B e s c h r e i b u n g

Hochfrequenz-Schweißanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochf equenz-Schwei߬ anlage für die Verschweißung insbesondere von Kunststoff¬ teilen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 , wie sie bei¬ spielsweise zum Herstellen von Badewanneneinlagen, Kfz- Matten Verwendung finden.

Es sind bereits Hochfrequenz-Schweißanlagen in unter¬ schiedlicher Bauweise bekannt.

So sind Schiebetisch-Anlagen auf dem Markt, die überwie¬ gend aus einer Arbeitsstation und einer oder zwei Beschic¬ kungsstationen zusammengesetzt sind. Diese sind mit sogenannten Tabletts ausgestattet, die mit dem Werkstück bzw. mit den Werkstückeinzelteilen versehen aus der jeweiligen Beschickungsstation in die Arbeitsstation geschoben werden. Nachdem der Schweiß-Arbeitsgang durchge¬ führt ist, wird das Tablett wieder aus der Arbeitsstation in eine der Beschickungsstationen geschoben. Gleichzeitig kann ein bereits beschicktes Tablett aus der zweiten Beschickungsstation in die Arbeitsstation geschoben wer¬ den. Es findet hier folglich ein Ein- und Ausfördern beispielsweise aus der ersten Beschickungsstation in die Arbeitsstation und wieder zurück in diese erste Beschik- kungsstation statt, ohne daß ein kontinuierlicher Förder¬ vorgang im Sinne eines in einer einzigen Richtung Förderns möglich wäre. Zur Bedienung dieser bekannten Anlagen sind je nach Anzahl der Beschickungsstationen mindestens zwei oder vier Bedienungspersonen notwendig, wobei jeweils immer nur eine Arbeitsstation vorhanden ist. Diese bekann¬ te Anlage ist folglich arbeitskraft-intensiv. Zudem ist diese meist nicht beliebig mcdulartig erweiterbar, um auch weitere Arbeitsschritte dem ersten und einzigen Arbeits-

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schritt, nämlich dem Schweißen, folgen lassen zu können. Bei Vorhandensein von beispielsweise zwei Beladestationen an einer Arbeitsstation müssen jeweils auch mindestens zwei Arbeitsplätze mit entsprechenden Vorkehrungen, wie beispielsweise Materialablagen für bearbeitetes und unbe¬ arbeitetes Material eingerichtet sein. Dies erfordert wieder relativ viel Platz.

Desweiteren sind Hochf equenz-Schweißeinrichtungen in Form von Rundtischen bzw. Drehtischen bekannt. Diese bestehen im wesentlichen aus einem Rund-oder Drehtisch, der an seinem Umfang mehrere Aufnahmen für die Werkstücke auf¬ weist, wobei die Anzahl der Aufnahmen der Anzahl der vorgesehenen Arbeits-bzw. Bedienungsstationen entspricht. Gewöhnlich weist ein solcher Drehtisch vier Tische bzw. Werkstückaufnahmen auf, die sich gemeinsam um eine Achse drehen. Diese Anordnung bedingt eine sehr große Breite der Anlage, die folglich mindestens die Breite von drei Ti¬ schen aufweist. Die Bedienung der Tische bzw. das Beschik- ken der Werkstückaufnahmen ist immer nur von einer der Breitseiten der jeweiligen Tische möglich. Desweiteren ist hier keine Möglichkeit für eine arbeitskonforme Material- ablage oder für eine Bedienung mit Handhabungsgeräten (Roboter) vorgesehen bzw. gegeben. Auch ist die bekannte Drehtisch-Anlage nicht beliebig ausweitbar, da die Anzahl der Stationen von der Konzeptionsphase der Anlage her bereits festgelegt ist. Zusätzliche Arbeitsstationen können nicht nachträglich eingefügt werden. Auch weisen diese Rundtische immer die gleiche Taktzeit auf. Es ist folglich auch je nach Taktzeit immer nur eine relativ geringe Auskühlzeit vorhanden, so daß beispielsweise bei Schweißung mit geschlossenen Deckelwerkzeugen eine ausrei¬ chende Kühlzeit nicht bereitgestellt werden kann; außer daß die gesamte Taktzeit auf die Länge dieser Kühlzeit eingestellt wird. Dies wiederum reduziert die Wirtschaft-

lichkeit der Anlage. Die Erhöhung der Transportgeschwin¬ digkeit ist bei diesen bekannten Drehtisch-Anlagen wegen der vorhandenen Zentrifugalkräfte limitiert. Bei höheren Transportgeschwindigkeiten werden nämlich die miteinander zu verschweißenden Teile, die in der Beschickungsstation genau zueinander angeordnet werden, aus ihrer Anordnung herausgeschleudert.

