DE4218552C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung von rechteckigen Rahmen, insbesondere Fensterrahmen aus Kunststoffprofilen, gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Herstellung von Fensterrahmen oder dergleichen erfolgt in der Weise, daß vier auf Gehrung und in einer vorgegebe­ nen Länge zugeschnittene Kunststoffprofilstücke nacheinan­ der in eine sogenannte Vierkopf-Schweißmaschine eingelegt, ausgerichtet und eingespannt werden. Über vier plattenar­ tige Heizvorrichtungen werden dann die Kunststoffprofil­ stücke gleichzeitig an ihren einander zugewandten Geh­ rungsflächen auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, die so hoch ist, das anschließend die Gehrungsflächen nach dem Entfernen der Heizvorrichtungen durch Gegeneinanderdrücken unter Bildung von Schweißraupen miteinander verschweißt. Nach einer vorgegebenen Abkühlzeit wird der geschweißte Fensterrahmen 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 einer vorbekannten Vierkopf-Schweißmaschine meist in einer sol­ chen Lage, daß der fertig geschweißte Fensterrahmen eine vertikale bzw. eine annähernd vertikale Lage einnimmt und in dieser Lage auch von der Vierkopf-Schweißmaschine an die nachgeordnete Putzmaschine übergeben wird.

Eine moderne Putzmaschine, bei der mindestens zwei Ecken des Fensterrahmens gleichzeitig bearbeitet werden können, hat eine erheblich geringere Taktzeit als die vorgeordnete Vierkopf-Schweißmaschine, d. h., hier kann die in einer au­ tomatischen Fertigungsstraße mit der Vierkopf-Schweißma­ schine angeordnete Putzmaschine nicht in wirtschaftlich vertretbarer Weise ausgenutzt werden. Um diesen Fertigungs­ nachteil zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, min­ destens zwei auf einem Karussell angeordnete Vierkopf- Schweißmaschinen wechselweise mit den Kunststoffprofil­ stücken zu beschicken und die Kunststoffrahmen wechselwei­ se zu schweißen. Dabei wurde auch vorgeschlagen, vier Vierkopf-Schweißmaschinen auf einem Karussell anzuordnen.

Bei derartigen, auf einem Karussell angeordneten Vierkopf- Schweißmaschinen wird der fertig geschweißte Fensterrahmen in seiner vertikalen bzw. annähernd vertikalen Lage seit­ lich aus der Vierkopf-Schweißmaschine herausbewegt und ent­ weder direkt oder über einen Zwischenförderer an die Putz­ maschine übergeben. Durch die Drehbewegung des Karussells bedingt, muß jedoch zwischen der jeweils in der Abgabe­ stellung befindlichen Vierkopf-Schweißmaschinen und der Putzmaschine bzw. dem Zwischenförderer ein Abstand vor­ handen sein, der jedes Mal durch ein einschiebbares Zwi­ schenteil überbrückt werden muß. Während des Herausbewe­ gens des Fensterrahmens aus der Vierkopf-Schweißmaschine muß jedoch das Karussell für eine Drehbewegung gesperrt sein. Dieses gilt auch für die Zeit, in der das Zwischen­ teil der Putzmaschine oder des Zwischenförders an die Vierkopf-Schweißmaschine bzw. das Karussell heran- und zu­ rückbewegt wird. Diese Zeit, die zwar immer nur einige Se­ kunden beträgt, schließt aus, daß das Karussell gedreht und damit die Vierkopf-Schweißmaschine, aus der der ferti­ ge Fensterrahmen entnommen wurde, für die Aufnahme von neuen Kunststoffprofilen bereit ist. Dies wirkt sich für die Fertigungsstraße produktionshemmend aus.

