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Vorrichtung zur Herstellung von langgestreckten Werk-
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stücken Die Erfindung bezieht sich auf die hassenproduktion von langgestreckten
Werkstücken in verschiedenen Größen und Längen und unterschiedlichen Ausführungen,
vorzugsweise auf die Herstellung von extrudierten Rahmenteilen aus metall zur Herstellung
von Fenster- und Türrahmen oder dergleichen.
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Eine der in der Praxis auftretenden Schwierigkeiten bei der Herstellung
von Rahmenteilen für Fenster besteht darin, daß sehr viele unterschiedliche Ausführungsformen
und Typen mit sehr verschiedenen Abmessungen hergestellt werden müssen. Der Hersteller
erhält normalerweise fortlaufend während eines Monats Aufträge zur Herstellung von
Fenstern verschiedener Formen, Typen und Abmessungen.
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Es ist selten, daß ein Auftrag groß genug ist, um bei der kontinuierlichen
Herstellung eine Produktionsstraße für einen längeren Zeitraum zu fahren. Selbst
für einen großen Auftrag für ein in bestimmter Weise ausgebildetes Fenster ist es
unvermeidbar, daß die senkrechten Rahmenteile eine unterschiedliche Länge und leicht
abweichende Gestalt von den waagerechten Rahmenteilen haben, und meist weicht auch
noch das obere horizontale Rahmenteil von dem unteren Rahmenteil ab. Diese Änderungen
führen bei Verwendung einer Fertigungsstraße dazu, daß diese häufig abgeändert werden
muß, um Rahmenteile mit verschiedenen Längen und Querschnitten und unterschiedlicher
Ausbildung, wie z.B. mit vorgefertigten Hohlräumen und Ausschnitten herzustellen.
Selbst wenn die eigentliche Herstellung erfolgt ist, ist das Problem insofern noch
nicht gelöst, als die verschiedenen Rahmenteile gelagert und dann von dem Lager
abgezogen, in bestimmten Gruppen gesammelt und zum Zusammenbau des endgültigen Teils
oder zur Herstellung des Fensterrahmens entnommen werden müs-
sen.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, den Herstellungsprozeß
unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Probleme soweit wie möglich zu erleichtern.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von langgestreckten
Teilen mit ausgewahlten unterschiedlichen Längen und/oder Querschnitten, die aus
einer Fertigungsstraße mit mehreren Stationen besteht und eine Zuführungsstelle,
eine Schneidstelle zum Schneiden von Abschnitten bestimmter Länge mit Einrichtungen
zum Ändern der Schnittlänge und eine automatische Steuerungseinrichtung enthält,
die aus einem Computer oder Signalempfänger für Eingangs-Steuersignale besteht und
mit der Schneidstelle verbunden ist, um die Länge der Abschnitte in Abhängigkeit
von dem Ausgangssignal des Computers oder den Eingangs signalen des Empfängers zu
steuern.
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Vorzugsweise enthält die Vorrichtung ferner wenigstens eine Fertigungsstelle
zur Durchführung eines Stanz-, Biege-, Fräs- oder Loch-Arbeitsganges an den auf
Länge geschnittenen Teilen an bestimmten Stellen, wobei die automatische Steuereinrichtung
auch diese Fabrikationsstellen steuert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Fertigungsstraße
aus zwei parallel verlaufenden Produktionsbändern, die mit äe einer Zuführungsstelle,
einer Schneidstelle, bei der auf Länge geschnitten wird, und einer der vorstehend
erwähnten Fertigungsstellenversehen sind, wobei die Steuereinrichtung die beiden
Bänder gemeinsam oder unabhängig voneinander steuert. Es können auch mehr als zwei
Bänder verwendet werden und einige
der Bänder können zu Gruppen
zusammengefaßt und paarweise gesteuert werden.
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Vorzugsweise enthält jedes Produktionsband eine der Schneideinrichtung
oder einem anderen Werkzeug zugeordnete Halteeinrichtung, deren Lage veränderbar
ist, sowie Einrichtungen zum Andern der Stellung oder der Relativbewegung zwischen
der Halteeinrichtung und dem Werkzeug zur Bestimmung der Länge des abgeschnittenen
Profilteils. Alternativ kann die Länge dadurch gesteuert werden, daß man die Weglänge
der Zuführungsvorrichtung ändert.
