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Vorrichtung
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zur Erstellung von Rahmeneckverbindungen Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zur Erstellung von Rahmeneckverbindungen an Türrahmen, Fensterrahmen
u.dgl.
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Rahmen aus Metallprofilen, mit welcher Prägewerkzeuge mittels pneumatischer,
hydraulischer oder mechanischer Kraft aus den beiden ecknahen äußeren Rahmenprofilwänden
Metallzungen ausstanzen und diese in ein inneres winkelförmiges Verbindungsstück,
den sogenannten Eckwinkel, hineinprägen, wobei eine kraftschlüssige Verbindung Rahmenschenkel-Eckwinkel-Rahmenschenkel
entsteht.
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Solche Vorrichtungen sind an sich bekannt. Bei sämtlichen bekannten
Vorrichtungen erfolgt die Stoßrichtung der Stanz-und Prägewerkzeuge stets in einem
geradlinigen Hub. Die teilausgestanzten Metallzungen werden zunächst in Aussparungen
des Eckwinkels hineingedrückt und schließlich kurz und geradlinig in das Material
des Eckwinkels (Leichtmetall) eingeprägt.
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Die dadurch zustande gekommene kraftschlüssige Verbindung bedarf bei
größeren Metall fenstern und Metalltüren mehrerer Einprägungen, um eine ausreichende
statische Festigkeit zu erlangen. Die Prägewerkzeuge weisen daher meist doppelte
oder dreifache Messer auf und sind entsprechend groß. Damit die Profilschenkel während
des Prägevorgangs genau in der vorgesehenen Eckstellung verbleiben, müssen sie fest
in einen die Eckspitzen aufnehmenden Halteeinschnitt hineingedrückt und dort festgehalten
werden. Die Stoßrichtung
des Arbeitsdrucks, die geradlinig auf die
Profilwände einwirkt, strebt eine Verschiebung der Profile vom Halteeinschnitt weg
an, und zwar insbesondere dann, wenn die Stoßrichtung, um mit weniger Energie auszukommen,
rechtwinklig auf die Profilflanken verläuft. Bei den bekannten Vorrichtungen ist
daher eine besondere Halteeinrichtung erforderlich, mit welcher die beiden Profilschenkel
gegen den Halteeinschnitt herangedrückt werden.
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Die meisten der bekannten Vorrichtungen sind daher aufwendig und umfangreich.
Sie sind fast alle als ortsfeste Maschinen ausgeführt und vorrangig für Fabriken
geeignet.
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Allerdings ist in neuerer Zeit eine Vorrichtung bekannt geworden,
die leicht ist und auch als Handgerät ausgeführt werden kann, so daß sie unmittelbar
an einem Montageplatz einsetzbar ist. Die Einprägung der Metallzungen erfolgt jedoch
nur in Ausnehmungen des Eckwinkels; die Metallzungen werden nicht in das Material
des Eckwinkels eingeprägt. Die statische Festigkeit wird in einem Klemmverfahren
erzielt, indem an je einer Seite des Eckwinkels eine um einen mittleren Schwenkpunkt
schwenkbare Wippe von der ihr zugeordneten Metallzunge eingedrückt wird und ihr
zweites Hebelende dabei gegen die Innenseite heranpreßt. Die Spannung wird dadurch
erhöht, daß die Metallzunge zuerst einen an der Wippe ausgebildetenSporn verformt.
Das Ergebnis ist eine recht gute kraftschlüssige Verbindung.
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Jedoch erfordert dieser Vorschlag besonders gestaltete Eckwinkel und
dazu passende Wippen, kann also nicht mit herkömmlichen Eckwinkeln und auch nicht
an allen handelsüblichen Rahmenprofilen verwirklicht werden. Insbesondere für Kleinbetriebe
und Handwerker ist diese bekannte Vorrichtung nicht günstig, weil sie eben an ein
einziges Fabrikat gebunden ist.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Vorrichtung zur Erstellung
von Rahmeneckverbindungen zu schaffen, welche die oben beschriebenen Nachteile nicht
aufweist, die den bekannten einschlägigen Vorrichtungen anhaften. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung soll konstruktiv einfach und leicht hantierbar sein, auch als Handgerät
ausführbar und soll mit allen handelsüblichen Eckverbindungen und Rahmenprofilen
arbeiten können. Sie soll nicht von dem Einsatz einer besonderen Haltevorrichtung
abhängig sein, sondern der für den Stanz- und Prägevorgang erforderliche Preßdruck
soll eine derartige Vektorrichtung besitzen, daß die Prägekraft allein imstande
ist, die beiden Rahmenschenkel in dem Halteeinschnitt festzuhalten. Insbesondere
und vor allem soll die Einprägung der aus den Profilwänden teilausgestanzten Metallzungen
in den Eckwinkel eine solche Festigkeit aufweisen, daß selbst schwere Türrahmen
und Fensterrahmen schon mittels einer einfachen Prägung unlösbar zuv sammenhalten.
