DE2510884B2 - Vorrichtung zum verbinden von zwei auf gehrung geschnittenen metallprofilstaeben - Google Patents

Description

* L_ös„n_g der SaSSra-ü l. eine lpi,ze ,n₆eo_rine, bt

,. _ich der Profilstab in axialer Richtung aufschiebt,

w · in der unter 45 Grad hierzu ausgerichteten

-hünesfuge eine durch die Höhe Jer Spitzen

•imrnte Vorspannung erzeugt wird. Die Anwendung

' r solchen Vorrichtung ist jedoch mit dem nicht 5

Erheblichen Nachteil verbunden, daß in den Profilstä-

^J zusätzliche, durch die Spitzen bedingte Einprügun-

°^en reuet werden, die ein unschönes Aussehen des

f Hh herstellten Rahmens zur Folge haben. Häufig

"rf dabei auch der Profilstab perforiert, so daß der auf io V Weise hergestellte Rahmen vom Interessenten •ht mehr akzeptiert wird, weil mit der Perforation die Möelichkeit des Eindringens von Feuchtigkeit in den Hohlraum des Profils verbunden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine 15 verrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu rbessern daß mit ihr Eckverbindungen mit ausreihender Vorspannung in der Gehrungsfuge reproduerhar hergestellt werden können, ohne daß dadurch eine zusätze Beschädigung der Profilstäbe in Kauf 20

^ge^^mAufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, ,„_{ß die} Prägewerkzeuge in Werkzeughalter eingenannt sind die mit merklichem Spiel »S« parallel zur Anflaeefläche und quer zur Bewegungsrichtung in ihrer fänssführung gelagert sind, und daß zwischen Werkzeughalter und Längsführung auf der der Gehrungsfuge zugewandten Seite eine vorgespannte Druckfeder

DaTspTel'ls« beträgt dabei etwa zwischen einem und vier Millimetern, wodurch eine ausreichende, seitliche Ausweichmöglichkeit der Prägewerkzeuge gegeben .st. nie auf der Seite der Gehrungsfuge angeordnete, vorgespannte Druckfeder hat dabei zweckmäßig eine ,ehr steile Charakteristik, so daß der seitliche Druck des Präsewerkzeugs mit zunehmender Eindringtiefe stark zunimmt. Zweckmäßig wird als Druckfeder ein Satz Tellerfedern verwandt.

Eine solche Maßnahme hat die Wirwing. daß die Präeewerkzeuge während des Prägevorganges außer einer Längsbewegung auch eine Schwenkbewegung entgegen der Kraft der Feder in Richtung auf die Gehrungsfuge ausführen. Unter dem Begriff »Pra- »ewerkzeug« werden solche, die Profilstäbe verformen-Hen Werkzeuge verstanden, die eine plastische Verformung des Werkstoffs in die Ausnehmungen des Eckwinkels herbeiführen, ohne daß das Material hierbei im Sinne eines Schnitt- oder Stanzvorganges durchtrennt wird. Ein derartiges Prägewerkzeug hat daher im allgemeinen gut abgerundete Ecken, die em Fließen des Werkstoffs bei der plastischen Verformung begunsti-Ten Durch die seitliche Ausweichmöglichkeit des Präeewerkzeugs während des Prägevorganges wird der Werkstoff des Profilstabes seitlich unter allmählicher Erhöhung der Kraft in die Ausnehmungen des Eckwinkels hineingeknetet, wobei ein Hineinziehen der Schenkel des Eckwinkels in den Profilstab erfolgt. Damit ist die Voraussetzung für die Erzeugung einer Vorspannung in der Gehrungsfuge erfüllt.

Sund der Abrundungen der Prägewerkzeuge hat ein leichter seitlicher Versatz des Prägewerkzeugs zur Ausnehmung im EckwinWel keinen nachteiligen Einfluß auf die Zuverlässigkeit der Eckverbindung^ Dadurch haben auch Toleranzen in den Abmessungen der Profile und/oder Eckwinkel keinen nachteiligen Einfluß auf die es Qualität der Eckverbindung, d.h., es findet ein selbsttätiger Toleranzausgleich statt. Dies ist bei Verwendung von gegossenen Eckwinkeln von besonderem Vorteil.

