DE4138352C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von rechteckigen Rahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung von rechteckigen Rahmen, insbesondere Fensterrahmen aus Kunststoffprofilen, bei dem vier auf Gehrung und Länge zugeschnittene Kunststoffprofilstücke unter Verwendung von auswechselbaren, dem Profilquerschnitt entsprechenden Schweißbeilagen in eine Vierkopf-Schweißmaschine einge­ spannt und gleichzeitig an allen Gehrungsflächen unter Er­ wärmung und Druck und unter Bildung von Schweißraupen mit­ einander verschweißt und abgekühlt werden und bei dem die Rahmen anschließend an eine Putzmaschine zur Bearbeitung der entstandenen Schweißraupen abgegeben werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Herstellung von Fensterrahmen aus Kunststoff erfolgt gemäß der DE 40 29 619 A1 in der Weise, daß vier auf Geh­ rung und in einer vorgegebenen Länge zugeschnittene Kunststoffprofilstücke von Hand nacheinander in eine so­ genannte Vierkopf-Schweißmaschine eingelegt, ausgerichtet und eingespannt werden. Über vier plattenartige Heizvor­ richtungen werden dann die Kunststoffprofilstücke gleich­ zeitig an ihren einander zugewandten Gehrungsflächen auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, die so hoch ist, daß anschließend die Gehrungsflächen nach dem Entfernen der Heizvorrichtungen durch Gegeneinanderdrücken unter Bil­ dung von Schweißraupen miteinander verschweißen. Nach einer vorgegebenen Abkühlzeit wird der geschweißte Fen­ sterrahmen an eine Putzmaschine übergeben, in der die Schweißraupen, zumindest im Bereich der Sichtflächen des Fensterrahmens, bearbeitet bzw. beseitigt werden. Das Ver­ schweißen der Kunststoffprofilstücke erfolgt bei der vorbekannten Vierkopf-Schweißmaschine in einer vertika­ le bzw. annähernd vertikale Lage. In dieser Lage wird auch der geschweißte Fenterrahmen von der Vierkopf-Schweißmaschine an eine nachgeordnete Putzmaschine übergeben.

Bei der Bearbeitung der Schweißraupen eines solchen Fen­ sterrahmens ist es möglich, die einzelnen Ecken nachein­ ander zu bearbeiten, wobei der Fensterrahmen immer nach der Bearbeitung einer Ecke in seiner Ebene um 90° gedreht wird. Dieses aufeinanderfolgende Bearbeiten der einzelnen Ecken nimmt, obwohl der Bearbeitungsvorgang an einer Ecke verhältnismäßig rasch erfolgt, durch die aufeinanderfolgen­ den Arbeitsvorgänge an den einzelnen Ecken und die dazwi­ schenliegenden Drehvorgänge bedingt, doch verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch. Diese Gesamt-Bearbeitungszeit ist erheblich länger als die Zeit, die für das Einlegen der Kunststoffprofilstücke und das Zusammenschweißen eines Fensterrahmens benötigt wird. Dies hat zur Folge, daß die schnelle Taktzeit der Schweißmaschine der langsameren Taktzeit der Eckenputzmaschine angepaßt werden muß.

Es sind ferner Eckenputzmaschinen für aus Kunststoffpro­ filstücken zusammengeschweißte Fensterrahmen bekanntgewor­ den, mit der mindestens zwei, meist aber alle vier Ecken des Fensterrahmens gleichzeitig bearbeitet werden können.

Eine solche Putzmaschine hat nun eine erheblich geringere Taktzeit als die vorgeordnete Vierkopf-Schweißmaschine, d. h., hier kann die in einer Fertigungsstraße mit der Vierkopf-Schweißmaschine angeordnete Eckenputzmaschine nicht in wirtschaftlich vertretbarer Weise ausgenutzt wer­ den. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es grundsätzlich möglich, einer solchen Eckenputzmaschine zwei Vierkopf- Schweißmaschinen vorzuordnen. Dies macht, insbesondere durch zusätzliche Fördereinrichtungen bedingt, einen nicht unbeachtlichen Investitionsaufwand erforderlich. Andererseits ist für die zweite Vierkopf-Schweißmaschine eine zusätzliche Bedienungsperson erforderlich, deren Lohnkosten nicht unerheblich zu den Bearbeitungskosten eines Fensterrahmens beiträgt.