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Diese Erfindungsziele werden dadurch verwirklicht, daß die Stanz-
und Prägewerkzeuge an um beiderseits der Rahmeneckspitze befindliche Drehzapfen
schwenkbar angeordneten Werkzeughaltern befestigt sind und von außen her gegeneinander
und in Schwenkrichtung nach der Rahmeneckspitze hin an die Flanken der Rahmenschenkel
herangeführt werden. Dabei kann jedes Stanz- und Prägewerkzeug längsaxial verschiebbar
und feststellbar sein. Vorzugsweise kann die Längsachse eines jeden Werkzeughalters
einen Knick besitzen, so daß die Werkzeuglängsachse einen Winkel mit der Hauptachse
des Werkzeughalters bildet. Es kann aber auch das Stanz- und Prägewerkzeug im Verhältnis
zu der Längsachse des Werkzeughalters schwenkbar und feststellbar angeordnet sein..
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Anhand der Zeichnung soll in der Folge ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt und erläutert werden.
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Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Erstellung von Rahmeneckverbindungen, in einer Draufsicht, Figur
2 die Vorrichtung Fig. 1 mit pneumatischem Antrieb, unmittelbar nach der Vereinigung
zweier Rahmenschenkel, wobei die Rahmenschenkel teilweise und der diese zusammenhaltende
Eckwinkel ganz in einem Schnitt durch die Werkzeugebene dargestellt sind, Figur
3 die schematische Darstellung eines Werkzeughalters mit abgeknickter Längsachse
und Figur 4 die schematische Darstellung eines im Verhältnis zum Werkzeughalter
schwenkbaren und feststellbaren Stanz- und Prägewerkzeug.
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Auf einer Grundplatte 1 ist ein Halteglied 2 längsverschiebbar angeordnet.
Das Halteglied 2 weist einen Längsschlitz 3 auf, in welchen ein Führungsnocken 4
hineinragt. Am Ende des Haltegliedes 2 ist ein Halteeingchnitt 5 ausgebildet, der
einen rechten Winkel darstellt und für die Aufnahme der Eckspitze einer aus zwei
Leichtmetallprofil-Rahmenschenkeln 7,8 und einem Leichtmetall-Eckwinkel 9 zusammenzubauende
Rahmenecke bestimmt ist. Quer über das Halteglied 2 erstreckt sich eine Klemmbrücke
10, die mittels zweier Klemmbolzen 11,12 das Halteglied 2 festhält. Anhand des Führungsnockens
4 und der Klemmbrücke 10 kann das Halteglied 2 längsaxial verschoben und in dieser
WeiSe der jeweiligen Rahmenprofilgröße angepaßt werden.
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Um zwei an der Grundplatte 1 verankerte Drehzapfen 13,14 sind über
Ausleger 15,16 zwei Werkzeughalter 17,18 schwenkbar angeordnet. Jeder Werkzeughalter
17,18 trägt an seinem einen Ende je einen Zapfen 19,20, an welchen eine Antriebskraft
- pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch - angesetzt werden kann. An seinem anderen
Ende ist das Stanz- und Prägewerkzeug 21,22 befestigt, das je mittels einer Stellschraube
211,221 längsverschiebbar angeordnet ist. Das Stanz- und Prägewerkzeug 21,22 ist
handelsüblich und braucht hier nicht näher beschrieben zu werden.
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Wenn die Werkzeughalter 17,18 aus der Ausgangssituation (auf Fig.
1 Vollstrich) in die Arbeitssituation (auf Fig.1 gestrichelt dargestellt) verbracht
werden, dringen die Stanz- und Prägewerkzeuge 21,22 durch die äußeren Profilwände
71,81 in den Leichtmetall-Eckwinkel 9 und drücken dabei die je an drei Seiten ausgestanzten
Metallzungen 711,811 der Außenprofilwände 71,81 in das Material des Eckwinkels 9
hinein. Da die Bewegung der Stanz- und Prägewerkzeuge 21, 22 eine von unten her
in Richtung der Eckspitze 6 ausgerichtete Schwenkbewegung ist, werden die Metallzungen
711, 811 umgebogen, vgl. Fig. 2. Sie bilden dabei zusammen mit dem Eckwinkel 9 einen
kraftschlüssigen Verschluß hoher statischer Festigkeit.