Das Prägewerkzeug gleitet in jedem Falle unter plastischer Verformung des Profilstabes und ggf. auch der Flanke des Eckwinkels in die Ausnehmung hinein, und erzeugt hierbei eine zuverlässige, formschlüssige Verbindung. Es findet kein Durchtrennen der Profilwand statt, so daß der erzeugte Rahmen gegen das Eindringen von Wasser geschützt ist.

Um das seitliche Ausweichen der Prägewerkzeuge zu begünstigen, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß die Antriebsmittel für die Prägewerkzeuge an einem Gelenkpunkt auf den Werkzeughalter einwirken, der seitlich versetzt zu der durch die Prägekante und parallel zur Bewegungsrichtung verlaufenden Achse angeordnet ist, wobei der Versatz »V« nach der der Druckfeder abgewandten Seite gerichtet ist. Durch diese Maßnahme wird mit zunehmender Antriebskraft auf das Prägewerkzeug ein zunehmendes Kippmoment erzeugt, welches die zusammengesetzte Bewegung des Prägewerkzeugs begünstigt.

Während bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung mit Stanzwerkzeugen die Bewegungsrichtung der Werkzeuge parallel zur Flanke der Ausnehmung verläuft, wird bei der erfindungsgemäßen Lösung die Bewegungsrichtung der Prägewerkzeuge zu der Flanke der Ausnehmung zweckmäßig unter einem Winkel zwischen 10 Grad und 30 Grad gewählt, wobei die Prägekante bei Beginn des Prägevorgangs auf eine Stelle unmittelbar neben der Außenkante der Ausnehmung ausgerichtet ist. Bei Anwendung dieser Maßnahme können die zu verbindenden Teile wesentlich größere Toleranzfelder aufweisen als bei Anwendung der vorbekannten Vorrichtung. Bei zunehmendem Eindringen der Prägewerkzeuge in die Ausnehmungen der Eckwinkel steigt aufgrund des Anstellwinkels des Prägewerkzeugs zur Flanke der Ausnehmung diejenige Kraft kontinuierlich an, mit der der Eckwinkel in das Profil hineingezogen wird. Zweckmäßig beträgt der Winkel 20 Grad.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine vollständige Vorrichtung,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Symmetrielinie durch den Gegenstand gemäß Fig. 1,

F i g. 3 einen vergrößerten Teilausschnitt aus Fig. 1. In F i g. 1 ist eine Auflagefläche 10 für die zu verbindenden Metallprofilstäbe dargestellt, wobei die Profilstäbe jedoch der Übersichtlichkeit halber zunächst fortgelassen sind. Auf der Auflagefläche 10 sind ein verstellbarer Anschlag 11 für die Außenkante der Gehrungsecke angeordnet, sowie zwei symmetrisch zur Gehrungsfuge angeordnete Prägewerkzeuge 12 mit Antriebsmitteln 13. Die Prägewerkzeuge 12 sind in Werkzeughalter 14 eingespannt, die mit merklichem Spiel parallel zur Auflagefläche 10 und quer zur Bewegungsrichtung in je einer Längsführung gelagert sind, von denen nur die rechte im Schnitt dargestellt ist. Zwischen dem Werkzeughalter 14 und der Längsführung 15 ist auf der der Gehrungsfuge zugewandten Seite eine vorgespannte Druckfeder angeordnet, die im vorliegenden Falle aus einem Satz Tellerfedern besteht. Diese Druckfeder 16 preßt die gegenüberliegende Seite des Werkzeughalters 14 gegen die angrenzende Fläche der Längsführung 15. Aufgrund des auf der Seite der Druckfeder 16 vorhandenen Spiels ist ein begrenztes Kippen des Werkzeughalters 14 um eine zur Zeichenebene senkrechte Achse innerhalb der

Längsführung 15 möglich. Dieser Kippbewegung folgt das Prägewerkzeug 12 mit einer Schwenkbewegung in Richtung des Pfeiles 17. Da sich die Gehrungsfuge in einer rechtwinkligen Ausnehmung 18 am inneren Ende des Anschlags 11 befindet, ist die Schwenkbewegung des Prägewerkzeugs 12 auf die Gehrungsfuge zu gerichtet.

