Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden von Profilteilen aus

Kunststoff. Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art werden insbesondere zum Verschweißen von PVC-Profilstäben zu Fensterrahmen oder Türrahmen verwendet. Dazu werden die Profilstäbe vor dem Verschweißen auf die jeweils erforderliche Länge abgelängt und, sofern erforderlich, auf Gehrung geschnitten, um die Profilteile anschließend an den Schnittflächen, also an den Gehrungsschnittflächen durch

Verschweißen zu verbinden.

Das eigentliche Verschweißen der Profilteile erfolgt durch Anschmelzen und

anschließendes Fügen der Verbindungsflächen an den Profilstabenden. Hierzu werden die zu verschweißenden Profilteile zunächst in eine entsprechende Vorrichtung eingelegt und mit Hilfe von Anschlägen und Führungen positioniert. Daraufhin werden die Verbindungsflächen für den sogenannten Angleich- und Anwärmprozess in einer Fügerichtung gegen die Heizfläche des Heizelementes gedrückt, wobei Material an der Verbindungsfläche, also im Schweißbereich geschmolzen wird. Nach dem Erwärmen folgt das Umstellen und Fügen, wobei das Heizelement zwischen den Profilteilen entfernt wird. Abschließend werden die Profilteile mit den angeschmolzenen

Verbindungsflächen, also dem angeschmolzenen Schweißbereich in Fügerichtung aufeinander zubewegt, also gegeneinander gepresst, wobei sich der noch heiße, thermoplastische Werkstoff der beiden Profilstabenden derart verbindet, dass eine stabile Schweißverbindung entsteht. Ein solches Vorgehen ist zum Beispiel einleitend in der DE 10 2012 1 12 533 A1 erwähnt. In der DE 10 2012 1 12 533 A1 finden auch Parallelschub- und Diagonalschubverfahren Erwähnung. Bei dem Parallelschubverfahren bewegen sich die anzuschmelzenden Gehrungs- bzw. Verbindungsflächen während des Schmelzprozesses von beiden Seiten gleichmäßig auf die Heizflächen des mittig feststehenden Heizelementes zu, wobei die Bewegung der Profilteile beispielsweise gegenläufig und senkrecht zu den Gehrungsschnittflächen oder senkrecht zur Längsachse des Profilteils erfolgen kann. Bei dem Diagonalschubverfahren dagegen ist eines der Profilteile feststehend positioniert, während sowohl das andere Profilteil als auch das Heizelement in

Längsrichtung des feststehenden Profilteils bewegt wird.

Die Fügepartner selbst sind um den sogenannten Abbrand länger als das spätere Fertigmaß der verbundenen Elemente. Ein Teil dieses Abbrandes wird von dem

Heizelement abgeschmolzen, ein anderer Teil wird in einem nächsten Schritt gefügt (gestaucht). Dieses Verhältnis des Abschmelzens und Stauchens des Abbrandes ist variabel. Auch der Abbrand selbst kann unterschiedlich sein.

Während des eigentlichen Abschmelzprozesses beginnt das PVC zu fließen und verformt sich, hierbei bewegt sich die Schmelze nach innen in die Profilkammern und nach außen auf die Sichtflächen des PVC-Profils. Um dieses Fließen und Verformen nach außen, also auf die Sichtflächen zu kontrollieren, wird das Profil mit

Begrenzungselementen, wie z.B. Begrenzungsmessern eingeengt (begrenzt). Dieses Begrenzungselement ist jedoch bekannter Weise bei dem Schweißprozess selbst unbeweglich mit den Profilträgern verbunden. Die Begrenzungselemente selbst können zwar eng eingestellt werden, jedoch kommen sie nicht in Kontakt mit dem

Profilanschlag und dem Heizelement, somit bleibt immer ein definierter Spalt, in den die Schmelze fließen kann. Diese nach außen gedrückte Schmelze erstarrt im

anschließenden Fügeprozess, so dass sich eine Schweißraupe bildet. Nach einer gewissen Abkühlzeit muss diese Schweißraupe entfernt werden. Aus der DE 22 10 814 A ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Schweißwulsten an der Stoßfuge zwischen miteinander verschweißten Kunststoffprofilstäben bekannt. Hierzu ist ein Messerpaar mit zwei Messern vorgesehen, die in Richtung der Wurzel der Schweißwulste aufeinander zubewegt werden, um die Schweißwulste abzustechen.