Um diese Investionskosten und die Lohnkosten zu vermeiden, ist es bereits bekannt, in der Vierkopf-Schweißmaschine unter Verwendung zusätzlicher Schweißbeilagen die Kunst­ stoffprofilstücke für zwei Fensterrahmen einzulegen und beide Fensterrahmen gleichzeitig zu schweißen. Dies setzt jedoch grundsätzlich voraus, daß beide Fensterrahmen in ihren Abmessungen und damit auch in ihrem Profil vollkom­ men gleich sind. Dies bedeutet, daß ein sogenannter Fen­ sterrahmen und ein Blendrahmen nicht gleichzeitig in einer solchen Schweißmaschine hergestellt werden können. Das Einlegen der doppelten Kunststoffprofilstücke ist jedoch erheblich zeitraubender. Andererseits besteht bei einem solchen, doppelten Schweißverfahren der Nachteil, daß die beiden gleichzeitig geschweißten Fensterrahmen, vor ihrer Bearbeitung in einer Putzmaschine, wieder vereinzelt wer­ den müssen, was eine zusätzliche Trennvorrichtung in der Fertigungsstraße erforderlich macht. Neben diesem Aufwand für eine solche Vereinzelungsvorrichtung ist jedoch bedeut­ sam, daß durch eine Vereinzelungsvorrichtung der Platzbe­ darf für eine Fertigungsstraße zur Herstellung und Bearbei­ tung von Fensterrahmen erheblich erhöht wird. Ein solcher Fertigungsraum ist jedoch meist nicht vorhanden oder kann nur mit zusätzlichen Kosten hergestellt werden.

Aus dem Buch von G. F. Abele "Hochfrequenz-Schweißtechnik, Seiten 512 bis 529, ist die wirtschaftliche Fertigung von aus insbesondere Folien bestehenden Teilen mittels Rundlaufanlagen (Tablettband- und Drehtischsystem) bekannt, bei der die Effekti­ vität einer Produktionseinrichtung mit einer einzigen Schweiß­ anlage dadurch erhöht werden kann, daß man mehrere Stationen an einem Drehtisch einrichtet. In diesen einzelnen Stationen werden dann unterschiedliche Arbeitsgänge durchgeführt. Die Schweißung erfolgt in einer einzigen Schweißanlage, so daß sich der Arbeits­ takt zwangsläufig nach der Schweißanlage richtet.

Die DE 37 36 813 A1 offenbart eine Fertigungsstraße für Scheiben­ bremsbeläge, in der bei der Erläuterung des Standes der Technik auf eine Rundtischmaschine verwiesen wird, die an ihrem Umfang mit einer Vielzahl von Heißpressen versehen ist. Diese Heißpressen werden durch taktweises Weiterdrehen nacheinander an ortsfesten Manipulationsstationen vorbeigeführt. In einer ersten Station wird jeweils die Form einer Heißpresse mit der Reibbelagmasse gefüllt und eine Rückenplatte aufgelegt. Sodann wird die Heißpresse ge­ schlossen und der Härteprozeß beginnt. Nach der Beendigung des Härteprozesses werden in einer weiteren Manipulationsstation die fertigen Scheibenbremsbeläge aus der jeweiligen Heißpresse entnommen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Herstellung von rechteckigen Rahmen, insbesondere Fensterrahmen, aus Kunststoff aufzuzeigen, welches auf ver­ hältnismäßig kleinem Raum durchführbar ist, keine allzuhohen Investitionskosten erfordert und trotzdem sicherstellt, daß die Leistung einer modernen und schnellen Eckenputzmaschine in wirtschaftlicher Weise ausgenutzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der ein­ gangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß bei mindestens zwei auf einem Drehtisch senkrecht angeordneten Vierkopf- Schweißmaschinen dieselben nacheinander - von einer Position aus - mit den Kunststoffprofilstücken bestückt werden und daß während der Bestückung eine Vierkopf-Schweißmaschine die in den zuvor bestückten Vierkopf-Schweißmaschinen eingespannten Kunststoffprofilstücke geschweißt werden und abkühlen.