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Es besteht auch die Möglichkeit, jedes Fertigungsband so auszubilden,
daß es an Abschnitte mit unterschiedlichen Profilen oder Abmessungen in Querrichtung
anpaßbar ist.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthält jedes Fertigungsband
einen Abschnitt, in dem die Richtung der Fördervorrichtung umkehrbar ist, um einen
Abschnitt mit bestimmter Länge rückwärts gegen eine Halteeinrichtung zur Durchführung
eines weiteren Arbeitsganges zu bewegen.
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Die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist dann besonders vorteilhaft,
wenn sie in Verbindung mit einem programmierten Computer-System benutzt wird, das
Einzelheiten ankommender Aufträge annimmt, um Teile oder Abschnitte auf unterschiedliche
Längen oder anderen Besonderheiten, z.B. zur Herstellung von Pensterrahmen, abzuändern,
wobei das Computer-System so programmiert ist, daß die Aufträge, die während eines
bestimmten Zeitraumes eingehen, gespeichert und die Fertigungsstraße entsprechend
gesteuert wird, um auf diese Weise die Produktion zu erleichtern und Zeitverluste
so weit wie möglich zu vermeiden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Fertigungsstraße,
bei der die während eines Zeitraumes eingehenden Aufträge sortiert oder geordnet
und die verschiedenen Bänder der Straße so betätigt und gesteuert werden, daß Zeit-
und Materialverluste möglichst gering gehalten und die vorhandenen Einrichtungen
so weitgehend wie möglich ausgenutzt werden, dadurch, daß die Produktion, falls
notwendig, auf das eine oder andere Band umgeschaltet wird und/oder durch Verändern
der Länge oder der Stellungssignale für die einzelnen Stationen.
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Die Erfindung betrifft auch die Ausbildung der einzelnen Fabrikationsstellen
in der Fertigungsstraße und Einzelheiten verschiedener derartiger Stationen, die
im folgenden im einzelnen erläutert werden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Figuren IA, 1B, IC, 1D, 1E, 1F, die im folgenden als Figur 1 bezeichnet
werden, eine Seitenansicht einer durchgehenden Fertigungsstraße zur Herstellung
von Rahmenteilen für Fenster, die Figuren 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, die im folgenden
als Figur 2 bezeichnet werden, eine Draufsicht auf die Fertigungsstraße gemäß Figur
1, Figur 3 einen Querschnitt durch die Fertigungsstraße in der Nähe einer der Halteeinrichtungen,
Figur 4 eine Vorderansicht der Fertigungsstraße an der Ausgangsstelle und Figuren
5A und 5B einen Querschnitt durch den oberen Teil der
Fertigungsstraße
in vergrößertem Maßstab, aus der die besondere Form der Bandförderer zum Handhaben
extrudierter Abschnitte mit verschiedenen Profilen und die Zuführungsstelle zum
Einführen von Abdichtungsstreifen ersichtlich ist.
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Das auf den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft
die Anwendung der Erfindung auf eine Fertigungsstraße mit vier Bändern zur Herstellung
von extrudierten Rahmenteilen aus Aluminium zur Herstellung von Fensterrahmen.
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Wie sich aus Figur 2 ergibt, sind vier parallel verlaufende Bänder
A, B, C und D, die sich über die Gesamtlänge der Fertigungsstraße erstrecken, sowie
eine Einrichtung vorgesehen, mit der jeder der verschiedenen Arbeitsgänge auf jedem
Band durchgeführt werden kann. In der Praxis ist die Fertigungsstraße vorzugsweise
so ausgebildet, daß sie in zwei unabhängig voneinander verlaufenden Hälften arbeitet,
wobei eine die Bänder A und B und die andere die Bänder C und D umfaßt und jedes
Paar unabhängig voneinander arbeitet und in der Lage ist, Rahmenteile mit unterschiedlichen
Längen herzustellen. Jede Hälfte der Fertigungsstraße oder jedes Paar von Bändern
kann mit unabhängigen Antriebsmitteln und einem getrennten Steuersystem versehen
sein. Zur Herstellung von Fensterrahmen mit rechteckigem Querschnitt werden vier
Rahmenteile benötigt, und zwar zwei kurze und zwei lange. Zusätzlich können geringe
Abweichungen zwischen dem oberen und dem unteren horizontalen Rahmenteil und möglicherweise
zwischen dem linken und dem rechten senkrechten Rahmenteil vorhanden sein.
