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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen
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von Profilen aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem die zu verschweißenden
Profilbereihhe auf die Schweißtemperatur erhitzt und in einer Schweißhalterung während
des Erkaltens zusammengepreßt werden.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Verschweißen von
Profilen aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Schweißhalterung, die Spannschlitten
zum Aneinanderpressen der zu verschweißenden Bereiche der in di-Spannschlitten eingespannten
Profile umfaßt.
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Solche Verfahren und Vorrichtungen sind vor allem bei der Herstellung
von Tür- und Fensterrahmen von Bedeutung, wo es häufig erforderlich ist, zwei oder
mehr Kunststoff-Hohlprofile geradlinig, rechtwinkelig oder auch T- oder kreuzförmig
aneinanderstoßend miteinander zu verschweißen. Diese Hohlprofile haben zwar einen
im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, doch weisen im allgemeinen zwei einander
gegenüberliegende Profilseitenwände an ihrer Außenseite eine stark gegliederte,
vielfach gewinkelte und abgesetzte Kontur auf, während die beiden anderen, hierzu
senkrechten Profilseitenwände an ihrer Außenseite nahezu völlig glatt und eben sind
und später die Sichtflächen der eingebau#ten Tür- bzw. Fensterrahmen bilden.
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An allen diesen Profilseitenwänden wäre es teils aus ästhetischen,
teils aus technischen Gründen äußerst nachteilig, wenn das beim Verschweißen der
Profilenden weiche und verformbare Kunststoffmaterial im Bereich der Schweißverbindung
aufgrund axialer, d.h. in Profillängsrichtung wirkender Andruckkräfte in einer seitlichen
Ausweichbewegung über die Profilaußenkontur vortreten und dort nach dem Erstarren
einen sogenannten Schweißwulst bilden würde.
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Daher ist bei einem bekannten Verfahren (DE-PS 22 11 548) vorgesehen,
sowohl während des durch Anpressen an einen Heizkörper erfolgenden Erhitzens der
zu verschweißenden Profilenden auf die Schweißtemperatur als auch während des zur
Verbindung. führenden Aneinanderpressens der erhitzten Profilenden ein Ausweichen
des Kunststoffes über die Außenkontur der Profile hinaus zu verhindern. Zu diesem
Zweck ist gemäß obiger Patentschrift die Schweißvorrichtung so ausgebildet, daß
einerseits der eizkörper der Außenkontur der zu verschweißenden Enden der Profile
entsprechend geformte Heizformausnehmungen aufweist und andererseits die Schweißhalterung
einen der Außenkontur der fertig verschweißten Profile im Bereich der Schweißverbindung
genau passend nachgefortnten #ormkan#1 umfaßt, innerhalb dessen die Profilenden
zur Herstellung der Verbindung aneinandergepreßt werden, bis das Kunststoffmaterial
soweit abgekühlt ist, daß es weitgehend erstarrt ist und eine dauerhafte Verbindung
bildet.
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Mit dieser bekannten Anordnung ist es möglich, Profile aus thermoplastischem
Kunststoff und insbesondere Hohlprofile für Tür- oder Fensterrahmen so miteinander
zu verbinden, daß die Ausbildung eines Schweißwulstes an den Profilaußenflächen
mit Sicherheit vermieden wird. Vor allem bei glatten Profilaußenflächen entsteht
jedoch eine Schweißnaht, die nicht völlig glatt und mit den an sie angrenzenden
Profiloberflächen fluchtend verläuft. Es ergibt sich also eine zwar vom technischen
Standpunkt völlig einwandfreie ästhetisch jedoch nicht absolut befriedigende Schweißverbindung,
die vor allem dort, wo sehr hohe anforderungen an das optische Erscheinungsbild
des fertigen Produktes gestellt werden, wie dies z#B. bei den Sichtflächen von Tür-
und Fensterrahmen der Fall ist, eine zeit- und kostenaufwendige Nachbearbeitung
der Schweißnaht erforderlich macht.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Verschweißen von Profilen aus thermoplastischem Kunststoff
anzugeben, die es ermöglichen, ohne aufwendige Nacharbeiten eine Schweißnaht herzustellen,
die sowohl in technischer als auch in ästhetischer Hinsicht allen Anforderungen
genügt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das Verfahren gemäß der Erfindung
vor, daß aus den Profilen während sie sich in der Schweißhalterung befinden zumindest
längs eines Teiles der Schweißnaht eine dem Verlauf der Schweißnaht folgende, flache
Nut ausgestochen wird.
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Bei der Vorrichtung gemaß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe
dadurch gelöst, daß die Schweißhalterung eine die Profile im Bereich der zu verschweißenden
Enden ergreifende Klemmvorrichtung umfaßt, in der wenigstens ein zum Ausstechen
einer flachen Nut entlang der Schweißnaht dienendes Werkzeug verschieblich gelagert
ist.