Aus der DE 30 01 370 A1 ist eine Vorrichtung zum Abstechen von überstehenden Schweißraupen an den Sichtflächen von aus Kunststoffprofilstäben geschweißten Fensterrahmen bekannt. Hierzu ist ein Fräswerkzeug für den das Rahmenaußeneck aufnehmenden Support vorgesehen, der in einem Maschinengestell längsverschiebbar geführt ist und mindestens ein Abstechmesser trägt, das bei der Supportbewegung an der Schweißraupe entlangbewegt wird.

Aus dem Stand der Technik ist zudem ein Verfahren bekannt, mit dem ein Austreten der Schmelze nach außen, also auf die Sichtflächen der Profilteile unterbunden wird. Hierzu ist wiederum ein Bearbeitungswerkzeug vorgesehen, mit dem ein Fließen und Verformen des Schmelzgutes kontrollierbar ist, wobei das Bearbeitungswerkzeug ein Formteil aufweist, welches zu dem Profilteil bewegbar ist. Im Rahmen dieses vorbekannten Verfahrens wird das Formteil bei einem Abschmelzen des zumindest einen Profilteils aus einer Ruheposition in Richtung zu einer Arbeitsposition relativ zu dem zumindest einen Profilteil und dem Heizelement bewegt. Aus der DE 10 2015 107 121 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum

Verschweißen von Kunststoffprofilteilen bekannt, wobei ein zweiteiliges

Begrenzungselement vorgesehen ist, welches ein Fließen und Verformen von

Schmelzgut des angeschmolzenen Profilteils kontrolliert. Das Begrenzungselement weist zumindest ein Anlageelement und ein Formteil auf, welche sowohl zueinander als auch zu dem Profilteil bewegbar sind.

Dabei ist auch vorgesehen, dass das Formteil in einer Horizontalrichtung, also parallel zur Oberfläche des zumindest einen Profilteils, bewegt wird. Diese Horizontalbewegung kann jedoch zur Folge haben, dass eine Schubbewegung auf das Kunststoffprofil ausgeübt wird, die zu einer Beschädigung des Profils führen kann. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein verbesserte Vorrichtung und eine verbessertes Verfahren zum Verbinden von Kunststoffprofilteilen bereitzustellen, die diese Nachteile vermeiden und zugleich den Austritt der Schmelze kontrollierbarer gestalten, so dass ein Nachbearbeiten völlig oder zumindest teilweise entfallen kann.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den der Unteransprüchen. Die Erfindung sieht vor, dass das Formteil und die Profilträgeraufnahmen einen Winkel zwischen 10° und 50° miteinander bilden und das Formteil aus einer Ruheposition in Richtung zu einer Arbeitsposition relativ zu der Profilträgeraufnahme bewegbar ist.

Grundlegende Idee der Erfindung ist es, ein bewegliches Formteil für die Bearbeitung von Sichtflächen von Profiteilen zur Verfügung zu stellen, wobei das Formteil schräg bzw. diagonal auf das Profilteil bzw. Profilträgeraufnahme zubewegt wird. Es hat sich gezeigt, dass durch diese konstruktive Ausgestaltung eine verbesserte

Sichtflächenbearbeitung erzielbar ist, die zu keiner Beschädigung der Profilteile, auch von folierten Profilteilen führt. Insbesondere entsteht keine Schweißraupe nach dem Schweißvorgang. Zudem kann ein Nachbearbeiten auf Folgestationen ganz oder zum großen Teil entfallen.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Formteil in Richtung der Gehrung der Profilteile beziehungsweise entlang der und/oder bis vor die Stirnseitenschnittkante des Profilteils bewegbar ist. Dies hat den Vorteil, dass zum einen die für die Bewegung des Formteils erforderliche Kraft geringer ausfällt als bei einer reinen Bewegung des Formteils auf die Stirnseitenschnittkante zu. Außerdem hat sich gezeigt, dass die mit einer solchen Formteilbewegung erzielbare Optik und Formgebung der fertigen

Schweißverbindung durch die zusätzliche Bewegungsrichtung positiv beeinflusst wird. Dieser Effekt ist insoweit vergleichbar mit dem Schneiden eines Messers, als die zur Bewegung des Formmessers benötige Kraft geringer ausfällt, auch wenn kein

Schneidvorgang sondern nur ein Kontrollieren des Fließens und/oder ein Verschieben oder Verdrängen von Schweißgut stattfindet. Die Bewegung des Formteils dient zur Formgebung und Kontrolle des angeschmolzenen Kunststoff-, insbesondere PVC- Materials während des Verbindungsprozesses. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Bearbeitungswerkzeug ein Begrenzungsmesser aufweist, das oberhalb der Profilträgeraufnahmen und parallel zu den Profilträgeraufnahmen angeordnet ist, wobei das Begrenzungsmesser oder ein Teil des Begrenzungsmessers in Längsrichtung der Profilträgeraufnahmen zwischen 0° und 2° von der Längsrichtung der Profilträgeraufnahmen abweicht. Hierdurch wird eine verbesserte Kontrolle des Fliesens und Verformens des Kunststoffs erreicht.