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Die Vorrichtung enthält einen ferngesteuerten Computer und Programmierer,
der Einzelheiten der eingehenden Auf-
trage zur Hcrtcllung von
Fenstern mit verschiedennn Größen und typen speichert, diese über einen bestimmten
Zeitraum herstellt und die gespeicherte Information auf den neuesten Stand bringt,
wenn weitere Aufträge eingehen, und die Aufträge vervollständigt. Das sich dabei
ergebende Auftragsbuch wird dann von dem Computer abgegriffen und in Steueranweisungen
übertragen, die in der Lage sind, alle vier Bänder der Fertigungsstraße soweit wie
möglich auszunutzen. Der Computer ist ferner in der Lage, die Herstellung von langen
oder kurzen Rahmenteilen von einem Bandpaar auf das andere zu übertragen, um Störungen
zu vermeiden, die dadurch auftreten, daß kurze Längen auf der einen Hälfte der Maschine
und große Längen auf der anderen Hälfte der Maschine kontinuierlich hergestellt
werden. Der Computer wird so programmiert, daß Phasendifferenzen oder zeitliche
Unterbrechungen zwischen der Herstellung der langen und der kurzen Rahmenteile für
ein eingegebenes Fenster nicht größer als z.B. im Mittel 2 Stunden sind. übermäßige
Phasendifferenzen könnten ferner Schwierigkeiten bei der Handhabung und beim Lagern
sowie beim Zusammenbau am Ende des Produktionsganges mit sich bringen. Das Steuerprogramm
wird so eingegeben, daß verschiedene Lagerzeiten für unterschiedliche Profilteile
zwischen 0 und bis zu 2 Tagen maximal vorgesehen werden.
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Beim Verlassen der Fertigungsstraße werden die Rahmenteile mit den
unterschiedlichen Längen gesammelt und in Gruppen geordnet, mit der notwendigen
Identifizierung versehen und vorübergehend so gestapelt, daß sie jederzeit zum endgültigen
Zusammenbau entnommen werden können.
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Die Lägerzone enthält eine automatische Vorrichtung zum Lagern ausgewählter
Teile und der für den Versand erforderlichen Ausrüstung, um ausgewählte Teile, falls
erforderlich, abzusenden,
Die auf den Figuren 1 und 2 dargestellte
Fertigungsstraße besteht aus sieben aufeinanderfolgenden Stationen, nämlich; 1.
einem Magazin oder einer Zuführungsstelle 10, 2. einer Station 11 zum Zuführen eines
biegsamen Abdichtungsstreifens, 3. einer Stanzeinrichtung 12, 4. einer Sägestation
1v, 5. einer Kerb- und Locheinrichtung 14, 6. einer mit hoher Geschwindigkeit laufenden
Fräse 15 und 7. einer Entnahmestation 16.
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Die Fertigungsstraße besteht aus einem Stützrahmen aus einem Bausteinsystem
mit einem Förderer. Von dem Magazin oder der Aufgabestelle bis zu der Sägestation
13 wird ein Rollenförderer verwendet, danach ein Förderer mit einer endlosen Kette
zur Förderung langer oder kurzer Rahmenteile.
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Die Aufgabestelle 10 ist so ausgebildet, daß sie vier extrudierte
Aluminiumstränge aufnehmen kann, die auf die vier Bänder oder Bahnen A, B, C und
D ausgerichtet sind.
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Senkrechte Führungsstäbe 20 halten die Aluminiumprofile in den Bahnen
und die auf einer Höhe liegenden Profile werden von darüber und darunter befindlichen,
durch waagerechte Trennstäbe 21 aus Nylon getrennt.