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Die Erfindung schafft also eine Möglichkeit, gerade in den Bereichen
der Schweißzone, in denen an das optische Erscheinungsbild besonders hohe Anforderungen
gestellt werden, ohne besonderen Zeit- oder Arbeitsaufwand der Schweißnaht ein außerordentlich
gleichmässiges und präzises Aussehen zu verleiten, da das die Nut ausstechende Werkzeug
ohne weiteres so ausgebildet und geführt werden kann, daß alle Oberflächenunregelmäßigkeiten
der Schweißnaht erfaßt und beseitigt werden. Es ergibt sich insbesondere auf glatten
Profilaußenflächen eine je nach Form des Werkzeuges einen rechteckigen, V- oder
U-förmigen Querschnitt aufweisende, exakt verlaufende Rille, die auch bei dünnwandigen
Hohlprofilen so flach gehalten werden kann, daß sie die Festigkeit der Schweißverbindung
in keiner Weise beeinträchtigt.
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Der Anwendungsbereich der Erfindung beschränkt sich nicht auf Hohlprofile,
doch kommt ihr auf diesem Gebiet, insbesondere für die Herstellung von Tür- und
Fensterrahmen besondere Bedeutung zu. Dabei ist es gleichgültig, ob zwei Profile
so miteinander verschweißt werden, daß ihre Längsachsen miteinander fluchten oder
einen spitzen, stumpfen oder rechten Winkel miteinander bilden, oder ob drei oder
mehr Profile T- oder kreuzförmig miteinander verbunden werden sollen.
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Bevorzugterweise ist vorgesehen, daß das Ausstechen der Nut gegen
Ende des sich beim Abkühlen des plastifizierten Kunststoffmaterials vollziehenden
Erhärtungsvorganges durchgeführt wird. Hierdurch wird vermieden, daß es zu einem
Verschmieren oder nachträglichen, unregelmäßigen Wiederzulaufen der eben ausgestochenen
Nut kommt, wie dies der Fall sein könnte, wenn man das die Nut ausstechende Werkzeug
zu einem zu frühen Zeitpunkt durch das noch sehr weiche, unter dem Anpreßdruck der
Spannschlitten stehende Kunststoffmaterial führen würde. Andererseits ergibt sich
dadurch, daß man nicht bis zum vollständigen Erhärten des Kunststoffmaterials wartet,
ein wesentlich geringerer Werkzeugverschleiß und es besteht keinerlei Gefahr-daß
es zu einem Aussplittern oder Ausbrechen des bearbeiteten Materials kommt. Es müssen
also sowohl an die Widerstandsfestigkeit als auch an die Schärfe des verwendeten
Werkzeuges nur sehr geringe Anforderungen gestellt werden.
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Der für das-Ausstechen einer Nut optimale Zeitpunkt hängt von verschiedenen
Faktoren, wie z. B. der Profildicke, Profilform und der Wärmekapazität der gesamten
Anordnung ab, kann jedoch vom Fachmann in jedem Fall durch einfache Versuche ohne
weiteres ermittelt werden.
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Es sind Fälle denkbarE in denen die Nut gemäß der Erfindung längs
der gesamten Länge der gebildeten Schweißnaht ausgestochen
wird.
Dies wäre z.B. bei Hohl- oder Vollprofilen mit kreiszylindrischem oder rechteckigem
Querschnitt und völlig glatten Außenflächen denkbar, die so miteinander verbunden
werden sollen, daß ihre Längsachse miteinander fluchten.
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Bei der bereits mehrfach erwähnten Verbindung von Hohlprofilen zur
Herstellung von Tür- oder Fensterrahmen, die im allgemeinen so erfolgt, daß die
Profillängsachsen unter einem rechten Winkel zueinander verlaufen und bei der nur
zwei der vier Profilaußenflächen glatt sind, während die beiden anderen mehrfach
gewinkelte Vorsprünge und Vertiefungen aufweisen, sind es vor allem die beiden später
die Sichtflächen des betreffenden Rahmens bildenden glatten Außenflächen, die für
das erfindungsgemäße Ausstechen einer Nut längs der Schweißnaht in Frage kommen.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich dadurch erzielen, daß zumindest in den der
auszustechenden Nut unmittelbar benachbarten Bereichen der Schweißzone ein Ausweichen
des Kunststoffes über die Außenkontur der Profile verhindert wird. Dies kann je
nach der Form bzw. Außenkontur der Profile in den in Bewegungsrichtung des die Nut
ausstechenden Werkzeugs links und rechts neben der Schweißnaht liegenden Bereichen
und/ oder in den sich in Schneidrichtung vor oder hinter der ausgestochenen Nut
an diese anschließenden Bereichen der Schweißnaht von Bedeutung sein.
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So wird man in den oben zuerst erwähnten Fällen, in denen die Nut
über die gesamte Länge der Schweißnaht ausgestochen wird, die mit den Profilen in
Eingriff tretenden Oberflächen der Klemmvorrichtung über den gesamten Profilumfang
genau an die Kontur der fertig verschweißten Profile anpassen und mit einem den
Durchtritt des Werkzeugs ermöglichenden, sich in Richtung der Schweißnaht erstreckenden
Schlitz versehen.
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Dieser Schlitz wird dabei möglichst schmal gehalten, so daß in ihn
nur sehr wenig Kunststoffmaterial einzudringen vermag. Dieses über die Außenfläche
der Profile vortretende Material führt jedoch deswegen nicht zur Ausbildung eines
Schweißwulstes, weil es durch das Ausstechen der Nut vollständig beseitigt wird.