Eine praktikable Variante der Erfindung sieht vor, dass das Begrenzungsmesser oder ein Teil des Begrenzungsmessers in Längsrichtung der Profilträgeraufnahmen 1 ° von der Längsrichtung der Profilträgeraufnahmen abweicht. Vorzugsweise ist das

Bearbeitungswerkzeug oberhalb und/oder unterhalb der Profilträgeraufnahmen angeordnet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kraft zur Bewegung des Formteils einstellbar ist. Die Kraft wird dabei bevorzugt dosiert eingestellt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das

Bearbeitungswerkzeug ein Konturteil für die Bearbeitung von Innenecken von in den Profilträgeraufnahmen rechtwinklig angeordneten Profilträgern auf, wobei das Konturteil seitlich des Formteils angeordnet und ausgebildet ist. Durch diese konstruktive

Maßnahme wird auch der Austritt der Schmelze an Innenecken von zusammengefügten Profilen kontrollierbarer gestaltet.

Vorteilhafter Weise ist das Formteil über etwa 50°C, vorzugsweise zwischen 80°C und 250°C, besonders bevorzugt zwischen 120°C und 200°C, erwärmbar. Hierdurch wird während des Zusammenfügens der Profilteile eine gleichmäßigere

Temperaturverteilung und somit eine homogenere Schweißverteilung erreicht, was wiederum zur Verbesserung bzw. Erhöhung der Festigkeitswerte an den Ecken der zusammengefügten Profilteile führt.

Ein Verfahren zum Verbinden von Profilteilen, bei dem die Profilteile in

Profilträgeraufnahmen aufgenommen und eingespannt werden, ist Gegenstand von Anspruch 14. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren werden wenigstens ein

Profilteil und eine Heizfläche eines Heizelementes miteinander in Kontakt gebracht, um das wenigstens eine Profilteil in seinem Schweißbereich vor einem Zusammenfügen mit dem anderen Profilteil anzuschmelzen, wobei ein Bearbeitungswerkzeug vorgesehen ist, das zumindest ein Formteil aufweist, mit dem ein Fließen und Verformen eines Schmelzgutes auf einer Sichtfläche einer Profilteils kontrolliert wird. Das

erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Formteil in Richtung der Profilträgeraufnahmen bewegt wird und dabei das Formteil und die

Profilträgeraufnahmen einen Winkel zwischen 10° und 50° miteinander bilden.

Eine praktikable Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht dabei vor, dass das Formteil zusammen mit seiner Unterkante eine Bewegung zwischen 0° und 85° vollzieht. Hierdurch kann das Formteil vor die Profilstirnkante, auch während der Prozesse des Schweißens und des Stauchens, gefahren werden. Das Formteil bildet mit seiner Unterkante vorzugsweise ein Formesser, wobei die Drehung

vorteilhafterweise mittels eines Stellmotor, besonders bevorzugt auch während der Bewegung des Formessers erfolgt. Alternativ kann die Bewegung auch mittels

Kreuzschlitte erfolgen. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Formteil über etwa 50°C, bevorzugt zwischen 80°C und 250°C, besonders bevorzugt zwischen 120°C und 200°C erwärmt wird.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines

Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen, wobei gleiche oder gleich wirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbeziehung. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Figur 1 ;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der

Vorrichtung aus Figur 1 ; eine Vorderansicht der Vorrichtung aus Figur 2, eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der

Vorrichtung aus Figur 1 und eine Seitenansicht der Vorrichtung, wobei in vergrößerten Teilausschnitten unterschiedliche Ausgestaltungen des Formteils gezeigt sind. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 1 zum Verbinden von zwei Kunststoffprofilteilen, wobei in Figur 1 nur das erste Profilteil 12 gezeigt ist.