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Die Zuführung der Aluminiumprofile auf den Rollenförderer 22 in bestimmten
Abständen wird durch pneumatisch betätigte Gestelle 23 gesteuert, die Keile 24 betätigen,
die unter die Aluminiumprofile und die Trenneinrichtungen bewegbar sind.
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Das Prinzip dieses Vorganges besteht darin, daß, wenn die
Gestelle
23 die Keile 24 zurückziehen, die Drenneinrichtungen 21 unmittelbar oberhalb durch
einen Spalt in dem Rahmen fallen und die Aluminiumprofile, die so freigegeben sind,
auf dem Rollenförderer 22 zur Auflage kommen.
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Wenn die Gestelle die Keile wieder anheben, werden alle darüber angeordneten
Aluminiumprofile und die Trenne inrichtungen leicht angehoben, so daß die Profilabschnitte
auf dem Bandförderer sich frei bewegen können.
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Die Profilabschnitte werden dann vorwärtsbewegt und gelangen unter
einer Quetschwalze 30 auf einen Rollenförder er 31, der die Profile gegen eine sich
selbsttätig anhebende Halteeinrichtung 32 drückt In dieser Stellung ergreifen selbsttätig
wirkende Klemmen die Profile, während eine Zuführungseinrichtung einen flexiblen
Abdichtungsstreifen bekannter Art in eine unterschnittene Ausnehmung des Profils
einführt 9 wie es im einzelnen auf Figur 5 dargestellt ist Zu diesem Zweck erfaßt
ein Greifer mit einem scharfen Zahn das Ende eines Abdichtungsstreifensg der von
einer der Trommeln 33 zugeführt wird und der Greifer wird in Längsrichtung in umgekehrter
Richtung über das Aluminiumprofil gezogen, bis er das linke Ende erreicht und aus
der Ausnehmung austritts Der Zahn kommt dann automatisch außer Eingriff und es wird
kein weiterer Abdichtungsstreifen mehr zugeführt. Der Zahn kehrt in die Ausgangs
stellung zurück, um das abgeschnittene Ende des nächsten Stückes zu ergreifen und
der Abdichtungsstreifen wird automatisch mit einem Messer abgeschnitten, das so
angeordnet ist, daß ein zugespitztes Eingangsstück für das nächste Profil erzeugt
wird. Ein pneumatisch betriebener Meißel verformt das Ende des Aluminiumprofils,
um den Abdichtungsstreifen zu verklemmen.
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Die mit den befestigten Abdichtungsstreifen versehenen Aluminiumprofile
werden dann in Längsrichtung mittels eines weiteren liollenförderers 36 zu der Stanzeinrichtung
12 weitergeleitet, an der kurze Schlitze für Verriegelungen, Schlösser, Scharniere
und dergleichen ausgestanzt werden. Die Stanzeinrichtung, die mit 37 bezeichnet
ist, ist so befestigt, daß sie sich an einer quer verlaufenden Führung 38 bewegt,
wobei für jede Hälfte der Maschine, d.h. für jedes Paar von Bahnen, eine Einrichtung
vorgesehen ist. Die Stellung der Stanzmaschine in den drei orthogonalen Richtungen
I, x, z kann numerisch einreguliert und gesteuert werden in Abhängigkeit von den
gewünschten Formen. Die Lage des Profils in Längsrichtung wird durch eine der vier
Halteeinrichtungen 40 eingestellt, die an einem Rahmen oder einer Brücke 41 befestigt
sind. Diese kann in Längsrichtung bei selbsttätiger Steuerung über einen Computer
verschoben werden; die einzelnen Halteeinrichtungen 40 können automatisch zurückgezogen
und wieder in Stellung gebracht werden.
