten Kunststoffprofils
(z. B. 20) und das andere Ende des ersten in x-Richtung angeordneten Kunststoffprofils
(2) mit einem ersten Ende eines zweiten in y-Richtung angeordneten Kunststoffprofils
(z. B. 1) in Kontakt kommt, und das zweite Ende des ersten in y-Richtung angeordneten
Kunststoffprofils (2) mit einem ersten Ende eines vierten in x-Richtung
angeordneten Kunststoffprofils (19) und das zweite Ende des zweiten
in y-Richtung angeordneten Kunststoffprofils (1) mit dem zweiten
Ende des zweiten in x-Richtung
angeordneten Kunststoffprofils in Berührung kommt,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) es werden die miteinander zu...
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) es werden die miteinander zu...
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Türen oder Fenster aus Kunststoff werden in der Regel nicht in einem Stück hergestellt, sondern es werden die horizontalen Seitenteile und die vertikalen Seitenteile zunächst als Einzelstücke gefertigt und dann an ihren Endstellen miteinander verschweißt. Die Endstellen bilden einen Winkel von jeweils 45 Grad, so daß die Schenkel eines Fensters auf Gehrung verschweißt werden.
- Das Verschweißen der einzelnen Schenkel erfolgt mittels besonderer Schweißmaschinen, mit denen entweder zwei oder vier Stellen gleichzeitig miteinander verschweißt 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) angegeben. 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 abgeschlossen und geht direkt in das Anwärmen über. Dabei werden die Verbindungsflächen auf die Schweißtemperatur erwärmt und eine genügend tiefe Schmelze gebildet. 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 Berücksichtigung 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 erreicht wird. Nach Erreichen des Anschlags reduziert sich der Fügedruck in der Fügezone. Der Fügedruck nimmt dann infolge des Abkühlvorgangs weiter ab.
- Es ist bereits eine Einrichtung zum Verschweißen von Kunststoffprofilen bekannt, bei der verschiebbare Schlitten vorgesehen sind, auf die Kunststoffprofile aufgespannt sind, die mit ihren Endflächen verschweißt werden sollen (
DE 2 057 871 A1 ). Durch Verschieben der Schlitten werden die Endflächen der Kunststoffprofile gegen eine Heizplatte vorgeschoben und nach Entfernen der Heizplatte mit den erreichten Enden unter mehrstufiger Kraftausübung zusammengedrückt. - Um mehrere Kunststoff-Profile gleichzeitig miteinander zu verschweißen, sind sogenannte Mehrstellen-Schweißmaschinen bekannt, mit denen Kunststoff-Profile unter einem beliebigen Winkel miteinander verschweißt werden können (
DE 41 38 501 A1 ). Hierbei ist jede Schweißvorrichtung in einer beliebigen Schwenkstellung am Maschinenbett festlegbar und die Positionieranschläge an der Auflagefläche sind relativ zu der Schweißvorrichtung entlang einer Kreisbahn um eine vertikale Achse verstellbar. - Schließlich ist auch noch eine Vorrichtung zum Verschweißen von Kunststoffprofilen bekannt, die vier Schweißaggregate aufweist, von denen jeweils zwei auf einem von zwei parallelen Aggregatträgern angeordnet sind, wobei jeweils ein Aggregat eines Paares relativ zum anderen auf dem Aggregatträger verstellbar ist (
DE 91 11 121 U1 ). Jedes Aggregat hat ferner zwei Auflagen, zwei Konterprofile und zwei Druckplatten für die Enden der jeweils eingelegten Profile sowie zwei Vorschubschlitten mit senkrecht aufeinander stehenden Verstellachsen. Diese Profile sind mittels eines Vorschubschlittens relativ zueinander verstellbar. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verschweißen von Kunststoffprofilen zu schaffen, mit dem sich eine hohe Paßgenauigkeit erzielen lässt.