Aus der DE 40 29 619 A1 ist eine Schweißmaschine zum Schweißen von Kunststoffprofilrahmen, insbesondere Fensterrahmen, bekannt, bei der vier Schweißköpfe in einer annähernd vertikalen Auf­ spannebene angeordnet sind und der Rahmen demzufolge annähernd vertikal geschweißt wird. Nach der Beendigung des Schweißvorgan­ ges und dem Ablauf der Kühlzeit für die Schweißnähte werden die Aufspanneinheiten der Schweißköpfe geöffnet und in ihre zurück­ gezogene Ausgangspositon verfahren. Anschließend werden Drücker beaufschlagt, die den geschweißten Rahmen über Gleit- und Stütz­ schienen von ihrer Auflage abheben und damit die Schweißnähte gegenüber Begrenzungsmessern freistellen. Danach wird der Rahmen nochmals von den Aufspanneinheiten der oberen Schweißköpfe fest­ geklemmt und die oberen Schweißköpfe werden soweit hoch gefah­ ren, bis die Stütz- und Gleitschienen der unteren Drücker den unteren Schenkel des Rahmens untergreifen können. Jetzt wird der Rahmen auf Winkelprofilen abgesetzt, die Aufspanneinheiten der oberen Schweißköpfe werden geöffnet und die Schweißköpfe werden nach oben gefahren, so dass der Rahmen freigegeben wird. Jetzt werden die hinteren Schweißköpfe in Ausbringrichtung vorgescho­ ben und der fertiggeschweißte Rahmen wird durch die hinteren Schweißköpfe in seiner Ebene aus der Schweißmaschine ausgefah­ ren. Während dieses gesamten Bewegungsablaufes ist die Schweiß­ maschine für die Aufnahme von neuen Kunststoffprofilen gesperrt. Dies wirkt sich produktionshemmend für eine Fertigungsstraße aus, in der eine solche Schweißmaschine angeordnet ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Herstellung von rechteckigen Rahmen, insbeson­ dere von Fensterrahmen aus Kunststoffprofilen, aufzuzei­ gen, mit dem die Zeit, in der das die Vierkopf-Schweißma­ schinen tragende Karussell nicht gedreht werden kann, er­ heblich reduziert wird, so daß die Leistung einer modernen und schnellen Putzmaschine in wirtschaftlicher Weise aus­ genutzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden gemäß der Erfindung die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale vorgeschlagen.

Durch ein solches Verfahren ist es möglich, die Anzahl der pro Zeiteinheit geschweißten Rahmen, insbesondere Fensterrahmen aus Kunststoffprofilen, zu erhöhen und da­ mit die Leistung der Putzmaschine besser auszunutzen. So­ bald der fertig geschweißte Rahmen aus seiner Einspann­ ebene aus der Vierkopf-Schweißmaschine herausbewegt wurde, kann bereits das Karussell gedreht werden und die Vier­ kopf-Schweißmaschine ist wieder zur Aufnahme neuer Kunst­ stoffprofilstücke bereit. Die Zeit, in der der fertig ge­ schweißte Rahmen dann zur Putzmaschine bewegt und dort ab­ gegeben wird, hat keinen Einfluß mehr auf den Stillstand des Karussells mit den Vierkopf-Schweißmaschinen. Das Verfahren bzw. die zur Durchführung des Verfahrens erfor­ derliche Vorrichtung erfordert keinen hohen Investionsauf­ wand und ist auf kleinstem Raum, meist mit der vorhandenen Hallenkapazität, durchführbar bzw. unterzubringen.

Weitere Merkmale eines Verfahrens gemäß der Erfindung so­ wie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2-7 offenbart.

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

In dieser Zeichnung ist von einer automatischen Produk­ tionsanlage zur Herstellung von Fensterrahmen aus Kunst­ stoffprofilstücken, die von einem Zentralcomputer ge­ steuert wird, nur ausschnittsweise ein Schweißkarussell 1 gezeigt, welches aus einer rahmenartigen Grundplatte 1a besteht, die sich beispielsweise über einen nicht gezeich­ neten Kugeldrehkranz auf einem ebenfalls nicht dargestell­ ten Traggerüst abstützt. Über einen nicht gezeichneten An­ trieb kann das Karussell immer jeweils um einen Winkel von 90° gedreht werden. Die Grundplatte 1a des Karussells 1 weist vorteilhaft eine quadratische Grundfläche auf. Auf der Grundplatte 1a ist ein kegelstumpfförmiges, aus metal­ lischen Profilstücken zugesammengesetztes Gestell 2 aufge­ baut, welches ebenfalls eine quadratische Grundfläche be­ sitzt. Die Seitenflächen dieses Gestells 2 sind, von unten nach oben gesehen, jeweils um einen Winkel von etwa 15° nach innen geneigt.