Die Antriebsmittel 13 für die Prägewerkzeuge 12 wirken an einem Gelenkpunkt 19 auf den Werkzeughalter 14 ein, wobei der Gelenkpunkt 19 seitlich versetzt zu der durch die Prägekante 20 und parallel zur Bewegungsrichtung verlaufenden Achse angeordnet ist, und wobei der Versatz nach der der Druckfeder 16 abgewandten Seite gerichtet ist. Hierdurch wird die Kippbewegung des Werkzeughalters 14 bzw. die Schwenkbewegung des Prägewerkzeugs 12 in Richtung des Pfeils 17 gefördert.

In der Auflagefläche 10 befindet sich eine Ausnehmung 21, in der ein Klemmstück 22 in Richtung der Symmetrieachse A längsverschiebbar angeordnet ist. Die Symmetrieachse A fällt mit der Gehrungsfuge der in F i g. 1 nicht dargestellten Eckverbindung zusammen. Die Längsverschiebung des Klemmstücks 22 erfolgt mittels einer Führung 23, die als eine unterhalb der Auflagefläche 10 angeordnete Führungssäule 24 ausgebildet ist. Das Klemmstück 22 hat einen quadratischen Grundriß, dessen Diagonale D mit der Symmetrieachse A zusammenfällt. Es ist mittels dreier Schrauben an einem auf der Führungssäule 24 verschiebbaren Führungsstück 26 befestigt und in der Weise ausgebildet, daß es nach dem Lösen der Schrauben 25 und dem Verschwenken um 180 Grad mit zwei gegenüberliegenden Stirnflächen zum Einsatz kommt, die auf eine andere Profilform abgestimmt sind.

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Führungssäule 24 unterhalb der Auflagefläche 10 angeordnet ist. In der dargestellten Position ragt das Klemmstück 22 aufgrund seiner Befestigung auf dem Führungsstück 26 über die Auflagefläche 10 um ein solches Maß nach oben, daß die zu verbindenden Profilstäbe mit dem eingeschobenen Eckwinkel gegen den Anschlag 11 gepreßt werden. Die Verschiebung des Klemmstücks 22 erfolgt mittels eines Kniehebelsystems 27, das über einen Gelenkbolzen 28 mit dem Führungsstück 26 verbunden ist. Der mittlere Gelenkpunkt 29 des Kniehebelsystems 27 steht mit einem Druckmittelantrieb 30 über eine Kolbenstange 31 in Verbindung. Das Widerlager für das Kniehebelsystem 27 besteht aus einer auf der Führungssäule 24 in Längsrichtung verstellbaren Muffe 32, die mittels einer Kontermutter 33 feststellbar ist. An der Muffe 32 befindet sich nicht nur der letzte Gelenkbolzen 34 des Kniehebelsystems 27, sondern auch eine Tragstütze 35 mit einem Ausleger 36, in dem der Druckmittelantrieb 30 mittels eines Gelenks 37 schwenkbar gelagert ist. Durch Absenken der Kolbenstange 31 kann das Kniehebelsystem 27 in die gestrichelt dargestellte Position 27a gebracht werden, in welcher das Klemmstück 22 die gestrichelt dargestellte Position 22a einnimmt.

Die Führungssäule 24 und mit ihr das Klemmstück 22, das Kniehebelsystem 27 und der Druckmittelantrieb sind um ein Gelenk 38 schwenkbar angeordnet. Die Schwenkbewegung wird durch einen Druckmittelantrieb 39 bewirkt, der über ein Gelenk 40 schwenkbar an einer gehäuseseitigen Traverse 41 befestigt ist. Nach dem Absenken der Kolbenstange 42 des Druckmittelantriebs 39 gelangt die Führungssäule 24 in die gestrichelt dargestellte Position 24a, in welcher das Klemmstück vollständig unter die Auflagefläche 10 abgesenkt ist.