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In den Fällen, in denen z.B. Profile für Tür- oder Fensterrahmen miteinander
verschweißt werden, ist bevorzugterweise vorgesehen, daß die Klemmvorrichtung zwei
relativ zueinander bewegliche, von einander gegenüberliegenden Seiten her gegen
die Profile preßbare Andruckplatten umfaßt, die jeweils eine zur Führung des Werkzeugs
dienende Ausnehmung aufweisen. Diese Andruckplatten werden an die die späteren Sichtflächen
bildenden, eine flache Außenseite aufweisenden Profilseitenwände angepreßt und sind
so ausgebildet, daß sie ebenfalls links und rechts neben dem das Durchtreten des
Werkzeuges ermöglichenden Schlitz ein Ausweichen der-Xunststoffmasse über die Außenkontur
der Profile hinaus verhindern.
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An den zu den beiden flachen Profilseitenwänden senkrechten, eine
stark gegliederte und gewinkelte Außenkontur aufweisenden beiden anderen Profilseitenwänden
kommt es im allgemeinen lediglich darauf an, daß kein Schweißwulst entsteht, da
diese Seitenwände später im eingebauten Zustand nicht im unmittelbaren Sichtbereich
liegen, so daß an ihr optisch@s Erscheinungsbild keine sehr hohen Anforderungen
gestellt werden. Hier können gemäß der Erfindung an die Außenfläche der Profile
deren Kontur genau widerspiegelnde Formteile angedrückt werden, die-ke-in Nut-Schneidewerkzeug
aufweisen, jedoch sicherstellen, daß das Kunststoffmaterial nicht in störender Weise
über die Profilaußenkontur hinaus vortritt.
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Sollen zwei Hohlprofile für Tür- oder Fensterrahmen so miL-einander
verschweißt werden, daß die Profillängsachsen
zum Beispiel einen
rechten Winkel einschließen, so liegen die die glatten Außenflächen besitzenden
Seitenwände der beiden Profile jeweils in derselben Ebene, so daß das Anpressen
der Andruckplatten keinerlei Schwierigkeiten bereitet. Lediglich die Richtung des
das Durchtreten des Werkzeuges ermöglichenden Schlitzes verläuft dann nicht senkrecht,
sondern unter einem Winkel von 450 zu den beiden Profillängsachsen.
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Die ebenfalls jeweils miteinander zu verbindenden, die stark gegliederte
Außenkontur aufweisenden Seitenflächen der beiden Profile liegen dagegen in zueinander
senkrechten Ebenen und bilden die innere bzw. äußere Ecke des beim Verschweißen
erzeugten Rahmenabschnitts. Die hier zur Vermeidung eines Schweißwulstes anzudrückenden
Formteile sind daher nicht nur so ausgebildet, daß sie ein Negativ der Profilaußenkontur
darstellen, sondern müssen überdies zur Anpassung an die Eckform abgewinkelt sein.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß nur an die die Außenecke bildenden, stark
gegliederten Profilseitenwände in der Schweißzone ein Formstück angedrückt wird,
da gefunden wurde, daß in vielen Fällen an der Innenecke die Neigung zu einer Schweißwulstbildung
so gering ist, daß hier auf ein Formstück verzichtet werden kann.
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Für den bevorzugten Fall, daß die zu verschweißenden Profilbereiche
dadurch auf die Schweißtemperatur erhitzt werden, daß man sie gegen einen Heizkörper
andrückt, gestaltet sich später das Ausstechen der Nut besonders einfach, wenn man
den Heizkörper so ausbildet, daß auch während des Aufheizens das langsam plastisch
werdende Runststoffmaterial nicht über die Außenkontur der Profile vortreten kann.
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Eine besonders einfache Form erhält die erfindungsgemäße Vorrichtung
dadurch, daß das Werkzeug aus einem Messer besteht, das an einem verschieblich gelagerten
Messerträger befestigt ist. Vorteilhafterweise kann in diesem Messerträger in Schneidrichtung
unmittelbar vor dem Messer eine Spanabführöffnung
vorgesehen sein
Zur weitgehend automatisierten Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
vorgesehen sein, daß sowohl das Werkzeug als auch die Klemmvorrichtung mit Hilfe
von hydraulischen oder pneumatischen Zylindern betätigbar sind. Vorteilhafterveise
sind die mit den Profilen in Eingriff tretenden Oberflächen der Klemmvorrichtung
umfassenden Teile aus einem hitzebeständigen Material hergestellt und an der übrigen
Klemmvorrichtung leicht austauschbar befestigt. Somit wird einerseits eine lange
Lebensdauer dieser einer gewissen Abnutzung unterworfenen Teile sichergestellt und
andererseits erreicht, daß die durch ihren Austausch bedingten Maschinenstillstandszeiten
auf ein Minimum reduziert werden.-Die Erfindung betrifft auch die Verschweißung
von Rahmenteilen mit Pfosten oder Kämpfern, und es soll auf voll automatischem Weg
insbesondere dafür gesorgt werden, bei derartigen Rahmenelementen für Fenster oder
Türen dafür zu sorgen, daß Schweißnähte nicht mehr sichtbar sind. Es ist zwar bekannt,
die geschweißten Fensterteile nachträglich auf verschiedene Arten zu bearbeiten,
aber der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine automatisch arbeitende Vorrichtung
zu schaffen, die eine Schweißnahtglättung, Schweißnahtbearbeitung und Schweißnahtnutung
vornehmen kann. Es soll insbesondere unter geringstem Aufwand die bei in Fensterrahmen
oder Türrahmen eingeschweißten Pfostenprofilen entstehende Schweißnaht in einem
Arbeitsgang direkt in der Schweißmaschine sauber gemacht werden.