- Diese Aufgabe 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 Rechteckform eines erfindungsgemäß hergestellten Fensters weicht nicht von der Idealform ab, d. h. ein Verschieben der Spitzen gegeneinander findet beim Zusammenpressen der angeschmolzenen Flächen nicht statt.
- Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Stumpfschweißverfahren alle relevanten Positionen fortwährend gemessen werden, können das Positionieren, das Anschmelzen und das eigentliche Stumpfschweißen optimal durchgeführt werden. Dabei können die zurückgelegten Wege, die Drücke und die Zeit protokolliert werden, so daß später nachvollziehbar ist, unter welchen physikalischen Bedingungen die Schweißung vorgenommen wurde.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 die Gehrungen zweier Kunststoffschenkel, die durch einen Abstandhalter voneinander getrennt sind; -
2 die beiden Kunststoffschenkel gemäß1 , wobei der Abstandhalter weggenommen ist; -
3 die beiden Kunststoffschenkel gemäß1 mit einem Heizschwert zwischen den Gehrungen; -
4 die beiden Kunststoffschenkel von1 mit angeschmolzenen Gehrungen; -
5 die beiden Kunststoffschenkel von4 , wobei das Heizschwert entfernt ist; -
6 das Aufeinanderstoßen zweier angeschmolzener Gehrungen zum Zwecke des Verschweißens; -
7 eine schematische Darstellung der Kräfteverhältnisse an einer Gehrung eines ersten Schenkels; -
8 eine schematische Darstellung der Kräfteverhältnisse an einer Gehrung eines zweiten Schenkels, der mit dem ersten Schenkel von7 einen Winkel von 90 Grad einschließt; -
9 zwei miteinander verschweißte Kunststoffschenkel, die an der Schweißstelle eine Schweißnaht aufweisen; -
10 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vierkopf-Schweißvorrichtung, mit der vier Schenkel verschweißt werden; -
11 die Vorrichtung gemäß10 , jedoch mit zusammengedrückten Kunststoffschenkeln; -
12 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Auflageelemente für die Enden von zu verschweißenden Schenkeln zeigt; -
13 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die einen größeren Ausschnitt als die12 zeigt; -
14 eine andere Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
15a eine Seitenansicht eines Schweißelements; -
15b eine Ansicht von oben auf das Element der15a ; -
15c eine weitere Ansicht des Elements der15a ; -
16 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Schweißanlage; -
17 eine erste Bildschirm-Darstellung; -
18 eine zweite Bildschirm-Darstellung. - In der
1 sind zwei Kunststoff-Schenkel1 ,2 dargestellt, die Teil eines Fensterrahmens sind. An ihren Enden weisen diese Schenkel1 ,2 jeweils eine um 45° geneigte Fläche3 ,4 auf. Zwischen den Flächen3 ,4 befindet sich ein Abstandhalter5 , der einen bestimmten Abstand zwischen den beiden Schenkeln1 ,2 definiert. Die Flächen3 ,4 sollen auf Gehrung zusammengefügt werden. Um dies zu erreichen, wird bei herkömmlichen Kunststoff-Schweißmaschinen der eine der beiden Schenkel1 ,2 , z. B. Schenkel2 , ortsfest gehalten, während der andere Schenkel1 mit der Geschwindigkeit v auf den Schenkel2 zubewegt wird, bis er an den Abstandhalter5 stößt. Liegen beide Schenkel1 ,2 mit ihren Flächen3 ,4 an dem Abstandhalter5 an, wird der Abstandhalter5 weggenommen, so daß die Schenkel in einer Position verharren, wie sie in der2 gezeigt ist. - In die zwischen den beiden Flächen