Durch ein solches Verfahren ist es möglich, die Anzahl der pro Zeiteinheit geschweißten Fensterrahmen zu erhöhen und damit die Leistung der Eckenputzmaschine besser auszunut­ zen. Das Verfahren bzw. die zur Durchführung des Verfah­ rens erforderliche Vorrichtung erfordert keinen besonders hohen, zusätzlichen Investitionsaufwand und kann auf kleinstem Raum, meist mit der vorhandenen Hallenkapazi­ tät, ausgeführt werden. Die Bedienungsperson, die zwar noch für das Einlegen der Kunststoffprofilstücke erforder­ lich ist, ist jetzt besser ausgelastet, so daß die auf einen geschweißten Fensterrahmen entfallenden Lohnkosten reduziert werden.

Weitere Merkmale eines Verfahrens gemäß der Erfindung so­ wie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2-8 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung stark vereinfacht dargestellten Ausführungs­ beispieles näher erläutert.

In dieser Zeichnung ist eine automatische Produktions­ anlage zur Herstellung von Fensterrahmen aus Kunststoff­ profilen schematisch gezeigt, die in vorteilhafter Weise von einem zentralen Computer gesteuert wird. Diese Pro­ duktionsanlage besteht zunächst aus einem sogenannten Schweißkarusell 1, an das sich über einen Zwischenförde­ rer 2, der auch als Pufferstation ausgebildet sein kann, eine nur angedeutete Eckenputzmaschine 3 anschließt.

Dabei wird das Schweißkarusell 1 aus einer nicht näher gezeichneten Grundplatte gebildet, auf der sich beispiels­ weise über einen nur angedeuteten Kugeldrehkranz ein Dreh­ tisch 5 abstützt. Dem Drehtisch 5 ist ein an sich bekann­ ter, in der Zeichnung nicht dargestellter Antrieb zugeord­ net, über den der Drehtisch 5 in Richtung des Pfeiles 6 jeweils immer um 90° gedreht werden kann. Der Drehtisch 5 weist in zweckmäßigerweise eine quadratische Grundfläche auf.

Der Drehtisch 5 trägt ein quaderförmiges, aus metallischen Profilstücken zusammengesetztes Gestell 7, dessen Seiten­ flächen, von unten nach oben gesehen, um einen Winkel von etwa 5-15° nach innen geneigt sind, so daß das Gestell 7 eine pyramidenstumpfartige Gestalt aufweist. An jeder Sei­ tenfläche des Gestells 7 sind jeweils zwei Führungsschienen 8 vorgesehen, die relativ gegeneinander bewegbar sind. Da­ bei ist meistens eine Führungsschiene 8 ortsfest angeord­ net, während die andere Führungsschiene 8 über einen an sich bekannten, nicht dargestellten Antrieb parallel gegen die ortsfeste Führungsschiene 8 verschoben werden kann. Bedarfsweise können auch beide Führungsschienen 8 ver­ schiebbar ausgebildet sein.

Auf jeder Führungsschiene 8 sind mit Abstand übereinander jeweils zwei Schweißeinheiten 9 angeordnet, die auf der sie tragenden Führungsschiene 8 ebenfalls relativ gegen­ einander bewegbar sind. In zweckmäßiger Weise ist dabei jeweils die untere Schweißeinheit 9 ortsfest auf der Füh­ rungsschiene 8 angeordnet, während die obere Schweißein­ heit 9 gegen die untere Schweißeinheit 9 und zurück be­ wegbar ist. Die auf zwei auf einer Seite des Gestells 7 befindlichen Führungsschienen 8 angeordneten, oberen Schweißeinheit 9 sind dabei immer im Gleichlauf gegen die unteren Schweißeinheiten 9 bewegbar.