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Gemäß weiterer Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung
zur DurchfUhrung des Verfahrens gelöst, und
zwar durch eine Vorrichtung
zum Verschweißen von Rahmenteilen mit im Rahmen verlaufenden Pfosten mit einer Schweißstation,
in der zu verschweißende Teile gegeneinander gepreßt sind, und erfindungsgemäß sind
horizontal in die Schweißstation ein- und aus dieser ausfahrbare Werkzeugträger
vorgesehen, die gegenüber der Schweißstelle in senkrechter Richtung bewegbar sind
und in denen mindestens ein Schneid- oder Stechwerkzeug verschiebbar gelagert ist.
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In einfachster Weise können hierdurch etwas kompliziertere Schweißstellen
an den optisch sichtbaren Nähten nachbearbeitet werden. Die Bearbeitung kann voll
automatisch erfolgen.
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Mit besonderem Vorteil können die Werkzeugträger an einem horizontal
verfahrbaren Ständer in Höhenrichtung verschiebbar gelagert sein. Dadurch können
diese Werkzeugträger mit ihren Werkzeugen in horizontaler Richtung einmal in eine
Betriebsstellung gefahren werden, wobei beispielsweise ein Werkzeugträger oberhalb
der Schweißstelle und ein Werkzeugträger unterhalb der Schweißstelle liegt. In senkrechter
Richtung können die Werkzeugträger so dicht an das Werkstück herangefahren werden,
daß eine sichere Bearbeitung oder Nachbearbeitung der Schweißstelle durchgeführt
werden kann, so daß beispielsweise optisch einwandfreie Flanken, die sichtbar sind,
bei derartigen Profilen erzeugt werden können.
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Insbesondere können die Werkzeugträger in Höhenrichtung pneumatisch
oder hydraulisch verschiebbar sein.
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Die Werkzeugträger können an einem horizontal verfahrbaren Ständer
in Höhenrichtung verschiebbar gelagert sein, und dabei kann der Ständer an oberen
und unteren Ende in je einem Schlitten gelagert sein, und die Schlitten können längs
oberen und unteren Schienen pnewmatisch oder hydraulisch verschiebbar sein.
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In vorteilhafter Weise können hierdurch die Werkzeuge träger und d&nit
die Werkzeuge an die gewünschte Stelle ganz exakt gebracht werden.
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Eine besonders vorteilhafte ausführungsform ergibt sich, wenn am oberen
Schlitten der Schweißspiegel in Höhenrichtung verfahrbar gelagert ist. Unter Schweißspiegel
versteht der Durchschnittsfachmanneine Vorrichtung zur Erhitzung von zu verschweißenden
Kunststoffteilen. Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, daß die Erhitzungseinrichtung
gleichzeitig aus der Schweißstation verfahren wird, wenn die Werkzeuge zur Nachbearbeitung
der Schweißstelle in ihre Arbeitsstellung gebracht werden.
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Mit besonderem Vorteil können zwei Werkzeugträger vorgesehen sein,
von denen der eine über die zu verschweissenden Teile und der andere unter diese
verfahrbar ist.
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Beim Verschweißen von Rahmenteilen mit zwischen diesen liegenden Pfosten
wird hierdurch eine sehr zweckmäßige Ausbildung einer Nachbearbeitungsvorrichtung
gesChaffen, die automatisch arbeiten kann und gleichzeitig beide optisch sichtbare
Seiten bearbeitet.
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Insbesondere können die Werkzeuge Messer sein, die in das Material
einschneiden.
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Wenn es sich um Rahmenteile und Pfosten oder Kämpfer handelt, die
miteinander verschweißt werden sollen, wobei die Rahmenteile Aussparungen und die
Dämpfer zugespitzte Enden aufweisen, kann jeder Werkzeugträger eine Werkzeug führung
tragen, die sich kreuzende Führungsbahnen für die Werkzeuge aufweisen. Der Kreuzungswinkel
kann dem Winkel entsprechen, der die V-Aussparung oder die Spitze bildet.
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Mit besonderem Vorteil können die Werkzeuge in ihren Führungsbahnen
hydraulisch oder pneumatisch verschiebbar sein, wobei die Verschiebung vorteilhafterweise
in einem vorbestimmten Arbeitstakt erfolgt, der derart gesteuert ist, daß keine
gegenseitige Störung der sich kreuzenden Werkzeuge eintritt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht
einer Ausführungsform der einen wesentlichen Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bildenden Klemmvorrichtung, wobei die obere Andruckplatte und die beiden Tragvorrichtungen
teilweise aufgebrochen und im Schnitt dargestellt sind, Fig. 2 einen Schnitt längs
der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Rahmens mit einem
zwischen Rahmenteilen sich erstreckenden Pfosten oder Kämpfer,
Fig.
4 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur-- Durchführung des Verfahrens
in einem Betriebszustand, Fig. 5 eine Draufsicht auf wesentliche Teile der in Fig.