Schließlich sind Hochf equenz-Schweißanlagen bekannt, bei welchen ^* eine kontinuierliche, lineare Förderung der zu verschweißenden Werkstücke durch die hintereinander ange¬ ordneten Stationen möglich ist. Diese Anlagen sind entwe¬ der, wie in der DE-OS 33 12 418 beschrieben, mit Tran¬ sportketten ausgestattet, die an ihrer Oberseite Mitnahmen für die zu verschweißenden Kunststoffbahnen aufweisen oder sie besitzen fest an dem Transportsysten befestigte Auf¬ nahme-Tabletts für die miteinander zu verschweißenden Teile. Die fertig bearbeiteten Werkstücke müssen am Ende des Arbeits- bzw. Zuführteiles der Transporteinrichtung dieser entnommen werden, da die Werkstücke andernfalls beim Übergang auf die andern Transporteinrichtungsteile (vertikale oder parallel darunter liegende Abschnitte) von den Transportaufnahmen bzw.Tabletts fallen bzw.von diesen heruntergekippt würden. Eine Rückführung der mit den verschweißten Teilen versehenen Tabletts bis zur Ausgangs¬ station ist hier folglich nicht möglich. Es muß zudem mindestens die dop-pelte Anzahl von Tabletts als die korrespondiesernde Anzahl von Stationen vorhanden sein, da mindestens soviele unbeladene wie beladene Tabletts im Umlauf sind. Auch bei diesen bekannten Anlagen ist eine feste Taktzeit jeweils in allen Abschnitten der Transport¬ einrichtung vorhanden. Daher ist eine schnellere Rückfüh¬ rung oder auch die Möglichkeit eines längern Verweilens der Tabletts in einer Auskühlstation nicht möglich ist.

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Aufgabe der . Erfindung ist es, eine Hochfrequenz-Anlage anzugeben, • die relativ einfach und zudem sehr flexibel in ihrem Aufbau und sehr wirtschaftlich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Hochfrequenz-Schweißanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen "des Anspruches 1 gelöst.

Demgemäß -weist die erfindungsgemäße Anlage neben einer Beschickungsstation mindestens zwei Arbeitsstationen auf, die linear aufeinanderfolgend angeordnet sind. Dabei ist das die Arbeitsstationen miteinander verbindende Tran¬ sportsystem so ausgebildet, daß die Tabletts, auf welchen die einzelnen Werkstücke durch die einzelnen Stationen geführt werden, in einer einzigen Richtung durch alle Stationen hindurchgefördertührt und außerhalb der Ar¬ beitsstationen in entgegengesetzter Transportrichtung in die Ausgangsstation zurückgeführt werden. Die Tabletts sind dabei in beiden Transportrichtungen, d.h. in Zuführ¬ richtung und in Rückführrichtung immer mit der Arbeits¬ bzw. Beschickungsseite nach oben weisend an der Transport¬ einrichtung bzw. an dem Transportsystem angeordnet. Hier¬ durch ist der große Vorteil gegeben, daß durch die lineare Aufeinanderfolge der einzelnen Stationen ein sehr geringer Platzbedarf vorhanden ist. Es wird beispielsweise maximal die Hälfte des Raumes benötigt, der für Drehtische notwen¬ dig" ist. Desweitern ist hier die Möglichkeit einer zwei¬ seitigen Beschickung, sowohl manuell als auch maschinell über einseitige Handhabungsgeräte oder Portal-Roboter gegeben. Hierdurch kann auch das für die Beschickung notwendige Material zu beiden Seiten der Anlage handha¬ bungsgerecht angeordnet werden, ohne daß bei mehreren zusammenzuschweißenden Einzelteilen große Raumprobleme entstehen. Der Werkstücktransport kann, durch die lineare Anordnung der Stationen,nach Bedarf in bezug auf die Geschwindigkeit beschleunigt werden, ohne daß, wie bei

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Drehtischen, die Einwirkung von Zentrifugalkräften zu befürchten wäre.