Jede Schweißeinheit 9 besteht in an sich bekannter Weise aus zwei Spannelementen und einer plattenartigen Heizvor­ richtung, einem sogenannten Heizschwert.

Im dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispiel sind alle vier Seiten des Gestells 7 vollkommen gleich ausge­ bildet, d. h., auf jeder Seite befinden sich zwei Führungs­ schienen 8 mit jeweils zwei Schweißeinheiten 9 und somit eine komplette Schweißmaschine. Allen vier Schweißmaschi­ nen ist eine gemeinsame Steuerung zugeordnet, die nur in vorgegebenen Stellungen der einzelnen Schweißmaschinen auf dieselben wirksam ist. Aufgrund des quadratischen Dreh­ tisches 5 kann jede Seite des Gestells 7 und damit jede dort befindliche Schweißmaschine nacheinander in die Posi­ tionen I-IV bewegt werden.

In der Position I wird die Schweißmaschine mit vier Kunst­ stoffprofilstücken, beispielsweise von Hand, bestückt. Da­ zu werden zunächst alle in der Position I befindlichen Schweißeinheiten 9, von einem Programm gesteuert, in eine vorgegebene Lage gebracht, in der die auf Länge und Geh­ rung zugeschnittenen Kunststoffprofilstücke eingelegt und festgespannt werden können. Dabei weist jede Schweißein­ heit 9 sogenannte Schweißbeilagen auf, die dem Profilquer­ schnitt der Kunststoffprofilstücke angepaßt sind. Für das sachgerechte Einlegen und Festspannen der Kunststoffpro­ filstücke ist normalerweise nur eine Zeit von etwa 30- 40 Sekunden erforderlich.

Nach dem Einlegen und Festspannen der Kunststoffprofil­ stücke kann der Antrieb des Drehtisches 5 angeschaltet und der Drehtisch 5 mit dem Gestell 7 um einen Winkel von 90° gedreht werden, bis sich die eingespannten Kunststoffpro­ filstücke in der Position II befinden. Bereits während des Drehvorganges, also sofort nach dem ordnungsgemäßen Einle­ gen und Festspannen der Kunststoffprofilstücke, wird zwi­ schen die einander zugewandten Gehrungsflächen jeweils das Heizschwert eingeführt und die Profilstücke durch die Schweißeinheiten 9 so gegeneinander bewegt, daß alle Geh­ rungsflächen so stark erwärmt werden, daß dieselben nach dem Entfernen der Heizschwerter und durch weiteres Gegen­ einanderbewegen der Kunststoffprofilstücke durch Druck miteinander verschweißen. Dabei findet der eigentliche Schweißvorgang in der Position II des Drehtisches 5 statt. In der Position I des Drehtisches 5 können während dieser Zeit bereits neue Kunststoffprofilstücke für einen weite­ ren Fensterrahmen eingelegt werden. Sobald dies geschehen ist, werden auch diese Kunststoffprofilstücke durch ent­ sprechende Bewegung des Drehtisches 5 in die Position II bewegt und dort zu einem Fensterrahmen miteinander ver­ schweißt.

In der Position 3 des Drehtisches 5 wird keine Bearbeitung am geschweißten Fensterrahmen vorgenommen. Hier findet le­ diglich eine Abkühlung der Schweißnähte statt. In der Posi­ tion 4 des Drehtisches 5 werden die Spannelemente der Schweißeinheiten 9 geöffnet, so daß der fertig geschweißte Fensterrahmen in an sich bekannter Weise an den Zwischen­ förderer 2 übergeben wird. Von diesem Zwischenförderer 2, gelangt der geschweißte Fensterrahmen in die Eckenputzma­ schine 3, in der alle Ecken des geschweißten Fensterrah­ mens gleichzeitig bearbeitet bzw. geputzt werden.

