DE4323728C2 - Schweißvorrichtung für rechteckige Rahmen, insbesondere Fensterrahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung rechteckiger Rahmen, insbesondere Fen­ sterrahmen aus Kunststoff, bestehend aus vier in hori­ zontaler Ebene auf Kreuzschlitten relativ gegenein­ ander verfahrbaren Schlitten mit einem durch einen un­ ter einem Winkel von 45° verlaufenden Spalt in zwei Auflageplatten unterteilten Misch mit zwei rechtwinklig zueinander angeordneten und eine Schweißbeilage auf­ nehmenden Außenanschlägen. mit einer Spanneinheit und einer Schweißeinheit sowie aus einer anhebbaren und die geschweißten Rahmen in horizontaler Lage ab­ fahrenden, anhebbaren Transportereinrichtung.

Aus dem DE 91 03 838 U1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines rechteckigen Rahmens, insbesondere eines Fensterrahmens, aus vier Kunststoffprofilen be­ kannt, die aus vier auf Kreuzführungen relativ gegen­ einander verfahrbaren Spann- und Schweißeinheiten mit jeweils zwei rechtwinklig zueinander angeordneten und jeweils eine dem Kunststoffproril entsprechende Schweißbeilage aufnehmenden Anschlägen sowie aus einer den geschweißten Rahmen anhebenden und in ho­ rizontaler Lage ausführenden Transporteinrichtung be­ steht. Zum Austransport des Rahmens werden die in der Austransportrichtung befindlichen Anschläge mit ihren Schweißbeilagen aus ihrer Anschlagstellung um einen Winkel von 90° geschwenkt, so daß der Rahmen nach kurzem Anheben desselben und einem geringen Öff­ nungshub der Spann- und Schweißeinheiten problemlos aus der Vorrichtung entfernt werden kann.

Ist eine derartige Schweißvorrichtung in einer Ferti­ gungsstraße angeordnet, die beispielsweise eine moder­ ne Schweißraupenputzmaschine enthält, dann bestimmt die Schweißvorrichtung den Arbeitstakt der Ferti­ gungsstraße, da sie erheblich langsamer als die Schweiß­ raupenputzmaschine arbeitet. Um dieses Problem zu beseitigen, wurde bereits vorgeschlagen, mehrere Schweißvorrichtungen auf einem Drehgestell anzuord­ nen. Dies erhöht zwar die Leistung der Fertigungsstra­ ße, ist jedoch mit dem Nachteil von nicht unbeträchtli­ chen, zusätzlichen Investitionskosten verbunden.

Es ist auch schon eine Schweißvorrichtung bekannt geworden, bei der drei auf Gehrung zugeschnittene Profilstücke zur Bildung eines Fensterrahmens in eine Zweikopf-Schweißvorrichtung eingespannt werden. So­ dann werden in eine darüber befindliche Ebene eben­ falls drei Profilstücke zur Bildung eines weiteren Fen­ sterrahmens eingespannt und gleichzeitig zwei Ecken von zwei zu bildenden Fensterrahmen miteinander ver­ schweißt Anschließend werden dann die noch fehlen­ den Profilstücke - je eins für den unteren und den oberen Rahmen - eingespannt und danach die anderen beiden Ecken der beiden Rahmen zusammenge­ schweißt. Eine derartige bekannte Schweißvorrichtung hat jedoch keine kürzeren Zykluszeiten als eine Vier­ koptschweißmaschine.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung rechteckiger Rahmen, insbesondere Fensterrahmen aus Kunststoff zu schaf­ fen, mit der es ohne allzu großen Mehraufwand möglich ist, zwei Rahmen gleichzeitig und in einem einzigen Ar­ beitsgang zu schweißen. Dabei soll ein ungehindertes Einlegen aller Profilstücke zur Bildung des Rahmens möglich sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfin­ dung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß oberhalb jedes Tisches ei­ ne durch einen unter einem Win­ kel von 45° verlaufenden Spalt in zwei Auflageplatten unterteilte, heb- und senkbare Stützplatte mit zwei rechtwinklig zueinander angeordneten und eine Schweißbeilage aufnehmenden Außenanschlägen ange­ ordnet ist, wobei jeder Auflageplatte von Tisch und Stützplatte eine Spannplatte zugeordnet ist, daß zumindest die an der Einlegeseite der Vorrichtung befindlichen Auflageplatten und die den selben zugeordneten Außenanschläge mit ihren Schweißbeilagen getrennt horizontal schwenkbar sind, daß jedem Kreuzschlitten ein in die übereinander be­ findlichen Spalte von Tisch und Stützplatte bringbarer Anschlag zugeordnet ist und daß die Transporteinrich­ tung zweistufig anhebbar ausgebildet ist.

