Maschinen zur Alu- und PVC-Profilbearbeitung

Unter dieser Rubrik berichten wir regelmäßig über Maschinen- und Anlagentechnik, die heute notwendig ist, um Kunststoff- und Aluminiumprofile zu verarbeiten und rationell Fenster, Türen und Fassaden zu fertigen. Dabei berücksichtigen wir einfachere Technik für die handwerkliche Fertigung ebenso wie hoch automatisierte Anlagen für Großbetriebe, die in industriellen Maßstäben fertigen. Dabei werden auch Lösungen für die automatisierte Beschlagmontage, den Einzug von Dichtungen, die Verklebung von Isoliergläsern mit den Flügelrahmen oder die Optimierung der innerbetrieblichen Logistik vorgestellt.

Auf den heute verfügbaren Bearbeitungszentrum können nicht nur die üblichen Bohrungen und Fräsungen ausgeführt, sondern auch die Schließteile gesetzt und die Stahlverstärkung passgenau für das jeweilige Fenster zugeschnitten werden. So ist gewährleistet, dass Eck- und Scherenlager in der Stahlverstärkung verschraubt werden können.

Darüber hinaus werden auch schon die Schließstücke am Blendrahmen zumindest markiert wenn nicht auch gleich gesetzt und verschraubt.

Moderne Schweiß/Putzlinien sind heute einer elektronischen Positioniersteuerung sämtlicher Schweißaggregate, einer Schweißraupenbegrenzung auf 2 mm und Dichtungsformeinheiten ausgestattet. Zudem kann vor jedem Schweißvorgang entscheiden werden, ob im Diagonal- oder Parallelschubverfahren geschweißt werden soll.

Neue Schweißtechnik

Kunststoff-Fenster verschweißen ohne nachträgliches Verputzen? Schon seit Monaten geht ein Raunen durch die internationale Fensterbranche: das italienische Maschinenbau-Unternehmen Graf Synergy habe eine Schweißtechnik entwickelt, die den Einsatz eines Verputzers überflüssig mache. Überzeugt von den Vorteilen der neuen Technologie hat sich der sächsische Fensterbau-betrieb Meissner Fenstertechnik in Okrilla bei Meißen als erster deutscher Hersteller dafür entschieden.

Das Zurückfräsen der Profile verhindert in Zusammenhang mit passgenauen Druckplatten die Ausbildung der üblichen Schweißwulst.

Das Unternehmen hat die Anschaffung der beiden Schweißautomaten SL4 FF zum Anlass genommen, nicht nur in eine komplett neue Produktionsanlage zu investieren, sondern auch Möglichkeit genutzt, die Fertigungsabläufe ganz anders zu organisieren. Das Ergebnis sorgt in der Branche derzeit für reichlich Aufsehen, so dass Geschäftsführer Lutz Hiller derzeit nahezu täglich Besuch von Kollegen im Haus hat.

Markennamen geprägt

Der Kunststoff-Fensterhersteller Alphakon mit Sitz in Tholey südlich von Trier hat die neue Schweißtechnik schon 2014 als die Gelegenheit angesehen, um seinen Kunden Fenster mit Alleinstellungsmerkmalen zu bieten. Um im Markt die gewünschte Aufmerksamkeit zu erzielen, werden die Fenster unter dem Markennamen „Vesura®“ (abgeleitet vom lateinischen Wort für Ecke) vermarktet. Was die Fenster mit der Vesura® Ecke von den anderen im Markt verfügbaren Konstruktionen unterscheidet, ist zum einen der konsequente Einsatz von Veka-Profilen der RAL-Güteklasse A sowie ein Schweißverfahren, das ohne nachträgliches Verputzen auskommt. Das Ergebnis sind Fensterecken, die sich durch eine besonders hohe Stabilität und eine makellose Optik auszeichnen.

Anstatt der üblichen gefrästen Nut haben die Fensterecken nur eine feine Fuge.

Bereits im Dezember 2018 wurden zwei neue Schweiß-Maschinen von Graf Synergy bei der Fritz Vornbäumen GmbH & Co. KG in Bünde in Betrieb genommen. Damit sind bereits über 400 Maschinen des Typs SL4-FF (EVO) im Markt. Die vom italienischen Maschinenbauer Graf Synergy produzierte Schweißtechnik wird in Deutschland von der Ryko GmbH vertrieben.