Dadurch daß erfindungsagemäß die Tabletts auch beim Rück¬ führen in die Ausgangsposition immer mit ihrer Oberseite, bzw. mit ihrer Arbeits- oder Bes'chickungsseite nach oben weisend durch das Transportsystem geführt werden, ist die Möglichkeit gegeben, die fertig-geschweißten Werkstücke auch während der Rückführung der Tabletts auf diesen zu belassen . Sie werden erst in der vor der Beschickungssta¬ tion befindlichen Ausgangsstation von den Tabletts ent¬ fernt. Hierdurch ist der große Vorteil gegeben, daß gleich nach der letzten Arbeitsstation, beispielsweise nach der Schweißstation, wenn kein nachfolgender Schneidvorgang vorgesehen ist, ein mit geschlossenem Deckelwerkzeug gefertigtes Werkstück, welches eine längere Auskühlzeit benötigt, weiter auf dem Transporttablett belassen wird. Während des Rücktransports in die Ausgangsstation ver¬ bleibt dannausreichend Zeit zum entsprechenden Auskühlen des Werkstückes. Hiermit wird die gesamte Anlagenlänge verkürzt, da weder eine, den Arbeitsteil des Transport¬ systems verlängernde Auskühlstrecke, nocheine zusätzliche Aufnahmeeinrichtung für auszukühlende Teile vorgesehen werden muß.

Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist das Transportsystem aus einer, die Tabletts kontinuierlich, also mit gleicher Geschwindigkeit entlang ihres gesamten Verlaufes, führenden, einzigen Transporteinrichtung gebil¬ det, wobei der rückführende Abschnitt im wesentlichen parallel zum Zuführ-bzw. Arbeitsabschnitt angeordnet ist. Dabei kann die das Transportsystem bildende Transportein¬ richtung insgesamt in einer horizontalen Ebene angeordnet sein.

Eine vorteilhaftere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ergibt sich, wenn der Rückführabschnitt des Transportsy¬ stems in einer vertikal im Verhältnis zum Arbeitsteil liegenden Ebene angeordnet ist. Durch die vertikal zuei- nanderliegende Anordnung von Rückführ- und Arbeitsab¬ schnitt wird erheblich Raum gespart. Dabei ist die Ausfüh¬ rung des Transportsystems in Art eines Paternosters, bei welchem die Transporteinheit immer die gleiche Vertikal- ausrichtuπg innehat, möglich.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorteilhaft, wenn das Tran≤portsystem der Anlage aus mindestens zwei voneinander unabhängigen Transporteinrich¬ tungen zusammengesetzt ist. Eine besonders günstige Ge¬ staltung wird erreicht, wenn das Transportsystem aus vier im wesentlichen gradlinigen Transporteinrichtungen zusam¬ mengesetzt ist, wobei jeweils zwei der Vier Transportein¬ richtungen zueinander parallel ausgerichtet sind. Die erste Einrichtung kann als Zuführ-oder Arbeits-Transport- einrichtung und die dritte, zu ersterer parallele Einrich¬ tung als Rückführ-Transporteinrichtung ausgebildet sein. Die Zweite und die vierte Einrichtung können wiederum als Verbindungs-Transporteinrichtung konzipiert sein.

Bei der Ausführung mit vertikal übereinander angeordneten Zuführ- und Rückführeinrichtungen ist von Vorteil, wenn die Verbindngseinrichtungen jeweils in Art eines vertika¬ len Aufzugs, bzw. einer Lift-Anlage ausgebildet sind. Die beispielsweise am Ende der Zuführeinrichtung angekommenen Tabletts werden von der Liftanlage erfaßt und auf die darunterliegende Rückführeinrichtung gesetzt. Die von der Rückführeinrichtung zu der nächsten Lifteinrichtung ge¬ brachten Tabletts werden von diesen wieder vertikal in die Ausgangsstation hochgebracht, wo sie entladen werden, um anschließend durch die Zuführeinrichtung in die Beschik-

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kungsstation und danach durch sämtliche Arbeitsstationen hindurchgeführt zu werden.

Es ist selbstverständlich, daß die Rückführeinrichtung vertikal oberhalb als auch vertikal unterhalb der Zuführ- einrichtung angeordnet sein kann. Es läßt ^' sich jedoch erkennen, daß die Anordnung des Rückführteiles unterhalb der Rückführeinrichtung die vorteilhaftere Ausführungswei¬ se ist, da die Anordnung oberhalb des Arbeit≤niveaus störend wirken würde, sowohl in den Beschickungs- als auch in den Arbeitsstationen. Die Anordnung unterhalb der Arbeitsebene ist jedoch als optimale Anordung anzusehen, da der rückführende Transport unter den Arbeitstischen der Stationen verläuft und dieser Raum überwiegend ungenutzt ist.

Durch die Vier-Teilung des Transportsystems ist der große Vorteil gegeben, daß die einzelnen Transporteinrichtungen unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Transportge¬ schwindigkeiten betrieben werden können. So besteht die Möglichkei, daß zumindest die Rückführeinrichtung mit einer höheren Geschwindigkeit läuft, als die Zuführein¬ richtung. Hierdurch kann beispielweise ein durch die vertikale Liftanlage von der Zuführeinrichtung entnommenes Tablett relativ schnell auf das darunterliegende Rückführ¬ band aufgelegt und sehr schnell zum gegenläufigen Lift und in die Ausgangsstation transportiert werden.

Dieser beschriebene Vorteil ist dadurch zu erreichen, daß die einzelnen Tabletts nicht fest mit den Transportsystem verbunden sind, sondern von den vier einzelnen Transport¬ einrichtungen einzeln erfasst und entsprechend einzeln geführt bzw. transportiert werden. Es ist somit keine feste Beabstandung der Tabletts vorhanden, welche auch eine konstante Geschwindigkeit erzwingen würde. Durch den

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bedeutend schnelleren Rücktransport ist zudem eine erheb¬ liche Einsparung gegeben, da nicht mehr auf der gesamten Länge des Transportsystems in konstanter Beabstandung Tabletts befestigt sind. Hier werden nämlich eine relativ hohe Anzahl von Tabletts eingespart, ohne daß der Ärbeits- rythmus beeinträchtigt würde.

Die erfindungsgemäße lineare Anordnung der Stationen, als auch die einzelne Anordnung der Tabletts auf den einzelnen Transporteinrichtungen des Transportsystems der Anlage erlaubt eine modulare Aufbauweise der gesamten Anlage. Die Anlage kann so ausgebildet sein, daß bei Umrüsten der Anlage auf die Fertigung eines anderen Werkstückes, wel¬ ches mehrere Arbeitsgänge, also mehrere Arbeitsstationen benötigt, diese in gleicher Weise ausgerüsteten Stationen in relativ einfacher Weise in den Aufbau der Anlage aufge¬ nommen und verkettet werden können. Es besteht folglich die Möglichkeit entweder gleich zu Beginn der Zusammen¬ stellung der Anlage die einzelnen Module für die notwendi¬ gen Stationen auszuwählen und entsprechend zu verketten, oder mit geringer Modifikation im nachhinein die Anlage umzurüsten. Dabei können in diese Modulbauweise auch speziell dafür entwickelte Handhabungs-Geräte oder auch am Markt erwerbares allgemein übliches Handhabungs-Gerät, welches für die Handhabung solcher Werkstücke geeignet ist, verwendet werden.

Aus obigem ist zu erkennen, daß die erfindungsgemäße Hochf equenz-Schweißanlage eine Flexibilität aufweist, wie sie bislang von keiner anderen Schweißanlage erreicht werden konnte.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs¬ beispieles unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrie¬ ben.

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Das in der Zeichnung dargestellte Au≤führungsbeispiel zeigt eine erfindungsgemäße Hochfrequenz-Schweißanlage in einer Ausführung, bei welcher die Rückführeinrichtung vertikal unter der Zuführeinrichtung liegt zudem ist hier eine viergeteilte Transporteinricήtung vorhanden.

Die- Anlage steht im wesentlichen auf einem Grundgerüst (1), welches eine obere Transporteinrichtung, nämlich die Zuführeinrichtung (2) und eine vertikal darunterliegende untere Transporteinrichtung, die Rückführeinrichtung (3) aufweist. An den beiden Enden der Zuführeinrichtung und der Rückführeinrichtung sind je eine diese beiden Einrich¬ tungen verbindende Lift-Anlage (4 bzw. 5) angeordnet.

Die Transporteinrichtung besteht des weiteren aus Tabletts (6), die durch die vier Transporteinrichtungen immer ^' in jeweils gleicher Richtung transportiert ^' werden. Einer jeden Station ist entlang der Zuführeinrichtung der Anlage ein Tablett (6) zugeordnet. So weist die dargestellte Anlage eine Ausgangsstation (7) auf, die gleichzeitig die obere Position der Lift-Anlage (5) sein kann. Die in Transportrichtung nächste Station (8) kann ihrerseits als Ausgangsstation angesehen werden oder als Beladestation, je nachdem ob in dieser Station erst fertige Werkstücke dem Tablett (6) entnommen werden, oder bereits von Hand Ausgangsmaterial für das fertige Werkstück auf das Tablett eingelegt wird.