Eine derartige Vorrichtung ermöglicht es, daß gleich­ zeitig zwei Rahmen aus Kunststoff in einem einzigen Arbeitsgang geschweißt werden können. Die schwenk­ bare Auflageplatte und die ebenfalls schwenkbaren Au­ ßenanschläge stellen sicher, daß insbesondere auch das letzte Profilstück des zweiten Rahmens problemlos in die Vorrichtung eingelegt werden kann. Die einzelnen Profilstücke werden mit Spiel in die Vorrichtung einge­ legt und dann gegen die durch die Spalte für die Schweißspiegel bzw. Heizschwerte ragenden Anschläge bewegt und maschinell ausgerichtet. Erst dann werden die in zwei übereinanderliegenden Ebenen befindlichen Profilstücke festgespannt. Die in zwei Arbeitsstellungen anhebbare Transporteinrichtung stellt den aufeinander­ folgenden Austransport der fertigen Rahmen sicher.

Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Er­ findung sind in den Ansprüchen 2-7 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in vereinfachter Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen,

Fig. 1 eine Aufrißdarstellung einer Spanneinheit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in geöffnetem Zu­ stand,

Fig. 2 die Spanneinheit der Fig. 1 in geschlossenem Zustand,

Fig. 3 die Anordnung des in die Spalte der Auflage­ platte bringbaren Anschlages und

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine heb- und senkbare Stützplatte.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist als sogenannte Vierkopfschweißmaschine ausgebildet, mit der gleich­ zeitig zwei rechteckige Fensterrahmen aus Kunststoff­ profilen 1, 2 durch Schweißung miteinander verbunden werden können. Dabei sind die Kunststoffprofile 1, 2 zur Verbesserung der Darstellung als Vollmaterial einge­ zeichnet, obwohl sie als Hohlprofile ausgebildet sind. Im gewählten Ausführungsbeispiel dienen die Kunststoff­ profile 1 zur Herstellung des sogenannten Blendrah­ mens eines Fensters der später in die Wand eingesetzt wird und der den sogenannten Flügelrahmen aufnimmt der aus den Kunststoffprofilen 2 zusammengesetzt ist. Dies bedeutet, daß mit der Vorrichtung gemäß der Er­ findung ein komplettes Fenster in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann. Dadurch ist immer sicherge­ stellt, daß der Flügelrahmen genau in den Blendrahmen paßt. Selbstverständlich können mit der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung auch gleichzeitig zwei Blendrahmen oder zwei Flügelrahmen geschweißt werden.

Von einer solchen Vierkopfschweißmaschine ist in der Zeichnung nur eine Spanneinheit gezeigt, mit der die Kunststoffprofile 1, 2 an beiden Enden aufgenom­ men, eingespannt und für den eigentlichen Schweißvor­ gang gegeneinander bewegt werden können. Jede Spanneinheit wird dabei von einem in Fig. 4 nur ange­ deuteten Schlitten 3 aufgenommen, der zusammen mit einem weiteren Schlitten 3 relativ gegeneinander ver­ schiebbar auf einem nicht gezeichneten Träger ange­ ordnet ist. Zur Aufnahme der beiden anderen Spannein­ heiten ist ein weiterer Träger vorgesehen, wobei die beiden Träger ebenfalls relativ gegeneinander ver­ schiebbar sind. Dies bedeutet, daß der Schlitten 3 in einer horizontalen Ebene in zwei rechtwinklig zueinan­ der angeordneten Richtungen verfahrbar ist.

Gemäß den Darstellungen der Fig. 1 und 2 trägt jeder Schlitten 3 einen Tisch 4, der durch einen unter einem Winkel von 45° zu den Kunststoffprofilen 1, 2 verlaufen­ den, in der Zeichnung nicht dargestellten Spalt in zwei Auflagerplatten 4a unterteilt ist. Dabei wurde jeweils die vordere Auflageplatte 4a nicht gezeichnet, die das vordere, quer verlaufende Kunststoffprofil 1 aufnimmt.