Makellose Fensterecken im Zwei-Minuten-Takt

Neue Schweißtechniken für eine perfekte Fensterecke waren zur letzten Fensterbau Frontale in 2018 ein großes Thema. Die KMW Engineering GmbH aus dem sächsischen Klingenthal hatte in einem abgeschlossenen Bereich ihres Messestandes ausgewählten Kunden den Prototyp ihrer hydraulischen Schweißmaschine A4-2H gezeigt. Zu den ersten Fensterbauern, die die neue Schweißmaschine mittlerweile im Einsatz haben, gehört auch die Atrio Sander GmbH mit Sitz in Brakel. Diesen Vorsprung nutzend, wird die neue Fensteroptik auf der Internetseite sowie in den aktuellen Verkaufsunterlagen aktiv beworben.

Mit Hydraulikaggregaten wird ein hoher Fügedruck erzeugt und die entstehende Schweißraupe abgezwickt.

Die Vorteile der neuentwickelten, hydraulischen Schweißmaschine zeigen sich vor allem bei der Verarbeitung optisch sensibler Profil-oberflächen mit besonders naturgetreuen Holzdekoren (z. B. Woodec), unifarbenen Dekoren, matten Oberflächen, Profilen mit Acrylcolor-Oberflächen etc., denn die Maschine erzeugt eine geschlossene Folienoptik auf den Sichtflächen. Der feine Schweißwulst, der im Schweißvorgang entsteht, wird von der Maschine unter hohem Druck „abgezwickt“

Zusatzaufgaben für den Verputzer

Die heute verfügbaren Eckenverputzautomaten sind heute so schnell, dass parallel auch gleich die Eck- und Scherenlager gebohrt werden können. Entsprechende Lösungen bieten die einschlägigen Maschinenhersteller wie AFS Federhenn, Elumatec, Emmegi, Haffner, KMW, Rapid, Rotox, Urban.

In diesem Betrieb ist der dreh- und kippbare Transport-Shuttle ein wesentliches Element des neuen Konzeptes für die Optimierung der innerbetrieblichen Logistik . Dieser beschickt ein Pufferregal bzw. verteilt die Rahmen auf die vorgesehenen Montagezonen.

Vernachlässigte Optimierungspotenziale

Auf der Suche nach Rationalisierungspotentialen setzen noch immer viele Fensterbaubetriebe auf kurze Taktzeiten bei der Profilbearbeitung. Dabei vernachlässigend, dass der erzielte Zeitgewinn durch den mangelnden Fertigungsfluss bei den Nachfolgestationen mehr als aufgezehrt wird.
Die Abläufe nach dem geschweißten Viereck werden noch viel zu häufig vernachlässigt. Produktivität und Effizienz sind hier durch verbesserte Arbeitsabläufe und Arbeitskonzentrationen zu erzielen.
Neben der Leistung der Einzelmaschinen entscheidet die Logistik innerhalb der Fertigungslinie maßgeblich darüber, ob die angestrebten Taktzeiten bzw. der erwartete Produktionsausstoß auch erreicht werden kann. Hierzu sind Puffereinrichtungen nach den einzelnen Bearbeitungsstationen, unabdingbar. Diese können nicht nur für das Austarieren der unterschiedlichen Taktzeiten bzw. den erhöhten Zeitaufwand für Zuarbeiten, sondern auch für eine automatische Kommissionierung nach Tourenplan und/oder für eine optimale Belegung der Transportgestelle nach dem Prinzip „die großen Elemente zuerst", genutzt werden.

Schont die Mitarbeiter

Für das Handling besonders großes und/oder schwerer Elemente ist die Hilfe eines zweiten Mitarbeiters oftmals unabdingbar. Aber wenn dieser dafür seine eigentliche Aufgabe ruhen lässt und seinen Arbeitsplatz verlässt, ist damit eine Störung der Produktion und ein hoher Zeit- und Produktivitätsverlust verbunden.
Weil es immer schwieriger wird, qualifiziertes Personal zu finden, achten heute viele Fensterbauer auf eine möglichst ergonomische Einrichtung der Arbeitsplätze. Die einzelnen Bearbeitungsstationen werden angetriebenen Rahmenrollenbahnen zum Transport der Rahmen und der Bestückung der Montage-Arbeitstische verknüpft. Wenn diese als automatische Kipptische zum automatischen Abnehmen und Abstellen von Fensterrahmen in eine horizontale oder vertikale Arbeitsebene ausgelegt sind, dann erübrigt sich das Tragen von Fensterelemente zur nächsten Bearbeitungsstation oder das Umdrehen zu weiteren Bearbeitung, aufrichten oder was auch immer. Wenn Fenster nicht mehr von Hordenwagen auf die Bearbeitungstische gehoben werden müssen, ist zudem die Gefahr von Beschädigungen deutlich geringer.