4 dargestellten Vorrichtung, Fig. 6 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung
in einem anderen Betriebszustand, Fig. 7 eine Draufsicht auf Teile der in Fig. 6
dargestellten Vorrichtung in diesem Betriebszustand, Fig. 8 und 9 schematische Darstellungen
von Anordnungen des Schneidgerätes und Fig.10 eine Ansicht des erzeugten Endproduktes.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Klemmvorrichtung 10 umfaßt als
Haup-bestandteile eine Basisplatte 11, zwei sich zur Basisplatte 11 im wesentlichen
senkrecht erstreckende, voneinander beabstandete Tragvorrichtungen 15 und 16 , sowie
zwei zur basisplatte 11 in etwa parallele voneinander beabstandete Andruckplatten
18 und 19.
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Diese Ausführungsform einer Klemmvorrichtung 10 ist besonders für
das Verschweißen von Kunststoffprofilen für Tür- oder Fensterrahmen geeignet, und
wird so angeordnet, daß der Schweißzonenbereich der mit Hilfe von nicht dargestellten
Spannschlitten aneinandergepreßten Profilenden in den Freiraum zwischen den Tragvorrichtungen
15 und 16 und den Andruckplatten 18 und 19 zu liegen kommt; dabei sind die Profile
so gedreht, daß die einander gegenüberliegenden, eine glatte Außenseite aufweisenden
Profilseitenwände oben bzw. unten unmittelbar gegenüber den Andruckplatten angeordnet
sind, und die zu bildende Schweißnaht genau mit der Bewegungsbahn der in den Andruckplatten
18 und 19 geführten Messer ausgerichtet ist.
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Wenn im folgenden von horizontalen und vertikalen Richtungen bzw.
von "oben" und "unten" die Rede ist, so wird damit nur auf den in Fig. 1 dargestellten
Fall eingegangen, in dem die Basisplatte 11 horizontal angeordnet ist und die Andruckplatten
18 und 19 von oben bzw. von unten gegen die miteinander zu verschweißenden Profile
gedrückt werden. Die Klemmvorrichtung 10 kann ebensogut unter einem beliebigen Neigungswinkel,
insbesondere auch mit senkrecht angeordneter Basisplatte zum Einsatz kommen, wobei
dann allenfalls geringfügige konstruktive Modifikationen erforderlich sein können.
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Die in der Fig. 1 rechte Tragvorrichtung 15 umfaßt einen an der Basisplatte
11 befestigten vertikalen Halter 22, durch den hindurch sich ein vertikal verlaufender
und in Richtung seiner Längsachse hin- und herbeweglich gelagerter Schaft 23 erstreckt,
der mit seinem oberen Ende fest am Teilstück 18a der oberen Andruckplatte 18 befestigt
ist.
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Dieses Teilstück 18a ist über ein Gelenk 25 mit dem Teilstück 18b
so verbunden, daß diese beiden Teile normalerweise miteinander fluchten und sich
insbesondere eine nach unten gerichtet Bewegung des Teilstücks 18a unmittelbar auch
auf das Teilstück 18b überträgt.
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Die obere Andruckplatte~18 wird dadurch vom Halter 22 auf Abstand
gehalten, daß zwischen diesen beiden Teilen eine den Schaft 23 umgebende Druckfeder
27 angeordnet ist.
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Im unteren Bereich besitzt der Halter 22 einen verbreiterten Abschnitt
28, auf dessen Schulter 29 die untere Andruckplatte 19 im entspannten Zustand der
Klemmvorrichtung aufliegt. Die untere Andruckplatte 19 besitzt eine öffnung, durch
die hindurch sich sowohl der Halter 22 als auch der Schaft 23 erstrecken.
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Zwischen der unteren Andruckplatte 19 und dem Halter 22 ist ebenfalls
eine den Schaft 23 umgebende Druckfeder 31 vorgesehen.
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Die in der Fig. 1 linksangeordnete Tragvorrichtung 16 besteht aus
einem fest mit der Basisplatte 11 verbundenen Sokkel 33, auf dem die untere Andruckplatte
19 ebenfalls aufliegt. Ausgehend vom Sockel 33 erstreckt sich durch eine entsprechende
Öffnung der unteren Andruckplatte 19 hindurch ein zweiter Schaft 34 vertikal nach
oben, der in etwa auf halber Höhe zwischen oberer und unterer Andruckplatte in eine
Ausnehmung 36 hineinragt, die am unteren Ende eines mit der oberen Andruckplatte
18 fest verbundenen Trägers 37 vorgesehen ist.
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Dieser Träger 37 liegt mit seiner nach unten gerichteten Stirnfläche
auf einem den zweiten Schaft 34 umgebenden Federteller 38 auf, der durch eine diesen
Schaft 34 ebenfalls umgebende und an der unteren Andruckplatte 19 abgestützte Druckfeder
40 nach oben vorgespannt ist Durch diese Anordnung wird es möglich, das Teilstück
18b der oberen Andruckplatte 18 um das Gelenk 25 in Richtung des Pfeiles F1 nach
oben wegzuklappen, wodurch die Entnahme der fertig miteinander verschweißten Profile
und auch die Reinigung
der gesamten Anordnung erleichtert wird.
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Damit dann, wenn das Teilstück 18b hochgeklappt ist, der Federteller
38 durch die unter Vorspannung stehende Druckfeder 40 nicht über das obere Ende
35 des zweiten Schaftes 34 hinaus angehoben wird, ist ein die Bewegung des Federtellers
38 nach oben begrenzender Anschlag 41 vorgesehen, der beispielsweise von einem sich
quer durch eine entsprechende Bohrung im Schaft 34 erstreckenden Splint oder Stift
gebildet sein kann.