Die nächste Station ist die eigentliche Beschickungs- oder Beladestation (9). Neben dieser Beladestation ist ein Stapel (10) mit Werkstücken angeordnet, welche mit Hilfe einer einseitig wirksamen Handhabungseinrichtung (11) dem Stapel entnommen und auf das Tablett der Beladestation aufgelegt werden.

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Nach der Beladestation (9) ist eine Schweißstation (12) mit einer HF-Schweißeinrichtung (17) angeordnet, die in an sich bekannter Weise mit einem HF-Generator (13) gekoppelt ist.

Die in Zuführrichtung nächste Station ist hier eine Entnahmestation (14), aus welcher das Werkstück oder das Werkzeug mit darin befindlichem Werkstück von dem Tablett (6) abgehoben und seitlich weggebracht und auf ein zum Zuführband (2) paralleles Abführband (15) abgesetzt wird. Das leere Tablett (6) taktet weiter in die Oberseite der Liftanlage (4), die das Tablett auf die darunter liegende Rückführeinrichtung (3) setzt.

Der gesamten Anlage ist ein Schaltschrank (16) zugeordnet, über welchen sämtliche Funktionen der Anlage Steuer- und kontrollierbar sind.

Die erfindungsgemäße HF-Schweißanlage funktioniert folgen¬ dermaßen.

Auf ein in der Beschickungsstation (8) befindliches Tab¬ lett (6) kann bereits einiges an Werkstückmaterial oder entsprechende Werkzeuge eingelegt werden. Dieses Tablett taktet in die nächste Station, die eigentliche Beladesta¬ tion (9), in die mit Hilfe des Handhabungsgerätes (11 )vom Werkstückstapel (10) beispielsweise ein Kunststofffolien- Zuschnitt abgehoben und auf das Tablett gesetzt wird. Im nächsten Takt wird das Tablett in die darauffolgende Schweißstation befördert, wo durch entsprechende, bekannte HF-Einrichtungen (17) die einzelnen Werkstückteile mitein¬ ander verschweißt werden. Nach Freigabe des Werkstückes aus der Schweißeinrichtung wird das Tablett in die nach¬ folgende Entnahmestation (14) befördert. Hier wird das

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Werkstück oder das Werkstück mit Deckelwerkzeug dem Tab¬ lett entnommen und auf ein parallel laufendes Abführband (15) gesetzt und von der Anlage zu weiteren, nicht mit der Anlage gekoppelten Einrichtungen geführt. Das leere Tab¬ lett gelangt in den Lift (4), welcher dieses vertikal nach unten befördert und auf die darunter befindliche Rückführ¬ einrichtung (3) absetzt. Diese transportiert das Tablett mit erhöhter Geschwindigkeit zu der Liftanlage (5) zurück, die das Tablett wieder vertikal hochhebt in die Position (7), wo es von der Zuführeinrichtung (3) erfaßt und danach wieder den vorhergehend beschriebenen Kreislauf durch¬ führt.

In anderer Funktionsweise wird das Werkstück nicht in der Entnahmestation (14) vom Tablett entfernt, sondern läuft mit dem Tablett über den Lift (4) und in rascher Rückführ¬ weise zum Lift (5) und durch diesen in die Station (7) zurück. In dieser Ausgangsstation wird dann das Werkstück von dem Tablett entfernt. Diese Funktionsweise hat die eingangs beschriebene vorteilhafte Auswirkung, daß ge¬ schweißte Werkstücke, welche eine längere Auskühlzeit benötigen, auf dem Tablett belassen und den ganzen Rück¬ führweg beispielsweise in geschlossenem Deckelwerkzeug zurückgeführt werden und während dieser Zeit ausreichend auskühlen können.

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Anm.: Hans R. Obermeier 8228 Freilassing

B e z u. g s z e i c h e n l i s t e

1. Grundgerüst

2. Zuführeinrichtung

3. Rückführeinrichtung

4. Lift-Anlage

5. Lift-Anlage

6. Tabletts

7. Ausgangsstation

8. Station

9. Beladestation

10. Werkstückstapel

11. Handhabungsgerät

12. Schweißstation

13. HF-Generator

14. Entnahmestation

15. Abführband

16. Schaltschrank

17. HF-Einrichtung