Auf jeder Auflageplatte 4a eines Tisches 4 ist eine Schweißbeilage 5 auswechselbar befestigt, die genau dem Querschnitt des Kunststoffprofiles 1 angepaßt ist und die dasselbe stützend für den Schweißvorgang auf­ nehmen kann. Bedarfsweise kann die Schweißbeilage 5 zweiteilig ausgebildet sein und aus einem unteren und einem seitlichen Teil bestehen. Der seitliche Teil einer Schweißbeilage 5 kann dabei an einem schwenkbaren Anschlag befestigt sein. Dadurch besteht die Möglich­ keit, einerseits das letzte Kunststoffprofil 1 zur Formbil­ dung des Blendrahmens frei in die Vorrichtung einlegen zu können und andererseits den fertigen Rahmen 1 ohne große Fahrbewegung der Schlitten 3 der Vorrichtung abtransportieren zu können. Dazu ist der Vorrichtung eine aus zwei Transportbändern bestehende Transport­ einrichtung zugeordnet, die den fertigen Blendrahmen geringfügig abhebt und in horizontaler Lage aus der Vorrichtung herausbewegt.

Die bisher beschriebene Vorrichtung bzw. Spannein­ heit ist Stand der Technik und besitzt eine Spannplatte 6, mit der das in Fig. 1 eingelegte Kunststoffprofil 1 gemäß Fig. 2 für den Schweißvorgang festgespannt werden kann. Diese Spannplatte 6 ist an der Unterseite einer Stützplatte 7 befestigt, die heb- und senkbar von einer nur angedeuteten Tragsäule 8 aufgenommen wird. Auch diese Stützplatte 7 ist in gleicher Weise wie der Tisch 4 durch einen unter einem Winkel von 45° verlau­ fenden Spalt 9 in zwei Auflageplatten 7a, 7b unterteilt, wie dies die Fig. 4 der Zeichnung erkennen läßt. Dabei ist die Auflageplatte 7a in Richtung des Pfeiles 10 um die Tragsäule 8 um einen Winkel von 90° und zurück schwenkbar, während die Auflageplatte 7b der Stütz­ platte 7 in Richtung des Doppelpfeiles 11 verschoben werden kann.

Sowohl die Auflageplatte 7a als auch die Auflageplat­ te 7b tragen jeweils eine Schweißbeilage 12, deren Querschnitt jedoch aufgrund des anderen Kunststoff­ profiles 2 vom Querschnitt der Schweißbeilage 5 ab­ weicht. Während die Schweißbeilage 12 auf der Aufla­ geplatte 7b fest angeordnet ist, ist zumindest der seitli­ che Teil der Schweißbeilage 12 mit einem Anschlag 13 verbunden, der ebenfalls um die Tragsäule 8 in Richtung des Pfeiles 10 um einen Winkel von 90° und zurück geschwenkt werden kann. Dies bedeutet, daß dieser An­ schlag 13 in gleicher Weise, jedoch getrennt, wie die Auflageplatte 7a, in einer horizontalen Ebene ge­ schwenkt werden kann. Dies gibt die Möglichkeit, zu­ nächst sowohl die Auflageplatte 7a als auch den An­ schlag 13 aus der gezeichneten Lage herauszuschwen­ ken, um das Kunststoffprofil 1 - es ist das letzte Profil des unteren Rahmens bzw. Blendrahmens - einlegen zu können. Erst danach wird die Auflageplatte 7a mit dem unteren Teil der Schweißbeilage wieder in ihre Arbeitslage bewegt, so daß von derselben jetzt das quer verlaufende Kunststoffprofil 2a - es ist das letzte Profil des oberen Rahmens bzw. Flügelrahmens - ohne Be­ hinderung durch den Anschlag 13 und den seitlichen Teil der Schweißbeilage 5 eingelegt werden kann. Erst wenn auch dieses Kunststoffprofil 2a seine Lage eingenom­ men hat, wird der Anschlag 13 mit dem seitlichen Teil der Schweißbeilage 12 wieder in die gezeichnete Lage zurückgeschwenkt. In dieser Lage kann der Anschlag 13 über einen Stift 14 mit der Auflageplatte 7a verriegelt werden.