Die Schweißbeilagen der Schweißeinheiten 9 einer Schweißma­ schine können unterschiedlich ausgebildet sein, so daß es ohne ein Auswechseln der Schweißbeilagen möglich ist, wechselweise in zwei Schweißmaschinen jeweils einen Fen­ ster- bzw. Flügelrahmen und einen Blendrahmen herzustellen.

In Abhängigkeit von der Schweiß- und Abkühlzeit kann es zweckmäßig sein, dem Drehtisch 5 mit den Schweißmaschinen zwei Eckenputzmaschinen 3 zuzuordnen, die dann jedoch um einen Winkel von 180° zueinander versetzt sind. Bedarfs­ weise können auf dem Drehtisch 5 auch mehr als vier Schweißmaschinen angeordnet sein.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von rechteckigen Rahmen, ins­ besondere Fensterrahmen aus Kunststoffprofilen, bei dem vier auf Gehrung und Länge zugeschnittene Kunststoff­ profilstücke unter Verwendung von auswechselbaren, dem Profilquerschnitt entsprechenden Schweißbeilagen in eine Vierkopf-Schweißmaschine eingespannt und gleich­ zeitig an allen Gehrungsflächen unter Erwärmung und Druck und unter Bildung von Schweißraupen miteinander verschweißt und abgekühlt werden und bei dem die Rahmen anschließend an eine Putzmaschine zur Bearbeitung der entstandenen Schweißraupen abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens zwei auf einem Drehtisch senkrecht an­ geordneten Vierkopf-Schweißmaschinen dieselben nacheinan­ der - von einer Position aus - mit den Kunststoffprofil­ stücken bestückt werden und daß während der Bestückung der einen Vierkopf-Schweißmaschine die in den zuvor bestückten Vierkopf-Schweißmaschinen eingespannten Kunststoffprofil­ stücke geschweißt werden und abkühlen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens vier auf einem Drehtisch senkrecht ange­ ordneten Vierkopf-Schweißmaschinen dieselben nacheinander - von einer Position aus - mit den Kunststoffprofilstücken bestückt werden und daß während der Bestückung einer Vier­ kopf-Schweißmaschine die in den zuvor bestückten Vierkopf- Schweißmaschinen eingespannten Kunststoffprofilstücke ge­ schweißt werden und abkühlen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens vier auf einem Drehtisch senkrecht ange­ ordneten Vierkopf-Schweißmaschinen gleichzeitig zwei nicht benachbarte Vierkopf-Schweißmaschinen - von zwei Positionen aus - mit den Kunststoffprofilstücken bestückt werden und daß während der Bestückung der beiden Vierkopf-Schweiß­ maschinen die in den beiden zuvor bestückten Vierkopf- Schweißmaschinen eingespannten Kunststoffprofilstücke ge­ schweißt werden und abkühlen.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Vierkopf-Schweißmaschinen mit im Querschnitt unterschiedlichen Kunststoffprofilstücken bestückt werden.

5. Vorrichtung zur Herstellung von rechteckigen Rahmen, insbesondere Fensterrahmen, aus Kunststoffprofilen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach min­ destens einem der Ansprüche 1-4, bestehend aus einer Vierkopf-Schweißmaschine mit nachgeordneter Putzma­ schine, dadurch gekennzeichnet, daß die Vierkopf-Schweißmaschine (9) zusammen mit min­ destens einer weiteren Vierkopf-Schweißmaschine (9) auf einem Drehtisch (5) angeordnet ist und daß die Vierkopf- Schweißmaschinen nacheinander in eine Bestückungs- und Schweiß-/Abkühlungsposition bringbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vier Vierkopf-Schweißmaschinen (9) jeweils um einen Winkel von 90° zueinander versetzt auf dem Drehtisch (5) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Vierkopf-Schweißmaschinen (9) eine gemeinsame Schweißsteuerung zugeordnet ist und nur die in der Schweißposition (II) befindliche Vierkopf- Schweißmaschine mit der Schweißsteuerung gekoppelt ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehtisch (5) bzw. den Vierkopf-Schweißmaschi­ nen (9) zwei gegeneinander versetzte Putzmaschinen (3) zugeordnet sind.