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In der durch die Druckfedern 27, 31 und 40 vorgegebenen Ruhelage der
Klemmvorrichtung 10 sind die beiden Andruckplatten18 und 19 soweit voneinander beabstand#t,
daß die miteinander zu verschweißenden Profilenden bequem in den Zwischenraum zwischen
den Andruckplatten eingeschogen werden können.
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An der unteren Andruckplatte 19 sind über Träger 43 und 44 zwei Spannzylinder
45 und 46 befestigt, deren Kolbenstangen 47 und 55 sich im wesentlichen in horizontaler
Richtung erstrecken und an ihren freien Enden jeweils eine Rampe 49 bzw. 56 aufweisen.
Die Kolbenstange 47 des Zylinders 45 erstreckt sich dabei in eine im unteren Teil
28 des Halters 22 vorgesehene Öffnung 48 hinein, in die von der anderen Seite her
ein am unteren Ende des Schaftes 23 befestigtes Spannstück 52 so hineinragt, daß
der Rampe 49 der Kolbenstange 47 in geringem Abstand eine entsprechende Rampe 50
des Spannstücks 52 gegenüberliegt.
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In ähnlicher Weise liegt der Rampe 56 der Kolbenstange 55 des Spannzylinders
46 in geringem Abstand eine Rampe 57 gegenüber, die am unteren Ende des Trägers
37 befestigt ist.
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Werden nun die beiden starr mit der unteren AndrucAssf9tte19 verbundenen
Spannzylinder 45 und 46 so betätigt, daß sich ihre jeweiligen Kolbenstangen 47 bzw.
55 in Fig. 1 nach rechts vorschieben, so laufen die an den Enden dieser Kolbenstangen
vorgesehenen Rampen 49 bzw. 56 auf die ihnen-gegenüberliegenden und mit der oberen
Andruckplatte 18 starr verbundenen Rampen 50 bzw. 57 auf, wodurch eine Kraft erzeugt
wird, die den Kräften der Druckfedern 27, 31 und 40 entgegengerichtet ist und somit
eine relative Annäherung zwischen den Andruckplatte 18 und 19 bewirkt. Dadurch werden
die sich nach oben bewegende untere Andruckplatte 19 und die sich nach unten bewegende
obere Andruckplatte 18 gegen die zwischen ihnen befindlichen Profilenden gepreßt
und klemmen diese Profilenden zwischen sich ein.
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Jede der beiden Andruckplatten 18 und 19 weist einen sich in Längsrichtung,
d.h. im wesentlichen von der Tragvorrichtung 16 zur Tragvorrichtung 15 hin erstreckenden
Führungskanal 60 bzw. 61 auf, von denen der letztere der Einfachheit halber in Fig
1 weggelassen, in Fig. 2 jedoch deutlich dargestellt ist. In jedem der Führungskanäle
60 bzw. 61 ist ein Messerträger 63 bzw. 64 verschieblich gelagert. In diesen Messerträgern
sind die zum Ausstechen der Nuten dienenden Messer 65 bzw. 66 so gehaltert, daß
sie über die den Profilen zugewandte jeweilige Oberfläche der Andruckplatte 18 bzw.
19 hinaus vorstehen. Auf der von den Profilen abgewandten Seite eines jeden Führungskanals
60 bzw. 61 weist jede der Andruckplatten 18 bzw. 19 einen sich parallel zu dem Führungskanal
60 bzw. 61 erstreckenden Schlitz 67 bzw.
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68 auf, der ein leichtes Auswechseln des betreffenden über den Messerträger
63 bzw. 64 nach außen hin vorstehenden Messers 65 bzw. 66 sowie ein Abführen des
durch die im Messerträger vorgesehene Spanabführöffnung 69 bzw. 70 austretenden
Kunststoffmaterials erlaubt.
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Uber Kolbenstangen 72 bzw. 73 sind die Messerträger 63 bzw.
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64 mit hydraulischen oder pneumatischen Betätigungszylindern 75 bzw.
76 verbunden, durch deren Betätigung die Messer 65 bzw. 66 entlang der sich ausbildenden
Schweißnaht, d.h. in Fig. 1 von links nach rechts zum Ausstechen einer Nut vorgeschoben
werden können. In Fig. 1 sind die Messer in der vorgeschobenen Stellung dargestellt,
aus der sie nach Entnahme der fertig miteinander verbundenen Profile aus der Klemmvorrichtung
10 wieder in die zürückgezogene Stellung, d.h.
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in Fig. 1 ganz nach links verschoben werden können.
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Die den zu verschweißenden Profilen zugewandten Oberflächen sind in
den Bereichen, in denen die Andruckplatten mit den Profilen in Eingriff treten,
durch slesserführlngen 78 bzw.
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79 abgedeckt, die aus einem hitzefesten Material bestehen und auf
einfache Weise von den Andruckplatten 18 bzw. 19 abgenommen und durch neue Teile
ersetzt werden können.
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Diese Messerführungen bestehen jeweils aus zwei langgestreckten, parallel
zur Führungsrichtung der Messer 65 bzw.
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66 verlaufenden Teilen 78a und 78b bzw. 79a und 79b, die, wie man
insbesondere der Fig. 2 entnimmt, zwischen sich jeweils einen das Durcht.reten des
betreffenden Messers 65 bzw.