Die Vorrichtung 1 weist einen in Figur 1 nicht gezeigten ersten Profilträger und einen in Figur 1 nicht gezeigten zweiten Profilträger auf. Die Profilträger sind im rechten Winkel zueinander angeordnet. Der erste Profilträger kann in eine erste Fügerichtung bewegt werden. Der zweite Profilträger kann in eine zweite Fügerichtung bewegt werden, wobei die erste Fügerichtung und die zweite Fügerichtung senkrecht zueinander stehen. Der in Figur 1 nicht gezeigte erste Profilträger weist eine in Figur 1 nicht gezeigte Profilträgeraufnahme für die Aufnahme und zum Einspannen des Profilteils 12 auf, wobei das Profilteil 12, das foliert sein kann, und eine Heizfläche eines Heizelementes der Vorrichtung 1 miteinander in Kontakt gebracht werden, um das Profilteil 12 in seinem Schweißbereich vor einem Zusammenfügen mit dem anderen in Figur 1 nicht gezeigten Profilteil anzuschmelzen.

Wie Figur 1 weiter verdeutlicht, weist die Vorrichtung 1 ein Bearbeitungswerkzeug 3 auf, das in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 1 oberhalb des

Profilteils 12, der Profilträger und der Profilträgeraufnahme angeordnet ist.

Das Bearbeitungswerkzeug 3 kann generell oberhalb und/oder unterhalb des Profilteils 12, der Profilträger und der Profilträgeraufnahme angeordnet sein.

In dem unteren Bereich der Vorderseite des Bearbeitungswerkzeugs 3 befindet sich das Formteil 4 mit der Unterkante 13, mit dem ein Fließen und Verformen eines

Schmelzgutes auf einer Sichtfläche einer Profilteils kontrollierbar ist und das aus einer Ruheposition in Richtung zu einer Arbeitsposition relativ zu der Profilträgeraufnahme 2 bewegbar ist, was durch den in Figur 2 gezeichneten Pfeil verdeutlicht ist. Das in Figur 2 nicht gezeigte Profilteil ist in dem Bereich 6 zwischen der Unterseite 7 des

Bearbeitungswerkzeugs 3 und der in Figur 2 gezeigten Profilträgeraufnahme 2 einspannbar. Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung 1 . Die Kraft zur Bewegung des Formteils 4 ist einstellbar. Zudem sind die Antriebe zur Bewegung des Formteils 4 elektrisch oder pneumatisch angetrieben. Das vordere, den Profilträgeraufnahmen 2 zugewandte Ende des Formteils 4 ist spitz oder abgerundet. .

Das Formteil 4 kann eine Auf- und Abwärtsbewegung vollziehen, d.h. das Formteil 4 ist aus einer Ruheposition in Richtung zu einer Arbeitsposition relativ zu der

Profilträgeraufnahme 2 bewegbar. In erfindungswesentlicher Weise bilden das Formteil 4 und die Profilträgeraufnahme 2 einen Winkel a, der zwischen 15° und 45° beträgt und in Figur 2 mit dem Bezugszeichen 5 versehen ist, miteinander.

Das Bearbeitungswerkzeug 3 weist weiterhin, wie aus Figur 1 weiter hervorgeht, ein Begrenzungsmesser 8 auf, das oberhalb des Profilteils 12 und parallel zu diesem angeordnet ist, wobei das Begrenzungsmesser 8 oder ein Teil des

Begrenzungsmessers 8 in Längsrichtung der in Figur 2 gezeigten Profilträgeraufnahme 2 ca. 1 ° von der Längsrichtung der Profilträgeraufnahme 2 abweicht. Der Winkel dieser Abweichung ist in Figur 3, die die Vorrichtung 1 zeigt, mit dem Bezugszeichen 9 versehen.

In der Regel weisen Profilträgeraufnahmen Gehrungskanten auf, die aneinander anstoßen, d.h. die entsprechenden Profilteile sind an ihren Stirnseitenschnittkanten auf Gehrung geschnitten. Auf Gehrung geschnittene Profilteile offenbart beispielsweise die DE 10 2014 1 18 368 B3. Das in Figur 3 gezeigte Formteil 4 des

Bearbeitungswerkzeugs 3 vollzieht daher eine weitere Bewegung derart, dass das Formteil 4 in Richtung der Profilträgeraufnahme 2 bewegbar ist. Bewegungszustände dieser Bewegung sind in den Figuren 1 , 3, 4 und 5 verdeutlicht. Das Formteil 4 wird während des Anschmelzens der Profilteile 12 und/oder des Fügens und/oder des kompletten Schweißprozesses der Profilteile 12 zwischen 0 mm und 2 mm seitlich zur Gehrung der Profilteile verschoben. Wie aus den Figuren 1 , 3, 4 und 5 und der darin eingezeichneten Doppelpfeile entnehmbar ist, bewegt sich das Formteil 4 in Richtung der Gehrung der Profilteile 12 beziehungsweise entlang der und/oder bis vor die Stirnseitenschnittkante des Profilteils 12. Die Bewegung, die das Formteil 4 somit ausführt,# weist folglich eine Komponente auf die Stirnseitenschnittkante des Profilteils 12 zu sowie eine Komponente entlang der Stirnseitenschnittkante auf, also in Richtung der Gehrung.