Oberhalb der Prägewerkzeuge 12 befindet sich ein Niederhalter 43, der auf die Gehrungsfuge ausgerichtet und mit einem Druckmittelantrieb 44 versehen ist, der sich am Ende eines Auslegers 45 befindet.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß der F i g. 1 und 2 ist folgende:

Zunächst wird durch Absenken der Kolbenstange 31 das Kniehebelsystem 27 in die gestrichelt dargestellte ίο Position 27a gebracht, in der das Klemmstück 22 in die gestrichelt dargestellte Position 22a zurückgefahren wird. Daraufhin wird die Kolbenstange 42 abgesenkt, wodurch das Klemmstück 22 unter die Auflagefläche 10 abgesenkt wird. Die Führungssäule 24 gelangt nunmehr in die gestrichelt dargestellte Position 24a. Die Vorrichtung kann nunmehr mit einer lose zusammengefügten Eckverbindung beschickt werden, die daraufhin durch den Niederhalter 43 innerhalb des Anschlags 11 festgehalten wird. Daraufhin wird die Führungssäule 24 mittels der Kolbenstange 42 wieder in die in F i g. 2 ausgezogen dargestellte, horizontale Lage zurückgeführt. Durch Anheben der Kolbenstange 31 gelangt das Kniehebelsystem 27 in die ausgezogen dargestellte, gestreckte Lage, wobei das Klemmstück 22 nach rechts bis zur Anlage an die Profilstäbe verschoben wird. Im Anschluß daran werden die Antriebsmittel 13 für die Prägewerkzeuge 12 betätigt, so daß die Eckverbindung formschlüssig verbunden wird. Hierauf wiederholt sich das Spiel des Zuriickfahrens des Klemmstücks 22 und des Absenkens der Führungssäule 24 in die Position 24a, so daß die fertige Eckverbindung aus der Vorrichtung entnommen werden kann. Mit 46 ist in F i g. 1 eine zusätzliche, in der Ebene der Auflagefläche 10 liegende Unterstützung für die zu verbindenden Profilstäbe bezeichnet.

In F i g. 3 sind mit 47 und 48 zwei an einer Gehrungsfuge 49 zu verbindende Profilstäbe bezeichnet, in die ein Eckwinkel 50 zunächst lose eingeschoben ist. Jedenfalls gilt dies für die rechte Hälfte der F i g. 3. Im Eckwinkel 50 ist eine sich quer über die Schenkelbreite erstreckende rinnenförmige Ausnehmung 51 angeordnet, deren für die Festigkeit der Eckverbindung wesentliche Flanke 52 unter einem Winkel von 60 Grad schräg zur Richtung der Schenkel ausgerichtet ist. Das Prägewerkzeug 12 besitzt an seinem äußersten Ende eine gut abgerundete Prägekante 20, die den eigentlichen Prägevorgang bewirkt. Längsachse und die primäre Bewegungsrichtung des Prägewerkzeugs 12 sind mit 12a bezeichnet. Die der Flanke 52 zugekehrte Fläche 29a des Prägewerkzeuges verläuft parallel zur Flanke. Das Prägewerkzeug ist übet Schrauben 53 in dem Werkzeughalter 14 befestigt, dei sich auf die bereits oben angegebene Weise mittels dei Druckfeder 16 in der Längsführung 15 abstützt Di« Kraft der Druckfeder 16 wird über ein Druckstück 16< auf die Gleitfläche der Längsführung 15 übertragen Deutlich erkennbar ist das Spiel »S«, welches ei ermöglicht, daß der Werkzeughalter 14 parallel zu Auflagefläche 10 und quer zur Bewegungsrichtung 12, in der Längsführung um ein geringes Maß kippbar bzw schwenkbar gelagert ist. Die Bewegungsrichtung 12 des Prägewerkzeugs 12 verläuft unter einem Winke von 80 Grad zur Oberfläche des Profilstabes 47, d.r unter einem Winkel von 20 Grad zur Flanke 52. De b5 Auftreffpunkt der Prägekante 20 liegt um ein geringe Maß seitlich außerhalb der Flanke 52 der Ausnehmun 51. Unter der Wirkung der abgerundeten Prägekante 2 gleitet das Prägewerkzeug 12 in die Ausnehmung 5