In der Fig. 3 der Zeichnung ist ein Anschlag 15 darge­ stellt, der um eine Achse 16 am Tisch 4 schwenkbar ist. Über eine nicht dargestellte Kolbenzylindereinheit, die an einem Hebel 17 des Anschlages 15 angreift, kann der Anschlag 15 aus seiner voll eingezeichneten Stellung - der Arbeitsstellung - in die strichlierte Stellung - die unwirksame Stellung - geschwenkt werden. Die Achse 16 nimmt nun eine solche Lage am Tisch 4 ein, daß der Anschlag 15, der sich Bereich jeder Spanneinheit befin­ det, in den Spalt 9 geschwenkt werden kann, der sich sowohl am Tisch 4 als auch an der Stützplatte 7 befindet. Beim Füllen der Vorrichtung mit den Kunststoffprofilen 1, 2 werden zunächst die beiden Kunststoffprofile 1, 2 eingelegt, die die hinteren Teile der horizontalen Rah­ men bilden. Sind diese beiden Kunststoffprofile 1, 2 ein­ gelegt, werden in den hinteren beiden Spanneinheiten die Anschläge 15 in ihre Arbeitsstellung bewegt. Sodann werden sowohl links als auch rechts die die Seitenteile der Rahmen bildenden Kunststoffprofile 1, 2 eingelegt. Danach werden die Anschläge 15 der beiden vorderen Spanneinheiten in ihre Arbeitsstellung geschwenkt, be­ vor die beiden, die vorderen Teile der Rahmen bilden­ den Kunststoffprofile 1, 2a eingelegt werden können. Die Schlitten 3 und die verschiebbaren Auflageplat­ ten 11 nehmen beim Einlegen der Kunststoffprofile 1, 2 eine solche Lage ein, daß dieselben trotz der in der Arbeitsstellung befindlichen Anschläge 15 noch frei be­ wegbar sind. Sodann werden die Schlitten 3 und die Auflageplatten 11 so bewegt, daß die Kunststoffprofile 1, 2 an allen in der Arbeitsstellung befindlichen Anschlä­ gen 15 zum Anliegen kommen. Erst wenn alle Kunst­ stoffprofile 1, 2 ihre vorgegebene Lage an bzw. zwi­ schen den Anschlägen 15 eingenommen haben, werden die Kunststoffprofile 1, 2 festgespannt.

Dazu ist jedem Ende der oberen Kunststoffprofile 2, 2a jeder Spanneinheit eine Spannplatte 18 zugeordnet, die bedarfsweise wie die untere Spannplatte 6 profiliert und der oberen Fläche des Kunststoffprofiles 2 ange­ paßt sein kann. Diese Spannplatte 18 ist ebenfalls an der Tragsäule 8 geführt und bedarfsweise mit einem Schwenkantrieb ausgerüstet, durch den sie aus der ge­ zeichneten Lage der Fig. 1 und 2 in einer horizonta­ len Ebene um einen Winkel von 90° geschwenkt werden kann. Über dieser Spannplatte 18 befindet sich im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel eine weitere Platte 19, die ebenfalls an der Tragsäule 8 geführt ist. Schließlich nimmt die Tragsäule 8 oberhalb der Platte 19 noch eine Druckplatte 20 auf, die mit der Kolbenstange einer an sich bekannten, beidseitig beaufschlagbaren Kolbenzy­ lindereinheit verbunden ist. Über diese Kolbenzylinder­ einheit kann in Richtung des Pfeiles 21 die Spannkraft auf die Druckplatte 20 ausgeübt werden.

Die Druckplatte 20 ist mit einem Mitnehmer 22 verse­ hen, der zwei mit Abstand voneinander angeordnete und stufenartig gegeneinander versetzte Tragflächen 23, 24 aufweist. Auf der Tragfläche 23 liegt ein Winkel 25 auf, der an dem Führungsteil 26 für die Stützplatte 7 befestigt ist. Die Tragfläche 24 dient zur Abstützung eines Winkels 27, der mit den Führungsteilen 28 der Spannplatte 18 und der Platte 19 verbunden ist.

Der Mitnehmer 22 ist nun so an der Druckplatte 20 befestigt und die Tragflächen 23, 24 weisen einen derar­ tigen Abstand voneinander auf, daß beim Anheben der Druckplatte 20 entgegen der Richtung des Pfeiles 21 - Lösen der Spannung gemäß Fig. 2 - zunächst nur die Spannplatte 18 und die Platte 19 angehoben werden. Erst nach einem vorgegebenen Hub wird auch die Stützplatte 7 und damit die Spannplatte 6 angehoben, so daß in der geöffneten Stellung der Spanneinheit immer ein Abstand zwischen den Führungsteilen 26 und 28 vorhanden ist (Fig. 1). Bei der umgekehrten Bewegung bedeutet dies, daß zunächst die Spannplatte 6 auf dem Kunststoffprofil 1 zum Anliegen kommt, bevor sich der Abstand zwischen dem Kunststoffprofil 2 und der Spannplatte 18 ändert. Erst wenn die Spannplatte 18 auf dem Kunststoffprofil 2 aufliegt und die Druckplatte 20 noch einen weiteren Hub ausgeführt hat und auf der Platte 19 anliegt, können der eigentliche Spanndruck ausgeübt und die Kunststoffprofile 1, 2 festgespannt werden.