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66 ermöglichenden Schlitz 80 bzw. 81 einschließen. Diese Schlitze
sind so eng gestaltet, daß in sie nur sehr wenig Kunststoffmaterial eintreten kann,
während die unmittelbar neben ihnen befindlichen Oberflächen 83 der Messerführungen
78 bzw. 79 an die in diesem Fall völlig ebene Außenkontur der miteinander zu verschweißenden
Profile angepaßt sind und somit in diesem der Schweißnaht unmittelbar benachbarten
Be-#reichen ein Vortreten des Kunststoffmaterials über die Außen kontur der Kunststoffprofile
verhindern.
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In den Figuren sind weder die zum Erhitzen der Profilenden dienende
Heizplatte noch die gegebenenfalls an die vertikalen
Profjlseitenwatnde
anzudrflckenden Formteile dargestellt.
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Es ist jedoch ohne weiteres klar, daß z.B. bei nach oben in Richtung
des Pfeils F1 weggeklappter oberer Andruckplatte 18 in den Raum zwischen den vertikalen
Tragvorrichtungen 15 und 16 eine heizplatte eingebracht werden kann, gegen die dann
die ebenfalls nicht dargestellten Profile bis zum Erreichen der Schweißtemperatur
angepreßt werden.
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Hierauf werden dann die Profile mit Hilfe der nicht dargestellten
Spannschlitten kurz zurückgezogen, die Heizplatte aus dem Raum zwischen den vertikalen
Tragvorrichtungen 18 und 16 herausbewegt und die öii#ie A rd laite Iä nach unten
geklappt, so daß der Träger 37 mit seiner unteren Stirnfläche auf dem Federteller
38 aufliegt.
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Wie bereits erwähnt, ist in diesem Zustand, in dem die Kolbenstangen
47 und 55 der Spannzylinder 45 und 46 sich noch in der in Fig. 1 dargestellten zurückgezogenen
Stellung befinden, der Abstand zwischen den Andruckplatten 18 und 19 so groß, daß
die miteinander zu verschweißenden Profile ohne weiteres wieder vorgeschoben und
mit ihren heißen Enden gegeneinander gepreßt werden können.
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Bevor jedoch der Anpreßdruck so groß wird, daß das weiche Kunststoffmaterial
seitlich über die Profilaußenfläche hinaus auszuweichen versucht, wird durch Betätigung
der Spannzylinder 45 und 46 die Klemmvorrichtung 10 gespannt, d.h.es werden die
Andruckplatten 18 und 19 von oben und unten gegen die flachen Seitenwände der miteinander
zu verbindenden Profile gepreßt. Gleichzeitig können erforderlichenfalls die nicht
dargestellten Formteile von links und rechts her gegen die vertikalen Profilseitenwände
gedrückt werden. Erst wenn auf diese Weise gleichsam ein aus mehreren Teilen bestehender
Formkanal um den Schweißbereich herum gebildet ist, wird mit Hilfe der Spannschlitten
der Anpreßdruck der Profilenden
auf einen zu einer haltbaren Verbindung
führenden Wert erhöht. Ein Ausweichen des Kunststoffmaterials über die Außenkontur
der Profile ist dann allenfalls in die schmalen Schlitze 80 bzw. 81 hinein möglich.
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Kurz beyor das Kunststoffmaterial aufgrund der Abkühlung, die es in
der Klemmvdrrichtung 10 erfährt, vollständig erstarrt ist, werden die Messer 65
und 66 durch Betätigung der Zylinder 75 bzw. 76 aus ihrer zurückgezogenen, in Fig.
1 ganz links befindlichen Position nach rechts in die in Fig. i wiedergegebene Stellung
vorgeschoben. Hierdurch wird in die eine ebene Außenseite aufweisenden Profilseitenwände
längs der eben gebildeten Schweißnaht eine flache Nut eingeschnitten. Dabei abgetragenes
Kunststoffmaterial kann vermittels de#r Öffnungen 69 und 70 durch die Messerhalter
63 und 64 hindurch in die Schlitze 67 bzw. 68 eintreten und nach außen abgeführt
werden.
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Für den Fall, daß beispielsweise Profile mit rechteckigem Querschnitt
und vier an der Außenseite völlig glatten Seitenwänden miteinander verschweißt werden
sollen, kann erfindungsgemäß die in Fig. 1 dargestellte Klemmvorrichtung 10 durch
zwei weitere vertikal verlaufende und horizontal aufeinander zu bzw. voneinander
weg bewegbare Andruckplatten ergänzt werden, in denen dann ebenfalls zum Ausstechen
von Nuten geeignete Messer längs der gebildeten Schweißnaht führbar angeordnet sind.
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Für Profile mit kreisförmigem oder einem anderen Querschnitt müssen
die Andruckplatten der Klemmvorrichtung eine entsprechend angepaßte Form aufweisen.
Das anhandnln den Figuren wiedergegebenen Ausführungsbeispiels geschilderte erfindungsgemäße
Funktionsprinzip bleibt jedoch dasselbe.