hinein und verformt hierbei ein entsprechendes Wandelement, wie dies in der linken Hälfte von F i g. 3 dargestellt ist.

Aus der rechten Hälfte von F i g. 3 ist noch der seitliche Versatz »V« in bezug auf die durch die Prägekante 20 verlaufende Achse 12a ersichtlich. Dieser Versatz beträgt größenordnungsmäßig zwischen 3 und 8 mm. Aus der linken Hälfte von F i g. 3 geht hervor, um welches Maß der Werkzeughalter 14 in der Längsführung 15 kippbar ist, wobei das Prägewerkzeug 12 außer der Längsbewegung eine überlagerte Kippbewegung in Richtung des Pfeils 17 ausführt. Hierbei wird die Druckfeder 16 zusammengepreßt und das Spiel »S« auf dieser Seite des Werkzeughalters zu Null. Durch diese zusammengesetzte Bewegung wird der Werkstoff des Profilstabes 48 in die betreffende Ausnehmung 51 des

Profilstabes 48 hineingewalkt und zieht hierbei den betreffenden Schenkel des Eckwinkels 50 in Richtung des Pfeils 54 in den Profilstab hinein, wodurch an der Gehrungsfuge 49 die bewußte Vorspannung erzeugt wird. In dem winkelförmig ausgebildeten Ende 11a des Anschlags 11 ist auf jeder Seite ein Sensor 55 angeordnet, der als Staudruckdüse ausgebildet ist und mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht. Der Staudruck wird hierbei durch ein Meßgerät erfaßt: ein

ίο Absinken des Staudrucks läßt auf eine zu große Entfernung des betreffenden Profilstabes vom Anschlag 11 schließen. Durch die Sensoren kann festgestellt werden, ob die Gehrungsfuge ideal geschlossen ist. Jede unerwünschte Verschiebung der Profilstäbe zueinandei führt dazu, daß an mindestens einem Sensor eir unzulässiger Druckabfall auftritt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

AufRabe bekannt, bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung die Antr.ebsart von manuell auf Patentansprüche: neumatisch oder hydraulisch umzurüsten. Die Herstel- l einer zuverlässigen Eckverbindung wird als

1. Vorrichtung zum Verbinden vor .vei auf lung _setzt, _und Mittel zu ihrer Ausführung

Gehrung geschnittenen Metallprofilen zuRah- 5 JJ«»™ 7_äher*_rläutert.

men mittels eines in die Profiistäbe eingeschobenen sina mti _DT._{AS 20 01 60}8 ist eine solche Vorrich-Eckwinkels, in dessen Schenkel Ausnehmungen mit ι/^ur" . _{t bei der} jedoch anstelle der Prägewerk-

zur Profilachse schrägstehenden Flanken angeord- ^tU ° J c_tanzwerkzeu_ge vorgesehen sind, durch welche net sind, wobei Wandelemente der Profilstäbe in die ^ Mptallorof«rahmen unter Bildung von sogenannten Ausnehmungen eingeprägt werden, bestehend aus io die Meta P _durchtrennt werden, wobei die

einer Auflagefläche für die Metallprof.lstäbe, einem Lappen _Ausnehmungen der Eckwinkel einge-

