DE2210814A1 - Vorrichtung zum entfernen des an der stossfuge zwischen miteinander verschweissten profilstaeben aus schweissbarem kunststoff entstehenden schweisswulstes - Google Patents

Description

• Bezeichnung: Vorrichtung zum Entfernen des an der Stoßfuge zwischen miteinander verschweißten Profilstäben aus schweißbarem Kunststoff entstehenden Schweißwulstes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen des an der Stoßfuge zwischen miteinander verschweißten Profilstäben aus schweißbarem Kunststoff entstehenden Schweißwulstes mit einem vorzugsweise allseitig um die Profilstäbe angeordneten, in der Ebene der Wurzel des Schweißwulstes aufeinandertreffend zusammenfahrbaren Messerpaar.
• Ein wichtiges, wenn auch keineswegs das einzige Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung betrifft die Herstellung von Rahmen für beispielsweise Fenster, Fensterflügel, Türen u.dgl. aus Profilstäben, insbesondere Hohlprofilstäben, aus schweißbarem Kunststoff. Diese Profilstäbe haben eine mehr oder weniger komplizierte Querschnitts form ggf. mit Hinterschneidungen und enthalten häufig Versteifungsglieder aus Metall, Holz od.dgl. Die häufigsten Verbindungsarten sind Eckverbindungen, bei denen zwei auf Gehrung geschnittene Profilstäbe durch eine Stoßverschweißverbindung miteinander verschweißt werden, und der Anschluß eines Mittelholmes bei einem Fensterrahmen, wobei drei Profilstäbe mit entsprechenden Gehrungsschnitten miteinander verschweißt werden.
• Seit sehr langer Zeit erfolgt die Herstellung derartiger Stoßschweißverbindungen mit Hilfe einer Schweißmaschine derart, daß man die um das sog. Abbrandmaß länger als das Sollmatd des fertigen Rahmens zugeschnittenen Profilstäbe mittels Spannbacken unter dem entsprechenden Winkel in der Schweißmaschine festspannt. Die Spannbacken sind auf Schlitten gelagert, mit denen die eingespannten Profilstäbe mit ihren Stoßkanten formgerecht aufeinander zu bewegt und aneinandergepreßt werden können, nachdem die Stoßkanten der Profilstäbe gegen eine Heizvorrichtung bewegt worden sind, um die Stoßkanten der Profilstäbe im Bereich ihres Abbrandmaßes durch die Heizvorrichtung zu erhitzen und zu erweichen. Die Profilstäbe werden dann mit ihren erweichten Stoßkanten aneinandergepreßt, wobei diese Stoßkanten miteinander verschweißen. Eine einwandfreie Verschweißung wird nur dann erreicht, wenn die Profilstäbe um ihr Abbrandmaß aneinandergepreßt werden, wobei dieser das Abbrandmaß bildende Teil der Profilstäbe nach außen ausweicht und einen Schweißwulst bildet. Der Schweißwulst wird dann nach Erkalten der Stoßschweißverbindung entfernt. Zum Entfernen der Schweißwülste und Verputzen der Schweißnähte dienen teuere Schleifvorrichtungen und es ist ein sehr hoher Personal- und Zeitaufwand erforderlich. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß vor allem bei den normalerweise komplizierten Querschnittsformen der Profilstäbe mit Hinterschneidungen der Personal- und Maschinenaufwand fur diese Verputzarbeiten außerordentlich hoch ist. Beim Abschleifen der Schweißwülste und Verputzen der Schweißnähte ist es praktisch nicht zu vermeiden, daß auch Teile des Profilstabquerschnittes weggeschliffen werden und folglich eine Verschwächung des Profils auftritt. Dies gilt in besonderem Maße dann, wenn die beiden verschweißten Profilstäbe nicht vollkommen richtig aufeinander ausgerichtet sind. Man hat nun bereits vorgeschlagen, die Schweißwülste mit einem um die Profilstäbe herum angeordneten, vorschiebbaren Messerpaar abzuschneiden, dessen Schneiden in der Ebene der Wurzel des Schweißwulstes aufeinandertreffen. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß dieser Vorschlag nur bei Anwendung ausserordentlich hoher Vorschubkräfte auf die Messer realisierbar ist und selbst dann nur bedingt zu einer einwandfreien Abtrennung der Schweißwülste führt, die keine nennenswerte Nachbearbeitung mehr erfordert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Entfernung des an der Stoßfuge zwischen miteinander vers diweißten Profilstäben aus schweißbarem Kunststoff entstehenden Schweißwulstes zu schaffen, bei der diese Probleme nicht auftreten und mit der der Schweißwulst ohne übertriebenen Kraftaufwand einwandfrei entfernt werden kann, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in Verbindung mit einer an sich bekannten Maschine zum Herstellen derartiger Schweißverbindungen zwischen Profilstäben anwendbar sein soll.
• Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Messer beheizt sind.
• Thermoplastische Kunststoffe haben die Eigenschaft, daß sie, wenn sie über eine bestimmte Temperatur erwärmt werden, schrumpfen oder einsinken und nach dem Erkalten nicht in ihre Ursprungsgestalt zurückkehren, Man hat daher bisher die an sich bekannte Anwendung heißer Messer zum Zertrennen thermoplastischer Kunststoffe bei der Entfernung des Schweißwulstes miteinander verschweißter Kunststoffprofilstäbe nicht in Betracht gezogen, weil die Hitze der Messer zwangsläufig auch außerhalb des eigentlichen Schweiß wulstes zu einer Erhitzung der Profilstäbe und folglich zu Einsinkstellen an den Profilstäben außerhalb der Schweißnähte fUhren muß. Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß man bei Berücksichtigung bestimmter Maßnahmen zur Verhinderung derartiger Beschädigungen der Profilstäbe heiße Messer zur Entfernung des Schweißwulstes anwenden kann und so mit verhältnismäßig geringem Maschinen- und äußerst geringem Personalaufwand vollkommen glatte Stoßschweißverbindungen zwischen derartigen Profilstäben herstellen kann. In diesem Zusammenhang sei auch die hier verwendete Angabe Win der Ebene der Wurzel des Schweißwulstes", wo die Messer#schneiden aufeinandertreffen, näher erläutert. Da einerseits im Inneren des äußerlich bereits abgekühlten Schweißwulstes häufig der Kunststoff noch heiß ist und andererseits eine wenn auch nur lokale Erwärmung durch das heiße Messer hervorgerufen wird, läßt man die Schneiden der Messer nicht fest auf der Oberfläche der Profile, sondern etwa 1/4 bis 1/2 mm von dieser entfernt aufeinandertreffen, so daß nach der oben beschriebenen Schnur} fung des Kunststoffs beim Abkühlen an der Stelle der Schweißnaht eine vollkommen glatte Oberfläche des Profils erreicht wird.
• Eine Ausf(ll#sform der Erfindung sieht vor, daß die Messer aus einer Stellung, in der sie sich im Abstand von den Profilstäben befinden, in eine Schneidstellung vorschiebbar sind. in der die Schneiden der Messer in der Ebene der Wurzel des Schweißwulstes (im oben erläuterten Sinne 1/4 bis 1/2 mm von der Profiloberfläche entfernt) aufeinandertreffen. Hierbei sind die Messer gemäß einer Ausführungs form der Erfindung in Ebenen verschieblich gelagert, die unter einem Winkel zur Außenseite der Profilstäbe verlaufen und sich in der Mitte der Wurzel des Schweißwulstes etwa 1/4 bis 1/2 mm von der Profiloberfläche entfernt schneiden, das heißt also, daß die Messer sich aus dem Raum heraus auf die Wurzel des Schweißwulstes zubewegen, so daß eine beachtliche Erwärmung der Außenseite der Profilstäbe außerhalb des abzuschneidenden Schweißwulstes ganz vermieden wird.
• Man kann gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Messer aber auch mit in unmittelbarer Nähe der Außenseite der Profilstäbe liegenden Schneiden in Messerschlitten montieren, die mittels eines Antriebes kontinuierlich an den Profilstäben entlangbewegt werden, das heißt also an keiner Stelle stillstehen, wobei die Geschwindigkeit dieser Bewegung der Messer derart bemessen wird, daß die Messer sich niemals so lange an einer Stelle der Profilstäbe be befinden, daß der Kunststoff der Profilstäbe so weit erwärmt wird, daß er anschließend einsinkt. Die Angabe "unmittelbare Nähe der Außenseite der Profilstäben muß natürlich auch in diesem Fall berücksichtigen, daß der Kunststoff beim anschließenden Erkalten noch einsinkt, so daß die Messerschneiden auch in diesem Falle einen geringen (zum Beispiel 1/4 bis 1/2 mm) Abstand von den Profilstäben haben müssen. Dieser Abstand der Messer von den Profilstäten wird zweckmäßig genutzt, um eine Wärmeisolierung an den Messern anzubringen, um so eine unerwünschte Erwärmung der Profilstäbe durch die Messer weiter zu vermeiden.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man die Messer auch schwenkbar am Messerträger bzw. am Messerschlitten montieren, so daß man die Messer zur Vermeidung unerwünschter Erwärmung der Profilstäbe von diesen weggeschwenkt halten kann, um sie erst unmittelbar vor der Entfernung des Schweißwulstes in die Arbeitsstellung näher an den Profilstäben zu schwenken und in dieser Stellung zu verriegeln, woraufhin die Messer nach der Entfernung des Schweißwulstes sofort wieder entriegelt und weggeschwenkt werden.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als gesonderte Vorrichtung nur zur Entfernung der in einer anderen Maschine hergestellten Schweißnähte ausgeführt werden, man kann aber gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung diese Vorrichtung zur Entfernung der Schweißwülate auch mit der die Schweißnähte herstellenden Vorrichtung kombinieren und dabei den Vorschubantrieb der Messer bzw. des Messerschlittens von dem das Aneinanderpressen der Profilstäbe bewirkenden Antrieb getrennt derart ausbilden, daß die Messer nach Entstehung des Schweißwulstes und wenigstens beginnender Abkühlung desselben zum Abtrennen der Schweißwülste vorgeschoben werden.
• Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger nur der Erläuterung und nicht etwa der Abgrenzung des Erfindungsgedankens dienender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die wesentlichsten Teile einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 in vergrößerter, schematisierter Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3 in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung eine andere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung und Fig. 4 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Messer.
• In Fig. 1 ist schematisch dargestellt, wie zwei rechtwinklig zueinander verlaufende Profilstäbe 12',12" in der Ebene 10 durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind.
• Die Herstellung einer solchen Schweißnaht und die hierzu verwendeten Vorrichtungen sind bekannt und wurden oben bereits in groben Zügen dargestellt. Bei der Herstellung der Schweißnaht 10 entstehen die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Schweißwülste 14, wobei die Darstellung in den Fig. 2 und 3 hinsichtlich der Schweißwülste 14 und der zu deren Entfernung dienenden Messer um der besseren Übersichtlichkeit willen insofern vereinfacht ist, als die an sich auf allen vier Seiten vorhandenen Schweißwülste und Vorrichtungen zu deren Entfernung nur auf der Ober-und Unterseite gezeichnet sind.
• Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß die Schweißwülste 14 mit beheizten Messern 18',18" entfernt werden, die "aus dem Raum heraus" auf die Wurzel der Schweißwülste aufeinander zu bewegt werden, so daß ihre Schneiden in der Ebene der Schweißnaht 10 und in geringem Abstand von der Profiloberfläche aufeinandertreffen und den Schweißwulst 14 abschneiden. Im einzelnen sind in Fig. 2 die Profilstäbe 12', 12" umgebende Messerträger 16', 16n vorgesehen, die gegebenenfalls zugleich die Spannvorrichtungen sein können, mit denen die Profilstäbe festgespannt werden. Zweckmäßig sieht man an der Unterseite der Messerträger lgr, 16 eine Wärmeisolierschicht 17 vor, die beispielsweise aus einer Tetrafluoräthylenschicht (Teflon) bestehen kann. In den Messerträgern 16', 16" sind schräg verlaufende Ausnehmungen 24 ausgebildet, in denen jeweils eine Vorschubeinheit 25 verschieblich gelagert ist. Die Vorschubeinheiten 25 bestehen beispielsweise aus einem Gehäuse 26, in dem unter Zwischenlagerung einer Isolierschicht 27 die Messer 18', 18 derart montiert sind, daß sie in Ebenen liegen, die unter einem Winkel zur Außenseite des Profilstabes verlaufen und sich in der Wurzel des Schweißwulstes 14 schneiden. Die Vorschubeinheiten 25 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Kolbenstange 28 mit dem Kolben eines Druckzylinders 29.verbunden, durch dessen Beaufschlagung die Vorschubeinheiten 25 in Richtung des Doppelpfeiles 30 vorschiebbar und zurückziehbar sind. Die Messer 18', 18" sind mit Heizelementen 19 und Thermofühlern 20 versehen. Der Anstellwinkel der Messer 18', 18" kann auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 größer als in der zeichnerischen Darstellung sein und etwa 45° betragen.
• In Fig. 2 befinden sich die Messer 18', 18" in der Rückzugstellung. Zur Entfernung des Schweißwulstes 14 werden die Zylinder 29 derart beaufschlagt, daß die Vorschubeinheiten 25 in den Ausnehmungen 24 vorgeschoben werden, bis die Schneiden der Messer 18', 18" in der Ebene der Wurzel des Schweißwulstes 14 aufeinandertreffen und so den Schweißwulst 14 abschneiden. Danach werden durch umgekehrte Beaufschlagung der Zylinder 29 die Messer 18', 18" wieder zurückgezogen. In dieser Rückzugstellung befinden sie sich in einem Abstand von der Außenseite der Profilstäbe 12', 12", der ausreicht, um eine zu große Erhitzung der Außenseite der Profilstäbe durch die beheizten Messer auszuschließen0 Gegebenenfalls kann man die den Profilstäben zugewendete Seite der Messer noch mit einer wärmeisolieren den Schicht aus beispielsweise Teflon versehen.
• Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 vorgesehen, daß die Messer 18', 18n in Ausnehmungen 24t von beweglichen Messer schlitten 16a, 16b derart gelagert sind, daß die Messerschneiden immer in einem geringen Abstand von zum Beispiel 1/4 bis 1/2 mm von der Außenseite der Profilstäbe 12', 12" liegen. Eine Isolierung 27' verhindert einen Wärmeabfluß der von den Heizelementen 19 erzeugten Hitze über die Messer in die Schlitten 16a, 16b. Zweckmäßig versieht man auch die den Profilstäben zugewendete Seite der Messer mit einer solchen Wärmeisolierschicht 31, 2 , die abweichend von der zeichnerischen Darstellung bis an die Messerschneide reichen kann. Da sich bei dieser Ausfuh#rungsform der Erfindung die beheizten Schneiden der Messer immer in unmittelbarer Nähe der Profilstäbe 12', 12" 12" befinden, muß verhindert werden, daß zuviel Wärme aus den Messern in die Profilstäbe abfließt und so an der Außenseite der Profilstäbe durch Erhitzung Einsenkungen entstehen; Daher bewegt man die Messerschlitten 16s, 16b 16b über einen schematisch bei 33 angedeuteten und über eine Schulter 32 angreifenden Antrieb kontinuierlich so schnell entlang den Profilstäben 12', 12", daß die Messer 18?, 18li an keiner Stelle der Profilstäbe so lange verharren, daß eine die Grenztemperatur überschreitende Erwärmung der Profilstäbe über die heißen Messer eintreten kann. Die durch die schematisch dargestellte Vorschubstange 33 angedeuteten Antrieb bewegen daher die Messerschlitten 16a, 16b ununterbrochen in Richtung des Doppelpfeiles 34 hin bzw. zurück.
• Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig, 3 sind die Messer 18', 18" schräg in den Messerschlitten gelagert. Man könnte die Messer jedoch auch flach in unmittelbarer Nähe der Außenseite der Profilstäbe montieren, sofern nur durch die entsprechende Zwischenisolierung und durch die kontinuierliche Bewegung der Messer dafür geworgt wird, daß an keiner Stelle eine die Grenztemperatur überschreitende Erwärmung der Profilstäbe auftritt.
• Zum Antrieb der Messerschlitten 16a, 16b kann man hydraulische oder pneumatische oder auch mechanische Antriebsvorrichtungen, beispielsweise Zahnstangenantriebe, Schneckenantriebe usw. verwenden. Desgleichen kann man bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 jede geeignete andere Antriebsart als den schematisch dargestellten Zylinder 29 anwenden.
• Eine weitere, zeichnerisch nicht dargestellte Variante der Erfindung sieht vor, daß die Messer schwenkbar an ihrem Messerträger oder Messerschlitten montiert sind, so daß man die Messer solange von den Profilstäben möglichst weit wegschwenken kann, wie sie nicht zum Abtrennen eines Schweißwulstes benutzt werden. Erst kurz vor dem Einsatz werden die Messer dann in die Arbeitsstellung geschwenkt und in dieser gegebenenfalls verriegelt, um nach der Entfernung des Schweißwulstes wieder weggeschwenkt zu werden.
• Der Fachmann erkennt ohne weiteres, daß man die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl als gesonderte Vorrichtung nur zur Entfernung eines Schweißwulstes 14 ausbilden kann, als auch mit einer an sich bekannten Vorrichtung zum Herstellen der Schweißnaht kombinieren kann. Im letzteren Fall wird man den Antrieb der Messervorschübe 29 bzw. 33 so steuern, daß die Messer erst in einem Augenblick mit den Schweißwülsten 14 in Eingriff kommen, in dem diese Schweißwulste 14 bereits eine geringe Erkaltung erreicht haben, so daß der Kunststoff im Bereich der Schweißwülste wenigstens außen bereits diejenige Temperatur unterschritten hat, bei der noch Schrumpfungen und hieraus folgende Einsenkungen des Kunststoffes auftreten können.
• Um mit Sicherheit zu verhindern, daß die Messer durch ihre Vorschubantriebe übereinandergeschoben werden, kann man diese Messer 18a, 18b gemäß der Darstellung in Fig. 4 mit Anschlägen 37 versehen. In Fig. 4 sind an den Vorderkanten der Messer in dem mit 36 bezeichneten Bereich die eigentlichen Schneiden ausgebildet, während beiderseits dieser Schneiden 36 die Messer nicht angeschliffen sind, so daß die ein Ubereinanderschieben der beiden Messer verhindernden Anschläge 37 entstehen. Selbstverständlich muß man diese Anschläge 37 stirnseitig entsprechend dem Neigungswinkel der Messer anschrägen.
• Die hier ausführlich beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele dienen selbstverständlich nur zur Erläuterung und nicht etwa zur Abgrenzung des Erfindungsgedankens und können im Rahmen des fachmännischen Könnens vielfältig abgewandelt werden.