3 ,4 bestehende Lücke6 fährt nun ein Heizelement7 ein, das auf beiden Seiten eine Teflonbeschichtung8 ,9 aufweist. Die Flächen3 ,4 werden nun dicht an das Heizelement7 gepreßt. Ist ein bestimmter Druck erreicht, wird das Heizelement7 für eine bestimmte Zeit aufgeheizt, wodurch sich diese Flächen3 ,4 erwärmen und der ganze Bereich hinter den Flächen3 ,4 thermisch aufgeheizt wird. Der Zustand der Schenkel1 ,2 mit weichen Kunststoffteilen10 ,11 ist in der4 gezeigt. - Nachdem die Temperatur des Heizelements
7 eine bestimmte Zeit auf die Schenkel1 ,2 eingewirkt hat, wird das Heizelement7 aus dem Bereich zwischen den beiden Schenkeln1 ,2 wieder entfernt, was aufgrund seiner Teflonbeschichtung8 ,9 möglich ist. - In der
5 ist der Zustand der beiden Schenkel1 ,2 dargestellt, nachdem das Heizelement7 entfernt wurde. Damit die beiden aufgeschmolzenen Bereiche10 ,11 miteinander in Verbindung gebracht werden können, wird entweder der Schenkel1 in Richtung von v1 bewegt, während der Schenkel2 ortsfest bleibt, oder es wird der Schenkel in Richtung der Geschwindigkeit v2 bewegt, während der Schenkel1 ortsfest bleibt. Die Kanten12 ,13 bzw.14 ,15 der beiden Schenkel1 ,2 bewegen sich hierbei auf den gestrichelt dargestellten Linien15 ,16 . - Es ist auch möglich, beide Schenkel
1 ,2 gleichzeitig aufeinander zu zu bewegen. - In der
6 ist die Situation gezeigt, beider sich die beiden miteinander zu verbindenden Schenkel soweit genähert haben, daß sich ihre angeschmolzenen Enden fast berühren. Es werden jetzt zwei Fälle betrachtet, wie sie bei herkömmlichen Schweißvorrichtungen unterschieden werden: im ersten Fall ist der Schenkel2 ortsfest (V2 = 0) und der Schenkel1 beweglich, während im zweiten Fall der Schenkel2 beweglich ist und der Schenkel1 ortsfest (V1 = 0) ist. Sieht man den Schenkel2 als ortsfest an, während sich der Schenkel1 auf den Schenkel2 zubewegt, so wirkt vom Schenkel1 eine Kraft K auf den Schenkel2 , die, wie die7 zeigt, in eine normale Komponente KN und eine parallel zur Oberfläche4 verlaufende Komponente Kp aufgeteilt werden kann. Die Komponente Kp drückt hierbei den erweichten Kunststoff in Richtung nach rechts unten. - Wird umgekehrt der Schenkel
1 festgehalten und der Schenkel2 auf den Schenkel1 bewegt, so kann die Kraft K' in die Komponenten KN' und Kp' aufgeteilt werden, wie es die8 zeigt, wobei die Kraft Kp' parallel zur Fläche3 wirkt und den halbflüssigen Kunststoff nach links oben drückt. - Werden beide Schenkel
1 ,2 gleichzeitig aufeinander zu bewegt, wie es bei der vorliegenden Erfindung geschieht, so überlagern sich die Kraftkomponenten der7 und der8 , d. h. die Komponenten Kp und Kp' heben sich gegenseitig auf, so daß nur noch die beiden Normalkomponenten KN und KN' 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 Schenkel1 ,2 nach außen, wie die9 zeigt, d. h. es entstehen zwei seitliche Wulste, von denen der eine Wulst16 in der9 erkennbar ist, sowie ein oberer Wulst17 und ein unterer Wulst18 . Dies läßt darauf schließen, daß doch Kräfte parallel zu den Oberflächen3 ,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 Kunststoffzonen10 ,11 werden die Kräfte K, K' nicht exakt in die Komponenten KN, Kp bzw. KN', Kp' zerlegt, wodruch noch Restkomponenten von Kp, Kp' übrigbleiben, welche den halbflüssigen Kunststoff nach außen drücken. Diese Restkomponenten sind jedoch vergleichbar denjenigen Komponenten, die in die Zeichenebene hinein bzw. aus dieser heraus wirken. Somit sind die Wulste16 ,17 ,18 auf allen Seiten gleich hoch. - In der