Auf jeder dieser Seitenflächen des Gestells 2 ist eine an sich bekannte Vierkopf-Schweißmaschine angeordnet, d. h., das Gestell 2 ist mit vier jeweils um 90° zueinander ver­ setzten Vierkopf-Schweißmaschinen versehen, von denen je­ doch in der Zeichnung von einer Vierkopf-Schweißmaschine nur zwei Schweißköpfe 3 dargestellt sind. Diese Schweiß­ köpfe 3 sind mit Abstand übereinander auf einer nicht ge­ zeichneten Führungsschiene angeordnet und auf derselben relativ gegeneinander bewegbar. In zweckmäßiger Weise ist dabei der untere Schweißkopf 3 ortsfest angeordnet, wäh­ rend nur der obere Schweißkopf 3 gegen den unteren Schweiß­ kopf 3 und zurück bewegt werden kann. Auf einer weiteren, nicht dargestellten Führungsschiene sind dann die beiden anderen Schweißköpfe 3 der Vierkopf-Schweißmaschine in gleicher Weise befestigt. Die beiden nicht dargestellten Führungsschienen sind ebenfalls relativ gegeneinander be­ wegbar, wobei auch hier in vorteilhafter Weise eine Füh­ rungsschiene ortsfest angeordnet ist, während die andere Führungsschiene über einen Antrieb parallel gegen die ortsfeste Führungsschiene und zurück verschoben werden kann.

Jeder Schweißkopf 3 besteht aus einem Auflager 4, zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Anschlägen 5 sowie aus einer Spanneinheit 6 mit zwei Spannelementen. Allen vier Vierkopf-Schweißmaschinen ist eine gemeinsame Steue­ rung zugeordnet, die nur in den vorgegebenen Stellungen der einzelnen Vierkopf-Schweißmaschinen auf dem Dreh­ tisch 1 auf dieselben wirksam ist. Aufgrund der pyrami­ denstumpfartigen Ausbildung des Karussells 1 kann jede Seite des Gestells 2 und damit jede auf demselben befind­ liche Vierkopf-Schweißmaschine nacheinander in die in der Zeichnung dargestellte Position bewegt werden.

In dieser Zeichnung ist eine Position des Karussells 1 gezeigt, in der ein Fensterrahmen 7 bereits fertig ge­ schweißt und von den Spanneinheiten 6 freigegeben ist und entnommen werden kann. Zu diesem Zweck ist mit Ab­ stand parallel zu der die Vierkopf-Schweißmaschine tra­ genden Seitenfläche des Gestells 2 eine Führungsschiene 8 vorgesehen, die an ihren beiden Enden derart geführt ist, daß sie über einen nicht dargestellten Antrieb senkrecht zur Zeichnungsebene bewegt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind an einem ortsfest angeordneten Traggerüst 17 zwei horizontal verlaufende Führungslei­ sten 18 mit quadratischem Querschnitt befestigt, an de­ nen jeweils zwei an den Enden der Führungsschiene 8 ge­ lagerte Führungsrollen 19 abrollen.

Diese Führungsschiene 8 trägt in diesem Ausführungsbei­ spiel zwei auf derselben heb- und senkbar angeordnete Kreuzschlitten 9, die vollkommen gleich ausgebildet sind. Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß dem unterem Kreuzschlitten 9 eine nicht dargestellte Kolbenzylinder­ einheit zugeordnet ist, über die derselbe nur einen gerin­ gen Hub auf der Führungsschiene 8 ausführt. Hier ist eine Kolbenzylindereinheit, die beispielsweise pneumatisch be­ aufschlagt wird, deshalb geeignet, weil der untere Schweiß­ kopf 3 seine Höhenlage normalerweise nicht verändert. Der obere Kreuzschlitten 9 ist an einen Zahnriemen 10 ange­ schlossen, der über zwei Umlenkrollen 11 geführt ist und von einem nicht dargestellten Antrieb bewegt werden kann. Über diesen Zahnriemen 10 kann der obere Kreuzschlitten 9 auf der Führungsschiene 10 angehoben und abgesenkt werden. Der obere Kreuzschlitten 9 muß deshalb einen so großen Hub auf der Führungsschiene 8 ausführen, weil die Maße der ge­ schweißten Fensterrahmen 7 sehr stark voneinander abwei­ chen können.