Anschlag für die Außenkante der Gehrungsecke, Lappen ^ ^^ ^^ ^ _{dje Stanzwerk}_

einem gegen den Anschlag in Richtung der ™a · ^ _Meta„_profilstäbe eindringenden

Gehrungsfuge verfahrbaren Klemmstück mit Fuh- zeuge ^an '" , _ausgebildet. Damit die Profilstäbe in rung, sowie aus symmetrisch zur Gehrungsfuge is Jf""" , _e ^B _ZUVerfesig gegeneinander gepreBi angeordneten, im wesentlichen auf die Ausnehmun- eier oem ι β _o ζ _rderi_{ichi d}j_e Stanzwerkzeuge um ein gen im Eckwinkel ausgerichteten Prägewerkzeugen werden,ι ^Sl ^^ _{Maß sejlJich} außerhalb der mit je einer Längsführung und Antriebsmitteln fur «*""*"_ _{en in den} Eckwinkeln auf die Metallprofildas Einprägen der Wandelemente in der Weise daß J"™_f^_s ^g _etzen. Hierbei dient der Eckwinkel prakdie Wandelemente gegen die von der Ecke -o «arc a . _{rkz für das} Stanzwerkzeug. Der

entfernter liegenden Flanken gepreßt werden, f™J^ _{wird an dieS}er Stelle plastisch verformt, dadurch gekennzeichnet daß die Pra- tcicw π zusammen mit dem Lappen in den

gewerkzeuge (12) in Werkzeughalter (14) einge- wöbe, _da* Jjjwr ^

spannt sind, die mit merklichem Spiel »S« parallel Grund de ^««™ _M™£ _{Toleranzen in} den Eckwinzur Auflagefläche (10) und quer zur Bewegungsnch- 25 Auf^rund^u _{ungenauen Ein}i_egens der zu

tung in ihrer Längsführung (15) gelagert, und daß «1" s°wu- J g _{kg in die} vorrichtung ist es

zwischen Werkzeughalter (14) und Längsführung verbindenden>* _{daß rfas Stanzwerkzeug in}

(15) auf der der Gehrungsfuge (49) zugewandten prak ^{scft u} _Abstanden von den Ausnehmungen in Seite eine vorgespannte Druckfeder (16) angeordnet ^ ^^e™,_s^_{e und in} den Eckwinkel eindringt.

ist. Hiprdnrch sind nicht reproduzierbare Verhältnisse

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekenn- H.e durch srn^ ^ _{unterschiedlicher Festjg}. zeichnet, daß die Antriebsmittel (13) fur de bedingt aic ^ ^ ^. ^ ^ Prägewerkzeuge (12) an einem Gelenkpunkt (19) auf ke »J F olge £ _{unter dem Einfluß} den Werkzeughalter (14) einwirken, der seitlich hall ein αa _{iderstande abbr}echen. Der versetzt zu der durch die Prägekante (20) und 35 »^^^""^„„«,, Vorrichtung und der parallel zur Bewegungsrichtung verlaufenden Achse "^a"P^tn,!f™^ei J^ _Eckverbindungen liegt jedoch in der (12^.ng_eordneti.twobeiderVe™tz»V*nachder J^^^tei_ie^_g ^e _e7_tanztei und nur einseitig mit derDruckfederil^abgewandtenSeitegenchteUst Tatsa^ *^d J_{n verbundene}n Lappen einer

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn den JM« ^P _{auf d der} Hebelwirkung der langen zeichnet, daß die Bewegungsrichtung der Pra- <o Verformung au g widerstand entgegensetgewerkzeuge (12) zu der Flanke (52) der.Ausneh- Rahmente'le nur re S^ ^_{6 dnse}. _{mh den} mung (51) unter einem Winkel zwischen 10 Grad und jen Jonje;. ^ln J _{La n weni widerstands}. 30 Grad verläuft, wobei die Pragekante (20) bei ^»^ls^^v«_{ne plastische} Verformung als beispiels-Beginn des Prägevorgangs unmittelbar auf eine ^f Ifniriiungen der Profilstäbe, die die Form Stelle neben der Außenkante der Ausnehmung (51) 45 weise E™P™f^_{ngtn hahe}^ _{die allseitig mit dem}

ausgerichtet ist. Material der Profilstäbe in Verbindung stehen.

Durch das DT-Gbm 19 55 612 ist bereits eine

Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung