DE4111596C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung der Eckverbindungen von geschweißten Rahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung der Eck­ verbindungen von verschweißten Rahmen aus Kunststoffprofilen, wobei mindestens zwei Eckverbindungen eines Rahmens nachein­ ander einer Bearbeitungsmaschine - mit in die jeweilige Bear­ beitungsposition an den Rahmen verfahrbaren Bearbeitungsein­ heiten beziehungsweise -werkzeugen - zugeordnet und wobei der Rahmen und die Bearbeitungsmaschine relativ zueinander ver­ schwenkt werden.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durch­ führung eines derartigen Verfahrens.

Es sind Rahmen, beispielsweise Fensterrahmen bekannt, die aus vier Kunststoffprofilen gefertigt sind. Die Kunststoffprofile sind auf Gehrung geschnitten, und die Verbindung der einzelnen Rahmenteile erfolgt durch Schweißung. Beim Schweißvorgang entsteht eine Schweißraupe oder ein Schweißwulst, der nach außen vorsteht. Dieser Schweißwulst oder diese Schweißraupe muß nachträglich bearbeitet, beispielsweise beseitigt werden.

Zur Bearbeitung derartiger Eckverbindungen sind Bearbeitungs­ maschinen bekannt, denen die Rahmen im wesentlichen in hori­ zontaler Lage zugeführt werden. Die Bearbeitungsmaschinen besitzen Anschläge, die die richtige Lage des Rahmens in der Bearbeitungsmaschine sicherstellen. Außerdem sind Feststell­ einrichtungen vorgesehen, die bei eingeschobenem Rahmen wirksam werden und den Rahmen in der Bearbeitungsmaschine fixieren. Die einzelnen Bearbeitungsflächen, vorzugsweise auf der Oberseite und der Unterseite und auch auf der Außenseite, werden insbesondere gleichzeitig oder auch in kurzem zeit­ lichen Abstand nacheinander durchgeführt. Gegebenenfalls wird auch das Inneneck bearbeitet.

Abgesehen von großen Bearbeitungsstationen, bei denen mög­ licherweise jedem Eck eines Rahmens eine besondere Bearbei­ tungsmaschine zugeordnet ist, ist es notwendig, zwischen den einzelnen Bearbeitungsvorgängen zur Bearbeitung der Eckver­ bindungen den Rahmen beispielsweise um 90 Grad zu ver­ schwenken, so daß das nächste Eck in die Bearbeitungsmaschine eingeführt werden kann. Es ist klar, daß dieser Einführungs­ vorgang zunächst voraussetzt, daß die Halteeinrichtungen am Ende der Bearbeitung gelöst werden. Der Rahmen wird ein be­ stimmtes Maß zurückgezogen, geschwenkt und der Bearbeitungs­ maschine wieder zugeführt.

Unabhängig davon, ob die Schwenkbewegung durch eine Bedie­ nungsperson oder automatisch erfolgt, erweist sich dieser Schwenkvorgang in verschiedener Weise als nachteilig. Der Hauptnachteil besteht darin, daß während des Schwenkvorganges keine Bearbeitung einer Eckverbindung erfolgt. Eine Leistungs­ steigerung der Maschine, die die Bearbeitungszeit einer Eck­ verbindung stark reduziert, bringt somit nur eine geringe Verkürzung der Taktzeit, weil der Wendevorgang hierdurch nicht verkürzt wird.

Aus der DE 40 18 290 A1 ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Fensterrahmen oder dergleichen bekannt, die vollautomatisch die Eckverbindungen von aus Profilstücken geschweißten Kunststoff­ rahmen nachbearbeitet. Dies wird dadurch erreicht, daß erst bei exakter Positionierung der Profilstücke Kontakte ausgelöst werden, die die Bearbeitungswerkzeuge in ihre jeweilige Bear­ beitungsposition - zum Rahmen hin - verfahren.

Der Einsatz von Manipulatoren zur Verbesserung der Arbeits­ abläufe befriedigt ebenfalls nicht. Die Bewegungen, die die Manipulatoren dem Rahmen aufzwingen müssen, sind verhältnis­ mäßig kompliziert, wobei hinzukommt, daß die Rahmen oft unter­ schiedliche Abmessungen besitzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung vorzuschlagen, die den Arbeitsablauf ver­ bessert und beschleunigt, ohne den Herstellungsaufwand wesent­ lich zu vergrößern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs angegebenen Gattung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schwenkbewegung von der Bearbei­ tungsmaschine ausgeführt wird.

Es ist gefunden worden, daß es relativ leicht möglich ist, die ganze Bearbeitungsmaschine schwenkbar anzuordnen. Der Antrieb für eine solche Schwenkbewegung ist einfach, zumal in der Regel eine einfache Schwenkbewegung um 90 Grad ausreicht.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird nun derart vorgegangen, daß der Rahmen vorzugsweise translatorisch der Bearbeitungs­ maschine zugeführt wird. Diese translatorische Bewegung ist einfach zu realisieren, sei es durch eine Bedienungsperson oder sei es auch durch geeignete Manipulatoren.

Ist die erste Ecke des Rahmens bearbeitet, kann beispielsweise der Rahmen in gleicher Richtung weitergefördert werden. Die erforderliche Schwenkbewegung zur Anpassung der Bearbeitungs­ maschine an die Gehrungsrichtung des nächsten Eckes des Rahmens wird von der Maschine verwirklicht. Beispielsweise kann diese Schwenkbewegung gleichzeitig während der transla­ torischen Bewegung des Rahmens erfolgen.

Die Aufteilung der erforderlichen Bewegungen in erfindungs­ gemäßer Weise bringt sehr einfach Teilbewegungen, die sich, wenn gewünscht, gut zeitlich überlagern lassen. Von Vorteil ist dabei weiter, daß die Schwenkbewegung der Maschine sehr rasch durchgeführt werden kann, gegebenenfalls rascher als eine Schwenkbewegung eines Rahmens, bei dem gegenbenfalls eine Überlastung des Werkstoffes der Profile vermieden werden muß.

In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß bei der Schwenkbewegung die Bearbeitungs­ maschine den Rahmen mitnimmt. Für die Schwenkbewegung werden also keine zusätzlichen Elemente notwendig, auch wenn es um die Schwenkbewegung des Rahmens geht.

Die Erfindung schlägt ferner vor, daß die Bearbeitung minde­ stens teilweise während der Schwenkbewegung erfolgt. Dadurch wird die Zeitspanne für die Schwenkbewegung mit dem Vorteil der Verkürzung der Taktzeit noch anderweitig genutzt.

Im allgemeinen wird beim erfindungsgemäßen Verfahren derart vorgegangen, daß zunächst zwei Eckverbindungen bearbeitet werden, wobei der Rahmen translatorisch bewegt wird. Nach der Bearbeitung dieser beiden ersten Eckverbindungen bieten sich verschiedene Verfahrensabläufe an. So kann vorgesehen werden, daß nach der Bearbeitung der beiden ersten Eckverbindungen der Rahmen translatorisch einer weiteren, im wesentlichen gleich­ artigen Bearbeitungsmaschine zugeführt wird. Es ist klar, daß sich eine solche Anordnung im allgemeinen bei größeren zu fertigenden Stückzahlen empfiehlt. Günstig ist dabei, daß die beiden Bearbeitungsmaschinen jeweils auch gleichzeitig ver­ schiedene Rahmen bearbeiten können. Voraussetzung ist ledig­ lich, daß die erforderlichen räumlichen Abstände eingehalten werden.

Bei einer anderen Variante der Erfindung wird der Rahmen nach der Bearbeitung von zwei Eckverbindungen um 180 Grad ge­ schwenkt. Für diese Schwenkbewegung empfiehlt sich der Einsatz einer zusätzlichen Schwenkeinrichtung.

Im einfachsten Fall wird bei der Erfindung nach der Bearbei­ tung von zwei Eckverbindungen bzw. während der Bearbeitung der zweiten Eckverbindung die Bearbeitungsmaschinen zusammen mit dem Rahmen um 90 Grad verschwenkt. Nach einer weiteren trans­ latorischen Bewegung des Rahmens gelangt das dritte Eck in die Bearbeitungsmaschine. In ähnlicher Weise wird auch das vierte Eck bearbeitet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsmaschine auf einem Drehgestell angeordnet ist, das eine Schwenkbewegung von einem rechten Winkel ermöglicht.

Der Umstand, daß bei der Erfindung eine Schwenkbewegung um 90 Grad ausreicht, bringt wesentliche konstruktive Vorteile. Einerseits läßt sich eine Schwenkbewegung von 90 Grad leicht konstruktiv verwirklichen, beispielsweise durch einen ein­ fachen Arbeitszylinder, der an einem geeigneten Hebelarm angreift. Es sind auch keine besonderen Steuerungen zur Er­ reichung einer exakten Einstellung notwendig. Die Bearbei­ tungsmaschine verschwenkt nur zwischen zwei festen Anschlägen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anschläge der Bearbeitungsmaschine, an denen der Rahmen bei der Bearbeitung anliegt, teilweise parallel und teilweise rechtwinklig zur Richtung der translatorischen Bewegung des Rahmens ausgerichtet sind. Dabei ist es günstig, wenn die Anschläge der Bearbeitungsmaschine zur Fixierung und Halterung der Rahmen aus dem Bewegungsbereich des Rahmens vorzugsweise nach unten oder oben wegbewegbar sind, um ein einfaches und schnelles Einschieben des Rahmens in die Bearbeitungsmaschine parallel zu einem Teil der Anschläge zu ermöglichen.

Günstig ist es weiter, wenn die Drehachse des Drehgestells im wesentlichen mit der Lage des Außeneckes des Rahmens in der Bearbeitungsstellung übereinstimmt.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 bis Fig. 9 verschiedene Betriebsstellungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung während des Ablaufs des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 10 eine Seitenansicht einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 11 eine Draufsicht auf die Darstel­ lung der Fig. 10.

In den Fig. 1 bis 9 ist jeweils die gegenseitige Lage des Rahmens 9 und der Bearbeitungsmaschine 5 gezeigt. Die Einzel­ heiten der Bearbeitungsmaschine 5 gehen aus den Darstellungen der Fig. 10 und 11 hervor.

Es ist ein Drehgestell 6 vorgesehen, mit dem die Bearbeitungs­ maschine 5 auf dem Erdboden aufsteht. Im Drehgestell ist ein Zapfen 11 geführt, auf dem sich über einen Drehkranz 12 die Bearbeitungsmaschine 5 auf dem Drehgestell 6 abstützt. Der Zapfen trägt an seinem unteren Ende eine Kurbel 13 mit einem Kurbelzapfen 14, an dem die Kolbenstangen 15 und 16 von zwei einfach wirkenden Arbeitszylindern 17 und 18 angreifen. Die Anschläge, die die Schwenkbewegung des Oberteils 19 gegenüber dem Drehgestell 6 begrenzen, sind nicht näher dargestellt. Die Arbeitszylinder 17 und 18 können zum Beispiel durch Luft be­ aufschlagt sein.

Das Oberteil 19 der Bearbeitungsmaschine 5 ist U-förmig ge­ staltet. Es ist ein oberer Werkzeugsatz 20 und ein unterer Werkzeugsatz 21 vorgesehen, die beispielsweise Fräswerkzeuge sein können, die dazu dienen, die Ober- und die Unterseite des Rahmens 9 zu bearbeiten. Ein weiterer Formfräsersatz 22 dient dazu, die Außenkontur der jeweiligen Eckverbindung zu bear­ beiten. Die Werkzeugsätze 20 und 21 und auch der Formfräser 22 können gleichzeitig am Rahmen 9 wirksam werden, es ist aber auch möglich, daß die Bearbeitungszeiten sich nicht oder nur teilweise überlappen.

Die Drehachse 10 ist derart angeordnet, daß sie mit der äußeren Ecke des Rahmens 9 übereinstimmt, wie dies aus den zeichnerischen Darstellungen der Fig. 10 und 11 hervorgeht. Diese Lage des Rahmens 9 wird bestimmt durch Anschläge 7 und 8, mit denen der Rahmen 9 mit seiner Außenfläche anliegt. Durch weitere, nicht näher darstellte Anschläge und Spann­ mittel wird der Rahmen 9 gegen die Anschläge 7 und 8 gedrückt und auch auf seiner Unterlage 23 festgespannt.

Sowohl die Anschläge 7 und 8 als auch diese weiteren Anschläge und Spannmittel sind derart ausgebildet, daß sie aus dem hori­ zontalen Bewegungsbereich des Rahmens 9 wegbewegbar sind. Sie können angehoben oder abgesenkt werden.

In der Fig. 1 ist gezeigt, wie der Rahmen 9 mit den Ecken 1, 2, 3 und 4, die zu bearbeiten sind, auf die Bearbeitungs­ maschine 5 zubewegt wird. Der Rahmen 9 liegt dabei auf einem nicht näher dargestellten Tisch auf. Die Anschläge 7 und 8 sind dabei derart ausgerichtet, daß sie parallel bzw. recht­ winklig zur Bewegungsrichtung (Pfeil 24) des Rahmens 9 ver­ laufen. Es ist klar, daß bei der Vorwärtsbewegung des Rahmens 9 in Richtung des Pfeiles 24 auf einer Unterlage, einem Tisch oder dergleichen der Rahmen 9 in die Bearbeitungsstellung in der Bearbeitungsmaschine 5 gelangen wird. Die entsprechenden Rahmenteile, die an das Eck 1 anschließen, werden an den An­ schlägen 7 und 8 zur Anlage kommen. Weitere Anschläge und Spannmittel verbinden den Rahmen 9 fest mit der Bearbeitungs­ maschine 5.

Diese eingezogene Stellung ist in der Fig. 2 gezeigt. Das Eck 1 kann, wie an sich bekannt, bearbeitet werden.

Ist das Eck 1 bearbeitet, geben die Spannmittel und die An­ schläge den Rahmen 9 wieder frei, und der Rahmen 9 bewegt sich in Richtung des Pfeile 24 weiter, und zwar genau um den Betrag seiner Längsabmessung. Diese Bewegung kann eine Bedienungs­ person von Hand veranlassen oder ein Manipulator schiebt den Rahmen 9 voran. Während oder kurz vorher oder nachher dieser translatorischen Bewegung schwenkt die Bearbeitunsmaschine 5 um die Achse 10 in Richtung des Pfeiles 25 entgegen dem Uhr­ zeigersinn. Auf diese Weise wird die Stellung der Fig. 3 erreicht. Nachdem die Spannmittel und Anschläge wieder in Funktion getreten sind, wird das Eck 2 des Rahmens 9 bear­ beitet. Wenn sich nun die Bearbeitungsmaschine 5 im Uhrzeiger­ sinn (Pfeil 26) verdreht, ohne daß die Spanneinrichtungen den Rahmen freigeben, wird die Stellung der Fig. 4 erreicht. Diese Schwenkbewegung im Sinne des Pfeiles 26 kann dabei gleich­ zeitig während der Bearbeitung der Ecke 2 erfolgen.