In der eingespannten Lage aller Kunststoffprofile 1, 2 werden zunächst die Anschläge 15 aus den Spalten 9 entfernt. Sodann werden die nicht gezeigten Schweiß­ spiegel in die Spalte 9 eingefahren und von denselben die einander zugewandten Gehrungsflächen der Kunst­ stoffprofile 1, 2 so stark erwärmt, daß dieselben nach dem Entfernen der Schweißspiegel miteinander ver­ schweißbar sind. Die dazu erforderliche Anpreßkraft wird von den verschiebbaren Auflageplatten 7b aufge­ bracht. Nach einer vorgegebenen Abkühlzeit - die Schweißnähte müssen ausreichend stabil sein - werden die Spannplatten 6, 18 von den Kunststoffprofilen 1, 2 abgehoben und die Schlitten 3 oder nur die verschiebba­ ren Auflageplatten 11 geringfügig nach außen bewegt, so daß die Rahmen seitlich und oben frei auf den Aufla­ geplatten 4a, 7a, 7b aufliegen. Nach dem Verschwenken der rückseitigen Anschläge können über die Transport­ einrichtung der Blendrahmen und der Flügelrahmen nacheinander aus der Vorrichtung herausgefahren wer­ den. Dabei wird die Transporteinrichtung zunächst so­ weit angehoben, daß der aus den Kunststoffprofilen 1 gebildete Blendrahmen von seiner Auflagefläche abge­ hoben wird. Jetzt kann dieser Blendrahmen problemlos austransportiert werden. Sobald sich der Blendrahmen außerhalb der Vorrichtung befindet, wird die Transport­ einrichtung um einen weiteren Betrag angehoben, so daß auch der aus den Kunststoffprofilen 2 gebildete Flügelrahmen angehoben wird und austransportiert werden kann. Für das zweistufige Anheben der Trans­ porteinrichtung sind derselben zwei in Kraftrichtung hintereinanderliegende Kolbenzylindereinheiten zuge­ ordnet.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Herstellung rechteckiger Rahmen, insbeson­ dere Fensterrahmen aus Kunststoff, bestehend aus vier in horizontaler Ebene auf Kreuzschlitten relativ gegeneinan­ der verfahrbaren Schlitten mit einem durch einen unter ei­ nem Winkel von 45° verlaufenden Spalt in zwei Auflageplat­ ten unterteilten Tisch mit zwei rechtwinklig zueinander angeordneten und eine Schweißbeilage aufnehmenden Außenan­ schlägen, mit einer Spanneinheit und einer Schweißeinheit sowie aus einer anhebbaren und die geschweißten Rahmen in horizontaler Lage abführenden, anhebbaren Transportein­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb jedes Ti­ sches (4) eine durch einen unter einem Winkel von 45° ver­ laufenden Spalt (9) in zwei Auflageplatten (7a, 7b) unter­ teilte, heb- und senkbare Stützplatte (7) mit zwei recht­ winklig zueinander angeordneten und eine Schweißbeilage (12) aufnehmenden Außenanschlägen (13) angeordnet ist, wo­ bei jeder Auflageplatte (4a, 7a, 7b) von Tisch (4) und Stützplatte (7) eine Spannplatte (6, 18) zugeordnet ist, daß zumindest die an der Einlegeseite der Vorrichtung be­ findlichen Auflageplatten (7a) und die denselben zugeord­ neten Außenanschläge (13) mit ihren Schweißbeilagen (12) getrennt horizontal schwenkbar sind, daß jedem Kreuz­ schlitten ein in die übereinander befindlichen Spalte (9) von Tisch (4) und Stützplatte (7) bringbarer Anschlag (15) zugeordnet ist und daß die Transporteinrichtung zweistufig anhebbar ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Auflageplatten (4a) des Tisches (4) zugeordneten Spannplatten (6) an der Unterseite der Stützplatten (7) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Stützplatte (7) zugeordnete Spannplatte über einen einen Leerhub aufweisenden Mitnehmer mit der dem Tisch (4) zugeordneten Spannplatte (6) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer an eine Spannheit angeschlossen ist und über einen Leerhub mit der der Stützplatte (7) zugeordneten Spannplatte verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem an der Einlegeseite der Vorrichtung befindlichen Auf­ lageplatten (7a) und den Außenanschlägen (13) jeweils ein getrennter Schwenkantrieb zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteinrichtung zwei hintereinander angeordnete Kolbenzylindereinheiten als Hubantrieb zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (15) in senkrechter Lage in die Spalte (9) von Tisch (4) und Stützplatte (7) schwenkbar ausgebildet ist.