Jeder Kreuzschlitten 9 trägt einen vereinfacht gezeichne­ ten Greifer 12, der über eine Kolbenzylindereinheit 13, die pneumatisch beaufschlagt wird, in Richtung des Pfei­ les 14 und zurück bewegt werden kann. Dabei besteht jeder Greifer 12 aus einem rechtwinklig geformten Greifarm 15, dem eine Spannplatte 16 zugeordnet ist. Die Spannplatte 16 ist einerseits mit dem gesamten Greifer 12 und damit zu­ sammen mit dem Greifarm 15 in Richtung des Pfeiles 14 und zurück bewegbar. Die Spannplatte 16 kann zusätzlich noch über einen getrennten Antrieb, also unabhängig vom Greif­ arm 15, in Richtung des Pfeiles 14 und zurück bewegt wer­ den. Dies ermöglicht es, daß der Fensterrahmen 7 zwischen dem Greifarm 15 und dem Spannelement 6 eingeklemmt werden kann.

Für die Erläuterung der Funktionsweise der vorbeschrie­ benen Vorrichtung wird nun davon ausgegangen, daß der Fensterrahmen 7 fertiggeschweißt ist und die Spannele­ mente 6 denselben freigegeben haben, so daß er entnommen werden kann. Die Führungsschiene 8 nimmt eine solche La­ ge sein, daß sich die beiden Greifer 12 bzw. die beiden Greifarme 15 in der Mitte der Breite des Fensterrahmens 7 befinden. Da die Fertigungsstraße für die Fensterrahmen 7 durch einen zentralen Computer gesteuert wird, ist die Größe des geschweißten Fensterrahmens 7 bekannt, so daß die Führungsschiene 8 problemlos genau in die vorgege­ bene Position gefahren werden kann. Die beiden Kreuz­ schlitten 9 nehmen eine solche Lage auf der Führungs­ schiene 8 ein, daß die Greifarme 15 der Greifer 12 bei einer Bewegung in Richtung auf den Fensterrahmen 7 unter­ halb der senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden Pro­ filstücke 7a des Fensterrahmens 7 hindurchbewegt werden können.

Sobald sich die beiden rechtwinklig hochgebogenen En­ den der Greifarme 15 hinter der Rückseite des Fenster­ rahmens 7 befinden, werden die beiden Kreuzschlitten 9 auf der Führungsschiene 8 um ein vorgegebenes Maß nach oben bewegt, so daß der Fensterrahmen 7 bzw. die beiden Profilstücke 7a desselben einerseits mit ihrer Rückseite und andererseits mit ihrer Unterseite an den Greifarmen 15 an- und aufliegt. Wenn die Greifarme 15 diese Lage einge­ nommen haben, werden die Spannplatten 16 durch die ihnen zugeordneten Antriebe gegen den Fensterrahmen 7 bewegt und damit wird derselbe fest von den beiden Greifern 12 erfaßt. Jetzt werden beide Greifer 12 wieder in ihre Aus­ gangslage in Richtung auf den Kreuzschlitten 9 zurückbe­ wegt und damit der Fensterrahmen 7 aus dem Bereich der Vierkopf-Schweißmaschine bzw. der Schweißköpfe 3 entnom­ men. Nun kann der Fensterrahmen 7 senkrecht zur Zeich­ nungsebene durch ein entsprechendes Verfahren der Füh­ rungsschiene verschoben und damit in den Bereich einer nicht gezeichneten Putzmaschine oder eines derselben zu­ geordneten Zwischenförders, der auch als Pufferstation ausgebildet sein kann, gebracht werden. Dort wird der Fensterrahmen 7 dann durch entsprechendes Verfahren der Schlitten 9 und öffnen der Greifer 12 abgegeben. Die Putzmaschine bzw. der Zwischenförderer muß so ausgebil­ det sein, daß die Bewegung der Greifarme 15 nicht behin­ dert wird. Bedarfsweise ist es möglich, daß die beiden Greifer 12 eine Bewegung in Richtung des Pfeiles 14 aus­ führen, bevor der Fensterrahmen 7 an die Putzmaschine bzw. den Zwischenförderer abgegeben wird.