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Die von jedem Stanz- und Prägewerkzeug 21,22 beschriebene kreisförmige
Schwenk- und Schnittbahn 171,181 bringt optimal günstige Schnittwinkel; der Stanz-
und Prägevorgang gemäß der Erfindung benötigt daher relativ wenig Energie.
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Es ist sogar möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit mechanischer
Kraft zu betätigen. Die sonst üblichen Aussparungen an den Eckwinkeln sind meist
nicht erforderlich; die Stanz- und Prägekraft reicht normalerweise aus, um die Metallzungen
711,811 unmittelbar in das Material des Eckwinkels hineinzutreiben.
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Die in Richtung nach der Eckspitze 6 hin auf Kreisbahnen verlaufende
Bewegung der Stanz- und Prägewerkzeuge 21,22 weist einen weiteren Vorteil auf :
die beiden Rahmenschenkel 7,8 werden von den Werkzeugen 21,22 mit großer Kraft in
den Halteeinschnitt 5 des Haltegliedes 2 hineingedrückt.
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Die bei den bisherigen Vorrichtungen notwendige Anordnung eines Widerlagers,
um die Rahmenschenkel während des Stanz-und Prägevorganges im Halteeinschnitt festzuhalten,
ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung überflüssig.
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Auf Fig. 2 ist ein pneumatisch angetriebener Stanz- und Prägevorgang
dargestellt. Der Eckwinkel 9 liegt an den äusseren Profilwände 71,81 sowie an den
inneren Profilwände 72,82 an und ist mit den üblichen Aussparungen 91, die jedoch
für den erfindungsgemäßen Prägevorgang nicht erforderlich sind, versehen. Die Werkzeughalter
17,18 sind über Zapfen 19,20 an Gelenken 23,24 angelenkt, die wiederum über Zapfen
25,26 an einem Mittelstück 27 angelenkt sind. Das Mittelstück 27 wird von der Kolbenstange
28 eines pneumatisch angetriebenen Kolbenzylinders 29 auf und ab bewegt.
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Vom Kolbenzylinder 29 führen Druckluftleitungen 30,31 zu einem Steuerschalter
und zum Drucklufterzeuger (beide nicht gezeichnet).
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Der Pneumatikkolben des Kolbenzylinders 29 bringt über die Kolbenstange
28 das Mittelstück aus der Ruhestellung 27' in die Arbeitsstellung 27. Im Zuge dieses
Arbeitsweges zwingen die Gelenke 23,24 die Werkzeughalter 17,18 zum Ausschwenken
aus der Ruhestellung 17',18' in die Prägestellung 17,18 hinein. Die Stanz- und Prägewerkzeuge
21,22 stanzen die Metallzungen 711,811 aus den Profilwänden 71,81 aus und drücken
sie in das Material des Eckwinkels 9 hinein, wo sie sich nach der Eckspitze hin
unlösbar verkrallen, vgl. Fig. 2.
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Wie bereits gesagt, sind die Schnittbahnen der Werkzeuge gemäß der
Erfindung kreisbogenförmig, während die Werkzeuge sämtlicher bekannter einschlägiger
Vorrichtungen geradlinige Hubbewegungen vollziehen und daher eigentlich Meißelwirkungen
ausüben. Demgegenüber stellt die Stanzung gemäß der Erfindung tatsächlich zumindest
teilweise einen Schnittvorgang dar, indem das Werkzeug kreisbogenförmig geführt
wird. Aus diesem Grunde kommt die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit wesentlich
weniger Antriebsenergie aus als die bekannten Vorrichtungen. Ein weiterer Vorteil
der kreisbogenförmigen Werkzeugführung besteht darin, daß, wie bereits erwähnt,
die teilausgestanzten Metallzungen 711, 811 nach vorn in Richtung der Rahmenspitze
geschwenkt werden und Krallen bilden, die sich als Widerhaken im Material des Eckwinkels
9 festkrallen. Für die Wirkung des kreisbogenförmigen Stanzvorgangs sowohl in bezug
auf den optimalen Stanzschnitt als auch in bezug auf das Festkrallen ist insbesondere
der Eintrittswinkel des Stanz- und Prägewerkzeugs maßgeblich. Wie auf Figuren 3
und 4 gezeigt, kann man diesen Eintrittswinkel je nach Arbeitsaufgabe einstellbar
gestalten.