10 ist eine Anordnung mit vier Schenkeln1 ,2 ,19 ,20 aus Kunststoff dargestellt, die das Prinzip des Zusammenfügens dieser Schenkel1 ,2 ,19 ,20 zeigt. Die Schenkel1 ,2 ,19 ,20 werden zuerst in geeigneter Weise in der Nähe von Verschiebeelementen21 bis28 positioniert und anschließend mittels dieser Verschiebeelemente21 bis28 , die über Antriebsspindeln29 bis37 bewegt werden, die ihrerseits von Antriebsmotoren38 bis45 angetrieben sind, entlang von x- bzw. y-Koordinaten x1 ... x4 bzw. y1 ... y4 verschoben. Die Antriebsmotoren38 bis45 können Elektromotoren sein, die mit Positionsmeßgeräten ausgestattet sind. Auf diese Weise sind die Positionen der Schenkel1 ,2 ,19 ,20 im x-y-Koordinatensystem jederzeit exakt bestimmbar. - In der
11 ist der Zustand gezeigt, bei dem die Schenkel1 ,2 ,19 ,20 mit ihren Enden 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 worden sind. Im Anschluß an das Zusammenschweißen werden die Verschiebeelemente21 bis28 nach rechts bzw. links bzw. nach oben oder unten weggefahren, so daß der verschweißte Fensterrahmen frei liegt. - Die
12 zeigt einen Ausschnitt aus einer Schweißmaschine, mit deren Hilfe zwei Kunststoff-Schenkel miteinander verschweißt werden können. Die Kunststoff Schenkel selbst sind hierbei weggelassen. Man erkennt hierbei die Verschiebeelemente21 und23 , die von den hier vertikal angeordneten Druckzylindern38 ,40 angetrieben werden. Zwischen den beiden Verschiebeelementen21 ,23 befindet sich der vertikal versenkbare Abstandhalter5 , hinter dem man das teflonbeschichtete Heizelement7 erkennt. Mit46 ,47 sind Auflageflächen für die Enden von Schenkeln bezeichnet, die mit Aufheizzonen48 ,49 versehen sind. Die Druckzylinder38 ,40 sind mit Positionsmeßgeräten versehen, die exakt die Position der Verschiebeelemente21 ,23 messen. Als Positionsmeßgeräte können alle hierfür bekannten Meßgeräte dienen, z. B. Differentialtransformatoren oder Inkrementalmeßgeräte. Durch Messung der Strom- und/oder Spannungsaufnahme des Elektromotors kann darüber hinaus auch der Druck gemessen werden, der auf einen Schenkel1 ,2 ausgeübt wird. Die Auflageflächen46 ,47 mit den Aufheizzonen48 ,49 können aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. Es ist jedoch auch möglich, sie zu heben oder zu senken. - In der
13 ist die gleiche Vorrichtung wie in der12 gezeigt, wobei jedoch der Abstandhalter5 versenkt ist. Außerdem erkennt man noch Auflageflächen50 ,51 für die Auflage zweier weiterer Ebenen von Kunststoffschenkeln. - Die
14 zeigt die Vorrichtung gemäß12 , bei welcher das Heizelement7 nach vorne ausgefahren ist. Mit63 ist ein Zylinder bezeichnet, der eine Kolbenstange65 bewegt, die über einen Winkel66 ein Bauelement bewegt. Mit67 ist eine Anschraubfläche für eine Vorrichtung bezeichnet. Ein weiterer Zylinder68 betätigt ein weiteres Element. Das Heizelement7 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 Anlage40 ,67 ,63 ,68 ,47 ,46 relativ zu einem ortsfesten Gestell64 verschoben. Das Element52 dient zur Führung. - In den
15a bis15c sind noch einmal verschiedene Ansichten einer Vorrichtung gezeigt, mit der zwei Schenkel1 ,2 zusammengefügt werden können. - In
15a sind mit63 und68 die bereits in der14 dargestellten Zylinder bezeichnet, während die Kolbenstange65 in den Winkel66 eingefahren ist. Mit dieser Kolbenstange65 wird das oben erwähnte Bauteil bewegt. - Der Zylinder
38 bewegt die Führungswellen70 ,71 , die mit einer Aufnahmeplatte72 verbunden sind, nach oben oder nach unten. Mit dieser Aufnahmeplatte72 ist eine Spannplatte74 gekoppelt, die eine Schweißnahtbegrenzungsplatte74 aufweist. - Unterhalb der Spannplatte