In Figur 4 hat das Formteil eine Abwärtsbewegung vollzogen, sodass sich die

Unterkante des Formteils 4 ein Stück vor der Stirnseitenschnittkante des Profilteils befindet. Diesen Bewegungszustand verdeutlicht Figur 1 genauer. Figur 1 zeigt, dass das Formteil 4 in Richtung der Profilträgeraufnahme 2 verfahren wurde, sodass sich die Unterkante 13 des Formteils 4 ein Stück vor der Stirnseitenschnittkante des Profilteils 12 befindet. Die Führungselemente 10, 1 1 führen diese Bewegung, wie der in Figur 1 gezeigte Pfeil verdeutlicht Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt Figur 5. Das Bearbeitungswerkzeug 3 weist ein Konturteil 14 für die Bearbeitung von Innenecken von in den

Profilträgeraufnahmen rechtwinklig angeordneten Profilträgern auf. Das Konturteil 14 ist seitlich des Formteils 4 angeordnet und einteilig mit dem Formteil 4 ausgebildet. Es dient dazu, auch eine Inneneckverarbeitung bei zwei zueinander rechtwinklig

angeordneten Profilteilen vorzunehmen. Die oberhalb des Formteils 4 angeordneten Führungselemente 10, 1 1 des Bearbeitungswerkzeugs 3 und somit auch das Formteil 4, das mit seiner Unterkante 13 ein Formmesser bildet, vollziehen dabei eine Drehung zwischen 0° und 85°, wobei die Bewegungsabläufe des Formteils 4 teilweise oder vollständig wiederholt werden. Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der

Vorrichtung 1 . In der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform sind die in Figur 5 gezeigten Führungselemente 10, 1 1 durch das Führungselement 15 ersetzt. Das

Führungselement 15 kann sowohl eine translatorische Bewegung als auch eine

Schwenkbewegung ausführen. In Figur 7 hat das Formteil 4 eine Abwärtsbewegung vollzogen, sodass sich die Unterkante 13 des Formteils 4 ein Stück vor der

Stirnseitenschnittkante des Profilteils befindet. Das Formteil 4 bildet zusammen mit der Unterkante 13 ein Formmesser. Das Formteil 4 kann mehrere Bewegungsrichtungen einnehmen. Es ist vertikal und / oder horizontal frei verfahrbar, wobei diese

Bewegungen zeitversetzt erfolgen. Durch diese konstruktive Ausgestaltung und diesen Bewegungsablauf bewegen sich das Formteil während des Schweißprozesses auf der Sichtfläche bzw. der Sichtflächenkante des Profilteils 12 zu unterschiedlichen Zeiten, d.h. während des Schmelzvorgangs und des Vorgangs des Stauchens. Hierdurch gelingt ein kontrolliertes Unterdrücken bzw. Umlegen einer Schweißraube während des Schmelzvorgangs und Stauchenprozesses. Die vertikale Bewegung des Formteils 4, die über die Profiloberfläche des in Figur 4 gezeigten Profilteils 2 hinausgeht, wird hierzu zwischen 0 mm und 4 mm eingestellt. Die Unterkante 13 bzw. der untere Bereich des Formelements 4 können, wie die Teilausschnitte a) bis c) in Figur 7 verdeutlichen, verschiedene Formen haben bzw. annehmen. Die Unterkante 13 des Formteils 4 hat in Teilausschnitt a) eine schrägen und in Teilausschnitt b) einen spitzen Verlauf, wohingegen die Unterkante 13 des Formteils 4 auch einen stumpfen Verlauf haben kann (Teilausschnitt c). Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Beispielsweise können zwei Bearbeitungswerkzeuge 3 Verwendung finden, wobei die Bearbeitungswerkzeuge 3 oberhalb und unterhalb der

Profilträgeraufnahmen 2 angeordnet sind. Auch kann das Formteil 4 während des Fügens der Profilteile12 als keilförmiger Stempel fungieren.

Bezugszeichenliste

I Vorrichtung

2 Profilträgeraufnahme

3 Bearbeitungswerkzeug

4 Formteil

5 Winkel

6 Bereich

7 Unterseite

8 Begrenzungsmesser

9 Abweichung

10 Führungselement

Führungselement 12 Profilteil

13 Unterkante

4 Konturteil

15 Führungselement