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Fig. 3 zeigt schematisch einen Werkzeughalter 32, dessen Längsachse
X-X-X1 etwa in der Mitte um einen Winkel w1 abknickt, so daß das Werkzeug 22 denselben
Winkel w1 mit der Verlängerung der ursprünglichen Längsachse X-X bildet. Das Stanzwerkzeug
22 wird daher um den Winkel 1800-w1 tiefer angesetzt als es bei einem Werkzeughalter
18 gemäß Figuren 1 und 2 der Fall gewesen wäre. Die Schwenk- und Schnittbahn verläuft
anders - bei schwereren Profilen entsprechend günstiger - als die Schwenk- und Schnittbahn
181 des Werkzeughalters 18. In der Endsituation sind Werkzeughalter und Werkzeug
gestrichelt angedeutet (Bezugsziffer 22',32').Anstelle der abgeknickten Längsachse
kann der Werkzeughalter Sichelform aufweisen (nicht gezeichnet).
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In einer Variante dieses Beispiels ist das Stanz- und Prägewerkzeug
33 schwenkbar an einem geraden Werkzeughalter 34 angeordnet, vgl. Fig. 4, Die Schwenkeinstellung
erfolgt über eine Rastersperre 35 (nur als Scheibe dargestellt und nicht weiter
beschrieben), die mittels einer Spannschraube 36 festgespannt wird. Diese Spanneinrichtung
35,36 ist gleichzeitig für eine längsaxiale Verschiebung des Werkzeugs 33 verwendbar.
Auf der Darstellung Fig. 4 bildet die Werkzeugachse des Stanz- und Prägewerkzeugs
33 einen stumpfen Winkel W2 mit der Längsachse Y-Y des Werkzeughalters 34. Die Umrisse
33',34' des Werkzeugs 33 und des Werkzeughalters 34 in deren Endposition sind auf
Fig. 4 gestrichelt dargestellt.
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Die vorliegende Erfindung stellt bei aller Einfachheit einen erheblichen
und auch überraschenden technischen Fortschritt dar. Weil kein Widerlager erforderlich
ist, und weil die kreisbogenförmigen Schwenk- und Schnittbahnen der Stanz- und Prägewerkzeuge
günstigere Schnittwinkel bedingen und praktisch aus einem Meiseleffekt eine teilweise
Schneidewirkung erzielt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit weniger Energieaufwand
betrieben werden als die bisher bekannten, mit handelsüblichen Eckwinkeln arbeitenden
einschlägigen Vorrichtungen. Daher können Umfang und Gewicht optimal gering gehalten
werden; die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ohne weiteres als Handgerät hergestellt
werden. Sie ist mithin sowohl für die Serienfertigung von Metallrahmen in einer
Fabrik als auch für die Verwendung in kleinen Werkstätten und am Montageplatz eines
Handwerkers gleich gut geeignet. Ob nun die Vorrichtung in einer Fabrik, einer Werkstatt
oder auf einer Baustelle eingesetzt wird, ob sie ortsfest oder als Handgerät in
Wirksamkeit tritt : sie braucht stets nur eine einzige Bedienungsperson. Indem sie
wegen ihres geringen Umfangs und ihres ebenso geringen Gewichts mühelos an den jeweiligen
Montageplatz verbracht werden kann, spart
man mit ihr Transportkosten
und Transportbeschädigungen an vorgefertigten und entsprechend sperrigen Rahmen.
Ebenso hilft die Erfindung, Zeit zu sparen. Das Einlegen der Rahmenschenkel sowie
der Preß- und Prägevorgang dauern nur wenige Sekunden; es erscheint durchweg möglich,
aus vorbereiteten Rahmenschenkeln einen Rahmen in rd. 1 Minute zu erstellen.
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Das erfindungsgemäße Einkrallen der eingestochenen teilausgestanzten
Metallzungen 711,811 bringt eine kraftschlüssige mechanische Verbindung, die ohne
Zerstörung des Rahmens praktisch unlösbar ist und ein in bezug auf Rahmeneckverbindungen
eine bisher nicht erreichte Stabilität und statische Belastbarkeit bringt.
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5 Ansprüche
L e e r s e i t e