73 ist die Auflageplatte46 mit dem Aufheizelement49 angeordnet. Mittels eines Motors80 kann über eine Spindel83 ,84 ein Führungsschlitten76 ,77 horizontal bewegt werden. Eine Anlage75 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
15b ist die gleiche Vorrichtung wie in15a gezeigt, jedoch in einer Ansicht von oben, wodurch die oberen Teile38 ,63 ,68 ,65 ,66 ,67 ,70 ,72 ,73 ,74 der15a weggelassen sind. Die gestrichelten Kreise87 ,88 ,89 bedeuten hierbei Distanzstücke. - Die Platten
85 dienen als Auflage. - In der
15c ist die gleiche Vorrichtung wie in den15a und15b gezeigt, jedoch in einer anderen Ansicht. - Die
16 zeigt eine Gesamtansicht einer Schweißvorrichtung für Kunststoffprofile. Mit100 ,101 ,102 sind Träger bezeichnet, die auf einem Fußboden103 ruhen und auf denen Führungsschienen104 ,105 gelagert sind. Auf diesen Führungsschienen104 ,105 kann ein Träger106 verschoben werden, mit dem eine elastische Kabelkette107 verbunden ist. Die in den vorangegangenen Figuren gezeigte Vorrichtung für das Zusammenfügen der Schenkel ist pauschal mit108 bezeichnet. Für die senkrecht zur Bewegung des Trägers106 verlaufende Bewegung der Vorrichtung108 ist eine weitere elastische Kabelkette109 vorgesehen. Mit110 ist ein Monitor bezeichnet, der Teil einer elektronischen Steuerung111 ist. Auf diesem Monitor werden die einzelnen Daten des jeweiligen Schweißvorgangs angezeigt. - Welche Daten im einzelnen angegeben werden können, zeigen die
17 und18 . Andere Daten können ebenfalls dargestellt werden. - Mit der vorstehend beschriebenen Stumpfschweißvorrichtung können das Positionieren, das Anschmelzen und der eigentliche Stumpfschweißvorgang synchron über Weg- und Kraftmessungen zeitabhängig gesteuert werden. Es werden die Verfahrwege 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-Verfahrmotoren. Die Zeit als Regelgröße wird hierbei berücksichtigt.
- Die Stumpfschweißvorrichtung arbeitet nicht nur in einer Richtung, z. B. in x-Richtung, sondern auch in beliebig einstellbaren Richtungen, vorzugsweise in einer y-Richtung, die senkrecht auf der x-Richtung steht. Die Meßaufnehmer sind dann mindestens 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 Kontrolleinrichtungen auf.
- Die erfaßten Meßdaten können alle protokolliert werden, was für Fragen der Produzentenhaftung von großer Bedeutung sein kann.
- Durch die Erfindung werden eine erhöhte Schweißfestigkeit, eine höhere Maßhaltigkeit und ein besserer Ausgleich von Toleranzen erreicht, was für die spätere automatische 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 Rahmenmaße 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 Profiltoleranz heranzuziehen und anschließend den Glasleisten-Zuschnitt nach Konstruktionsmaßen freizugeben, falls die Toleranzen eingehalten wurden.
- Mit der Erfindung wird nicht nur das eigentliche Verschweißen von Kunststoff-Profilen verbessert, sondern auch die Vorgänge vor und nach dem Verschweißen werden automatisiert und verbessert. So enthält die erfindungsgemäße Stumpfschweißmaschine 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 verhindert wird, sondern vielmehr dadurch, daß – nachdem die Spannvorrichtung drucklos 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 kontrollierten 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 werden 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 vorgesehen sein, um bei einer Schweißung eventuell vorhandene Gummidichtungen so einzuformen, daß nach dem Abkühlen keine harten Überstände mehr vorhanden sind.
- Diese Druck- und Formhaltevorrichtungen führen entweder eine relativ zu den gesteuerten x-y-Köpfen feste oder eine einstellbare Bewegung aus bzw. nehmen eine bestimmte Position ein.
Claims (6)
- Verfahren zum Verschweißen von vier Kunststoffprofilen (
1 ,2 ;19 ,20 ), deren Enden einen Winkel von 45° in bezug auf ihre Längsachsen einschließen, zu einem Rahmen, beispielsweise einem Kunststoff-Fensterrahmen, wobei die Enden der Kunststoffprofile plastifiziert und jeweils derart gegeneinander gedrückt werden, daß das eine Ende eines ersten in x-Richtung angeordneten Kunststoffprofils (z. B.2 ) mit einem Ende eines ersten in y-Richtung angeordneten Kunststoffprofils (z. B.20 ) und das andere Ende des ersten in x-Richtung angeordneten Kunststoffprofils (2 ) mit einem ersten Ende eines zweiten in y-Richtung angeordneten Kunststoffprofils (z. B.1 ) in Kontakt kommt, und das zweite Ende des ersten in y-Richtung angeordneten Kunststoffprofils (2 ) mit einem ersten Ende eines vierten in x-Richtung angeordneten Kunststoffprofils (19 ) und das zweite Ende des zweiten in y-Richtung angeordneten Kunststoffprofils (1 ) mit dem zweiten Ende des zweiten in x-Richtung angeordneten Kunststoffprofils in Berührung kommt, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) es werden die miteinander zu verbindenden Kunststoffprofile (1 ,2 ;19 ,20 ) in Positionen gebracht, in denen sich ihre benachbarten und angeschmolzenen Enden fast berühren; b) es werden alle vier Kunststoffprofile (1 ,2 ,19 ,20 ) mit ihren angeschmolzenen Enden gleichzeitig aufeinander zu bewegt, wobei die in y-Richtung ausgerichteten Kunststoffprofile (1 ,20 ) in x-Richtung und die in x-Richtung ausgerichteten Kunststoffprofile (2 ,19 ) in y-Richtung bewegt werden; c) es werden während des Aufeinanderzubewegens der angeschmolzenen Enden der Kunststoffprofile (1 ,2 ,19 ,20 ) die von diesen zurückgelegten Wege fortlaufend gemessen; d) es werden während des Aufeinanderzubewegens der angeschmolzenen Enden der Kunststoffprofile (1 ,2 ,19 ,20 ) die von diesen auf andere Gegenstände ausgeübten Drücke fortlaufend gemessen; e) es werden die gemessenen Weg- und Druckdaten einer zentralen Steuerung zugeführt, die aufgrund dieser Daten den Vorschub eines Antriebs und/oder den Druck nach Maßgabe einer vorgegebenen Kurve regelt, so daß parallel zu den Endflächen der Kunststoffprofile im wesentlichen keine Kraftkomponenten (Kp) verlaufen. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die x- und y-Koordinaten aufeinander senkrecht stehen.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wege durch Inkrementalmessung gemessen werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, 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. - Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) es werden die Profile mit ihren Enden aufeinander zu bewegt, bis sie gegen einen Abstandhalter zwischen sich stoßen; b) die Position der Profile wird nach dem Stoßen gegen den Abstandhalter gemessen 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 werden gemessen und in einen Rechner gegeben; f) im Rechner wird ermittelt, mit welchem Soll-Druck und/oder mit welcher Soll-Geschwindigkeit die miteinander zu verschweißenden Profile aufeinander zu bewegt werden sollen.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegfahren der Vorrichtungen, welche die Profile gegeneinander drücken, ebenfalls druck- und wegegeregelt ist.
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