Claims (10)

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Entfernen des an der Stoßfuge zwischen miteinander verschweißten Profilstäben aus schweißbarem Kunststoff entstehenden Schweißwulstes mit einem vorzugsweise allseitig um die Profilstäbe angeordneten, in der Ebene der Wurzel des Schweißwulstes aufeinandertreffend zusammenfahrbaren Messerpaar, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (18',18") beheizt sind.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (l8',l8") aus einer Stellung, in der sie sich im Abstand von den Profilstäben (l2',l2") befinden, in eine Schneidstellung vorschibbar sind, in der die Schneiden der Messer in der Ebene der Wurzel des Schweißwulstes (14) aufeinandertreffen.

3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (18' ~18") jedes Messerpaares in Ebenen verschieblich gelagert sind, die unter einem Winkel zur Aussenseite der Profilstäbe (12',12") verlaufen und sich in der Mitte der Wurzel des Schweißwulstes t14) schneiden.

4) Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (l8',18") in mit einem Vorschubantrieb (29) versehenen Vorschubeinheiten (2j> montiert sind.

5) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (18',18") mit in unmittelbarer Nähe der Außenseite der Profilstäbe (12',12") liegenden Schneiden in Messerschlitten (16a,16b) montiert sind, die mittels eines Antriebes (33) kontinuierlich an den Profilstäben entlangbewegt werden.

6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (18',18") unter einem Winkel zur Außenseite der Profilstäbe (12',12") montiert sind.

7) Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die den Profilstäben (12',12") zugewendeten Seiten der Messer (18',18") mit einer Wärmeisolierschicht (31) versehen sind..

8) Vorrichtung nach einem der vorangehendei/Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (18&,18b) außerhalb der Schneiden (36) Anschläge (37) zur Verhinderung des Übereinanderschiebens der Messer aufweisen.

9) Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (18', 18") schwenkbar am Messerträger (16i, 16") bzw. Messerschlitten (16a, 16b) montiert sind.

10) Vorrichtung nach einem dervorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Vorrichtung zum Herstellen einer Schweißverbindung zwischen Profilstäben aus schweißbarem Kunststoff durch Erhitzen und Aneinanderpressen der Profilstäbe kombiniert ist, wobei der Vorschubantrieb (29, 33) der Messer (18', 18) bzw. des Messerschlittens (16a, 16b) von dem das Aneinanderpressen der Profilstäbe bewirkenden Antrieb getrennt derart ausgebildet ist, daß die Messer nach Entstehung des Schweißwulstes (14) und wenigstens beginnender Abkühlung desselben zum Abtrennen der Schweißwülste vorgeschoben werden.