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Nach dem Stanzen verschieben sich die Halteeinrichtungen 40 automatisch
nach unten und die Profile gelangen zu einer Sägestelle 13. Hier wird das führende
Ende mittels einer sich selbsttätig anhebenden Halteeinrichtung 51 angehalten. Das
Profilstück wird automatisch in der richtigen Stellung mittels einer Greifeinrichtung
52 verklemmt und das vordere Ende in einem Winkel von 450 mittels einer oder mehrerer
Sägen 53 geschnitten. Es können vier voneinander unabhängige Sägen benutzt werden
oder eine Säge für jede Hälfte der Fertigungsstraße. Die Halteeinrichtung 51 verschiebt
sich dann automatisch nach unten und die geschnittenen Abschnitte werden zusammen
mit dem Abfall mittels eines Kettenförderers 52 mit kurzer Länge nach vorn gefördert.
Der Abfall wird entfernt und die Profilstücke werden weiter längs der Fertigungsstraße
gefördert;
dies erfolgt mi-ttel. cines endlosen Kettenförderers 56. Die itofilsbüci:e werden
als nächstes mittels einer weiteren automatisch einstellbaren fIal-teeinrichtelg
54 angehalten, die so angebracht wird, daß die hinteren Enden der Abschnitte in
einem Winkel von 45 mittels eines zweiten Paares automatischer Sägen 55 geschnitten
werden können. In diesem Stadium sind die Rahmenteile genau auf Länge und Gehrung
geschnitten, mit Dichtungen und Ausschnitten für Riegel und Sperren versehen.
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Eine Druckeinrichtung 57 drückt dann eine nicht löschbare Kennzeichnung
auf jedes Profilstück unter Berücksichtigung der Schnittlänge, die durch die Stellung
der Halteeinrichtung 54 bestimmt wird.
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Die Profilstücke gelangen dann unter eine Locheinrichtung 14. Jeder
Abschnitt wird automatisch durch eine Halte einrichtung gestoppt und mittels einer
pneumatischen Klemme 60 gehalten. Die Locheinrichtung 61 führt den gewünschten Arbeitsgang
an der gewünschten Stelle des Profil stückes durch, beispielsweise um Löcher zum
Anbringen von Eckbefestigungen oder Abflußöffnungen vorzusehen. Die Halteeinrichtung
wird dann zurückgezogen und das Profilstück durch die Einrichtung auf das anschließende
Förderband 62 gezogen. Der Förderer wird dann umgekehrt, um das hintere Ende des
Profilstückes gegen die Halteeinrichtung zu drücken. Dabei wird das Profil erneut
durch eine pneumatische Klemme 63 erfaßt und durch die hydraulische Locheinrichtung
64 bearbeitet.
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Das Profilstück wird dann auf der Fördereinrichtung 62 wieder nach
vorn gefördert bis zu einer mit großer Geschwindigkeit arbeitenden Schleifeinrichtung
15. Hier wird der Profilabschnitt erneut mittels einer sich an-
hebenden
Halteeinrichtung angehalten und durch eine Klemme 71 erfaßt, während eine von mehreren
Schleifeinrichtungen 72 Material auf grund numerischer Instruktionen abschleift,
die von dem Computer aufgegeben werden. Die IIalteeinrichtung wird dann automatisch
zurückgezogen und die Profilstücke gelangen auf den folgenden Abschnitt des Förderers
73, auf dem ihre Laufrichtung umgekehrt wird und sie gegen die gleiche Halteeinrichtung
geführt, von Klemmen 74 ergriffen und erneut durch die Schleifeinrichtung 75 bearbeitet
werden.
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Schließlich gelangen die Profilstücke zu einer Entnahmestelle 16,
wo sie auf Rollen 61 mit dazwischenliegenden anhebbaren Nylonschienen 82 liegen
bleiben. Selbstverständlich können auch andere ntnahmeeinrichtungen benutzt werden,
um die fertigen Profilabschnitte aus der Fertigungsstraße zu ehtSernen und sie zu
einem Lagerraum zu befördern.
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Wie sich aus Figur 3 ergibt, enthält eine der Halteeinrichtungen eine
Brücke 58, vorzugsweise aus zwei Hälften, von denen eine für jedes Paar der Bänder
A, B oder C, D bestimmt ist. Die Brücken sind mit unabhängig voneinander arbeitenden
pneumatisch betätigten Halteeinrichtungen 59 versehen. Ein numerisches Stellwerk,
das mit einer Schneideinrichtung und einem Elektromotor verbunden ist, reguliert
die Stellung der Haltebrücke entsprechend der spezifischen Länge für jedes Profilstück
ein.