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In Fig. 3 ist beispielsweise ein Fensterrahmen dargestellt, und dieser
Fensterrahmen weist einen Seitenteil 84 auf und einen zwischen zwei parallelen Seitenteilen
84 angeordneten Pfosten 85. Der Pfosten 85 weist eine Spitze auf und der Teil 84
eine entsprechende Aufnahmenut, und diese beiden Teile müssen miteinander verschweißt
werden. Die Verschweißung erfolgt in einer Vorrichtung, von der ein Teil in Fig.
4 dargestellt ist. Es ist eine Verschweißungsstation 99 vorgesehen. In dieser Verschweißungsstation
wird der Rahmenbauteil 84 gehalten und ferner wird der Pfosten 85 gehalten. Es erfolgt
mitte-ls eines Schweißspiegels 86 eine Erhitzung sowohl der V-förmigen Aussparung
im Rahmenteil 84 als auch der Nut 85.
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Der Schweißspiegel 86 ist mittels einer Führung 87, die hydraulisch
oder pneumatisch betätigt werden kann, an einer Stange 88 derart geführt, daß dieser
Schweißspiegel an dieser Stange 88 eine senkrechte Bewegung durchführen kann. Diese
Stange 88 ist an einem Schlitten 89 gelagert, der, wie durch den Pfeil angedeutet,
an der Schiene 89 eine horizontale Bewegung- durchführen kann. Durch diesen Aufbau
kann in selbsttätiger und automatischer Weise nach der Erhitzung der Schweißspiegel
86 aus der Erhitzungszone herausgebracht werden. Danach werden#die Bauteile 84 und
85 in an sich bekannter Weise zusammengedrückt, um ein Verschweißen durchzuf'.ihren.
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Wenn dieses Verschweißen beendet ist, entsteht, was ja verhindert
werden soll, zwar kein Wulst, aber es entsteht evtl. eine Schweißnaht, die ein optisch
ungünstiges Aussehen mit sich bringt. Dieses optisch ungünstige Aussehen soll auf
alle Fälle verhindert werden. Zu diesem Zweck
sind Einrichtungen
vorgesehen, um diese Schweißnaht zu entfernen und gegebenenfalls eine Nut zu erzeugen.
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Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, sind Werkzeugträger 91 und 92 vorgesehen.
Diese Werkzeugträger 91 und 92 sind über Elemente 93 und 94 an einem Ständer 90
in senkrechter Richtung bewegbar gelagert. Die Bewegung kann hydraulisch oder pneumatisch
oder in sonst an sich bekannter Weise erfolgen. Der Ständer 90 seinerseits ist mit
seinem oberen Ende in einem Schlitten 89 gelagert und mit seinem unteren Ende in
einem Schlitten 95. Der Schlitten 89 ist an einer Schiene 90 in horizontaler Weise
verfahrbar und der Schlitten 95 ist an einer Schiene 96 in horizontaler Weise verfahrbar.
Die Schlittenschienenverfahrbarkeit der Bauteile 89, 90 und 95, 96 kann in an sich
bekannter Weise hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. Durch diesen Aufbau ist es
möglich, daß die Bauteile 84 und 85 erhitzt werden und zusammengedrückt werden.
Wenn die Erhitzung durchgeführt ist, kann der Schweißspiegel 86 über seine Betätigungseinrichtung
87 längs der Führung 88 aus der Schweißstelle 99 herausgehoben werden. Gleichzeitig
kann die aus den Teilen 95 und 89 bestehende Baugruppe nach rechts verschoben werden,
und zwar insbesondere in die in Fig. 6 dargestellte Lage. Die Betätigungseinrichtung
93 und 94, welche Werkzeugträg-r 91 und 92 tragen, können dann in die Betriebsstellung
gebracht werden.
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Die Werkzeugträger 91 und 92 weisen Werkzeugführunqen 101 auf. Diese
Werkzeugführungen haben sich kreuzende Führungsbahnen 102 für die Werkzeuge 97,
100 und 98.
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Es sind insbesondere zwei übereinander angeordnete Werkzeug träger
91 und 92 vorgesehen, die längs des Ständers 90 in Höhenrichtung verschiebbar sind.
Der obere Werkzeugträger
91 kann über das Werkstück 34 in Stellung
gebracht werden und der untere Werkzeugträger 92 kann unter das Werkstück 84 in
seine Betriebsstellung gebracht werden.
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In der Ausgangslage der Werkzeuge 97 und 100, die Messer sein können,
welche hydraulisch oder pneumatisch hin- und herbewegt werden, wie es schematisch
durch die Pfeile ang-edeutet ist, sind diese Werkzeuge, wie in Fig.
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5 dargestellt, angeordnet.
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Wenn die Nachbearbeitungsvorrichtung in die in Fig. 6 dargestellte
Betriebslage gebracht wird, wird, wie in Fig. 7 dargestellt, das Werkzeug 100 zunächst
betätigt.
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Das Werkzeug 100tritt aus seiner Endlage in die andere Endlage und
kehrt dann wieder in seine Endlage zurück.
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Danach führt, wie Fig. 8 zeigt, das andere Werkzeug 97 seinen Arbeitshub
aus und zum Schluß finden sich die Werkzeuge wieder in der in Fig. 9 dargestellten
Ausgangsstellung. Durch diese Betriebsweise werden auf beiden Seiten, wenn oben
und unten Werkzeuge und Werkzeugträger vorgesehen sind, Nuten 103 an der Verbindungsstelle
der Bauteile 84 und 85 ausgebildet, wie es in Fig. 10 dargestellt ist.
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