Die Spannmittel geben nun den Rahmen 9 frei, der sich trans­ latorisch weiterbewegt, während die Bearbeitungsmaschine in Richtung des Pfeiles 25 verschwenkt. Auf diese Weise gelangt die Ecke 3 in die Bearbeitungsposition, wie dies in der Fig. 5 gezeigt ist. Nun wiederholt sich sinngemäß der Vorgang. Die Bearbeitungsmaschine schwenkt mit dem Rahmen 9 aus der Fig. 5 in die Stellung der Fig. 6, und durch eine weitere transla­ torische Bewegung in Richtung des Pfeiles 24 kann auch das Eck 4 in die Bearbeitungsstellung gebracht werden, wie dies in der Fig. 7 angedeutet ist.

Bei einer erfindungsgemäßen Variante kann auch in der Stellung der Fig. 3 nach der Bearbeitung der Ecke 2 wie folgt verfahren werden.

Die Bearbeitungsmaschine verschwenkt im Uhrzeigersinn (Pfeil 26), nimmt hierbei aber den Rahmen nicht mit, der seinerseits durch andere Mittel um 180 Grad verschwenkt wird. Auf diese Weise wird die Stellung der Fig. 8 erhalten, die derjenigen der Fig. 1 ähnlich ist, lediglich mit dem Unterschied, daß nunmehr die Ecke 3 zur Bearbeitung heransteht. Anschließend wird die Ecke 4 bearbeitet, wie in der Fig. 3 die Ecke 2.

Bei einer anderen erfindungsgemäßen Variante, die in der Fig. 9 gezeigt ist, schließt sich an die Bearbeitung der Ecke 2, ähnlich derjenigen der Fig. 3, eine Weiterförderung des Rahmens 9 in Richtung des Pfeiles 27 an. Auf diese Weise wird der Rahmen 9 einer weiteren Bearbeitungsmaschine 29 zuge­ fördert. Gegebenenfalls ist hierzu noch eine Seitenver­ schiebung in Richtung des Pfeiles 28 vorzunehmen, falls der jeweilige Rahmen 9 schmäler ist als die maximale Bearbeitungs­ breite, die durch den seitlichen Versatz der beiden Bear­ beitungsmaschinen 5 und 29 gegeben ist.

Claims (10)

1. Verfahren zur Bearbeitung der Eckverbindung von ver­ schweißten Rahmen aus Kunststoffprofilen, wobei min­ destens zwei Eckverbindungen eines Rahmens nacheinander einer Bearbeitungsmaschine - mit in die jeweilige Bear­ beitungsposition an den Rahmen verfahrbaren Bearbeitungs­ einheiten bzw. -werkzeugen - zugeordnet und wobei der Rahmen und die Bearbeitungsmaschine relativ zueinander verschwenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung von der Bearbeitungsmaschine ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schwenkbewegung der Berarbeitungsmaschine der Rahmen mitgenommen wird.

3. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung mindestens teilweise während der Schwenkbewegung er­ folgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst zwei Eckverbindungen bearbeitet werden, wobei der Rahmen nur translatorisch bewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bearbeitung von zwei Eckverbindungen der Rahmen translatorisch einer weiteren, im wesentlichen gleich­ artigen Bearbeitungsmaschine zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bearbeitung von zwei Eckverbindungen der Rahmen um 180 Grad geschwenkt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsmaschine (5) auf einem Drehgestell (6) angeordnet ist, das eine Schwenk­ bewegung von einem rechten Winkel ermöglicht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (7, 8) der Bearbeitungsmaschine (5), an der der Rahmen (9) bei der Bearbeitung anliegt, teilweise parallel und teilweise rechtwinklig zur Richtung der translatorischen Bewegung des Rahmens (9) ausgerichtet sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (10) des Drehgestelles (6) im wesentlichen mit der Lage des Außeneckes des Rahmens (9) in der Bearbeitungs­ stellung übereinstimmt.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (7, 8) der Bearbeitungsmaschine (5) zur Fixierung und Halterung des Rahmens (9) aus dem Bewegungsbereich des Rahmens (9) vorzugsweise nach unten oder oben wegbe­ wegbar sind.