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Figur 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform zum Entfernen der fertigen
Profilstücke von dem Entnahmetisch 81. Die Einrichtung enthält ein Paar quer verlaufender
Führungen 83, 84, auf denen sich ein quer laufender Wagen 85 mit einer anhebbaren
Plattform 86 bewegen kann, der mit Nylonschienen 82 versehen ist, die zwischen den
Förderrollen
des Tisches 81 angeordnet sind. Ein automatisches Steuersystem hebt die Schienen
82 an, um die fertigen Profilabschnitte von den Rollen zu entfernen und verschiebt
dann den Tisch seitwärts, worauf die obere Plattform 86 nach unten abgesenkt wird,
um die Abschnitte auf einem parallel verlaufenden angetriebenen Rollenförderer längs
der frei laufenden Fördereinrichtung 81 abzulegen.
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Der Wagen 85 kehrt dann in seine Ausgangsposition zurück, während
die Profilabsclmitte automatisch zum Stapelraum transportiert werden.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Möglichkeit, Arbeitsgänge
zwischen den vier Bändern A, B, C und D oder zwischen wenigstens zwei Bandpaaren
zu schalten. Die Fertigungsstraße ist daher in der Lage, extrudierte Profilabschnitte
aus vielen verschiedenen Profilen auf irgendeinem Band zu bearbeiten, olme daß überflüssige
Zeit für das Einregulieren und das Wiederauflegen verlorengeht.
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Dies wird mittels in besonderer Weise ausgebildeter Xollenbänder erreicht,
wie sie auf Figur 5 dargestellt sind.
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Auf jedem Paar der quer verlaufenden Rollenachsen 100A und 100B, die
durch Räder 101 oder dergleichen an entgegengesetzten Enden angetrieben werden,
sind vier Rollenförderer 102 befestigt. Jeder Rollenförderer besteht aus vier Rollen
E, F, G, H mit verschiedenen Durchmessern, wie sich aus der Zeichnung ergibt. Die
Breite jeder Rolle wird auch sorgfältig ausgewählt in Abhängigkeit von den möglicherweise
zu bearbeitenden Aluminiumprofilen. Derartige Profile, die gegebenenfalls bearbeitet
werden sollen, sind mit J, K, L und M bezeichnet. Im Falle eines Abschnittes mit
dem Profil J werden zwei Flansche vorgesehen, die auf den Rollen E und F ruhen.
Das Profil K ruht auf den gleichen beiden Rollen E und F, während
das
Profil L auf der Rolle H aufliegt. In ähnlicher Weise ist das Profil M mit Flanschen
versehen, die auf den Rollen E und G aufliegen. Die Abschnitte werden mit Hilfe
von Druckrollen 107, die unter der Einwirkung einer Feder stehen, gegen die Rollen
gedrückt. Die seitliche Halterung der Profile erfolgt mittels der seitlichen Oberflächen
der Rollenabschnitte E, F, G, H, die, falls notwendig, mit weiteren seitlichen,
nicht dargestellten Führungen versehen werden können.
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Figur 5 zeigt auch die Einrichtung zum Einführen des biegsamen Abdichtungsstreifens.
Das Profil M benötigt zwei Abdichtungsstreifen in den unterschnittenen Ausnehmungen
am oberen Ende der beiden Blansche M1 und M2. Entsprechend ist ein Paar von Zuführungseinrichtungen
vorgesehen, die mit 105 und 106 bezeichnet sind. Beide sind so befestigt, daß sie
in Längsrichtung an einem unabhängigen Förderer 107 laufen und beide sind mit einer
Zuführungszunge 108 versehen, die so ausgebildet ist, daß sie in die entsprechende
unterschnittene Ausnehmung eintritt und den Äbdichtungsstreifen von einer Trommel
33 längs der Ausnehmung, wie vorstehend beschrieben, fördert.