Sobald die beiden Greifer 12, die zunächst noch den Fen­ sterrahmen 7 tragen, durch den Antrieb der Kolbenzylinder­ einheit 13 einen vorgegebenen Abstand - ihr Hub kann zwi­ schen 600 mm und 1000 mm betragen - von dem Gestell 2 bzw. den Schweißköpfen 3 aufweisen, kann der Antrieb des Schweißkarussells 1 angeschaltet und dasselbe um einen Winkel von 90° gedreht werden. Hier muß nicht mehr gewar­ tet werden, bis der Fensterrahmen 7 an die Putzmaschine bzw. den Zwischenförderer abgegeben wurde.

In Abhängigkeit von der Größe bzw. Höhe des Fensterrah­ mens 7 ist es möglich, daß derselbe nur vom Greifer 12 des oberen Kreuzschlittens 9 erfaßt und transportiert wird. Der Greifer 12 des unteren Kreuzschlittens 9 nimmt dann eine Stellung ein, in der er das Erfassen und den Trans­ port des Fensterrahmens 7 nicht behindert. In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es ferner mög­ lich, die Lagerung bzw. Führung der verfahrbaren Führungs­ schiene 8 anders auszubilden. Die Greifer 12 können eben­ falls anders ausgestaltet sein.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von rechteckigen Rahmen, insbeson­ dere Fensterrahmen aus Kunststoffprofilen, bei dem jeweils vier unter Gehrung auf Länge zugeschnittene Kunststoffprofile in eine von mindestens zwei in vertikaler oder annähernd ver­ tikaler Arbeitslage auf einem Karussell angeordneten Vierkopf- Schweißmaschinen eingespannt und gleichzeitig an allen Geh­ rungsflächen durch Erwärmung und Druck und unter Bildung von Schweißraupen zu einem Rahmen verschweißt werden und bei dem anschließend der Rahmen unter Beibehaltung seiner vertikalen bzw. annähernd vertikalen Lage an eine Putzmaschine zur Bear­ beitung der entstandenen Schweißraupen abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der fertig geschweißte Rahmen in der Vierkopf-Schweißma­ schine von mindestens einem Greifer erfaßt und von demselben nach dem Öffnen der Vierkopf-Schweißmaschine senkrecht zu sei­ ner Einspannebene vollständig aus der Vierkopf-Schweißmaschine herausbewegt und erst dann an die Putzmaschine abgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen von dem Greifer senkrecht zu seiner Ebene ge­ gen die Putzmaschine bewegt wird.

3. Vorrichtung zur Herstellung von rechteckigen Rahmen, insbe­ sondere Fensterrahmen aus Kunststoffprofilen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einem Karussell mit mindestens zwei Vierkopf-Schweiß­ maschinen und aus einer nachgeordneten Putzmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß dem Karussell (1) mindestens ein auf einem Kreuzschlitten (9) parallel zur Ebene des fertig geschweißten Rahmens (7) verfahrbarer Greifer (12) zugeordnet ist und daß der Greifer (12) senkrecht zur Ebene des fertig geschweißten Rahmens (7) verschiebbar am Kreuzschlitten (9) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzschlitten (9) senkrecht zur Ebene des fertig ge­ schweißten Rahmens (7) bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (12) aus einem Greifarm (15) und einer Spann­ platte (16) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifarm (15) verschiebbar am Kreuzschlitten (9) ge­ führt ist und die verschiebbare Spannplatte (16) trägt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifarm (15) und die Spannplatte (16) verschiebbar am Kreuzschlitten (9) geführt sind.