Sind die Montagestationen wie die Verglasungs- und Versiegelungsstationen mit hydraulischer Hub- und Senkeinrichtung ausgestattet, ist auch in diesem Bereich ein ergonomisches Arbeiten möglich. Sprich die „Verbeugung" vor den Elementen gehört ebenso wie das Herumklettern auf den Rollenbahnen, wie es in vielen Betrieben noch zu beobachten ist, der Vergangenheit an. Als ausgemachter Spezialist für die Optimierung der innerbetrieblichen Logistik hat sich insbesondere AFS Federhenn in der internationalen Fensterbranche einen Namen gemacht.

Aufwändige Lagerhaltung

Am Anfang jeder Kunststofffenster-Produktion steht das Profillager. Bedingt durch die Vielfalt an Profilvarianten sowie ein ständig erweiterte Farb- und Dekorpalette ist bei den Fenster- und Türenherstellern der Aufwand für die Lagerhaltung ständig gestiegen. Und zugleich auch dsie logistische Herausforderung, die benötigte Profilkombination am Lager verfügbar zu haben, um die dem Kunden zugesagte Lieferzeit einhalten zu können. Angesichts dieser Herausforderung setzen vor allem die größeren Fensterbau-Unternehmen mehr und mehr auf moderne Lagertechnik wie Paternoster- oder gar Hochregale.
Die Verarbeitung und Bereitstellungen sämtlicher für den Fensterbau notwendigen Zusatz- und Sonderprofile ist mit einem hohen personellen und logistischen Aufwand verbunden. Um auch die Verarbeitung von Zusatz- und Sonderprofilen rationell und übersichtlich zu gestalten, setzen einige Fensterbauer daher auch in diesem Bereich Paternosterregale ein, um die notwenige Profilvielfalt auf möglichst wenig Platz in unmittelbarem Zugriff zu haben.

In vielen Fensterbau-Betrieben wird im Sinne der Flexibilität noch immer auf vollautomatisierte Transportstraßen verzichtet. Um den Mitarbeitern die Arbeit in der Endmontage zu erleichtern, sind die Einzelarbeitsplätze mit Hub- und Schwenk-Tischen ausgestattet, um ein möglichst ergonomisches Arbeiten zu ermöglichen.

Automatisierung mit Augenmaß

Die Zeit, in der viele Fensterbauer auch die Vollautomatisierung der Beschlagmontage an Rahmen und Flügel angestrebt haben, sind schon seit einiger Zeit vorbei. Die hohe Variantenvielfalt setzt zum einen hohe Investitionssummen voraus, die sich nur bei entsprechend hohen Stückzahlen amortisieren. Zudem fürchten viele Unternehmen um ihre Flexibilität. Üblicherweise wird daher heute in die Teilautomatisation investiert. Sprich Voranschlagplätze, an denen der Mitarbeiter wie gewohnt den Beschlag händisch einlegt, werden mit Schraubautomaten kombiniert, die die Verschraubung übernehmen. Dabei kommen je nach der vom Kunden geforderten Taktzeit eines oder zwei Schraubaggregate zum Einsatz. Über die Anzeige auf dem Bildschirm wird der zuständige Mitarbeiter mit allen notwendigen Informationen versorgt, wird ihm die Abfolge der Arbeitsschritte graphisch angezeigt.

Neue Optimierungspotenziale

Nachdem heute bei der unmittelbaren Profilbearbeitung schon sehr kurze Taktzeiten erreicht sind, gilt es auch bei den nachfolgenden Arbeitsschritten mögliche Potenziale zur Optimierung der Abläufe und der Rationalisierung zu erschließen. Mehr und mehr investieren Fensterhersteller beispielsweise in Glassortieranlagen, um den durch den steigenden Anteil von Dreifachverglasungen belasteten Mitarbeitern ihre Arbeit zu erleichtern. Eine Investition, die sich gemessen an anderen Automatisierungslösungen sehr schnell rechnet.
Denn die vom Glashersteller auf den Glastransportgestellen angelieferten Scheiben stehen nun einmal nie in der benötigten Reihenfolge. Das Suchen der passenden Scheibe ist nicht nur mühsam und zeitraubend, sie birgt auch die Gefahr der Beschädigung der Scheiben. Darüber hinaus sind die Mitarbeiter durch den schnell steigenden Anteil von Dreifachverglasungen körperlich stark belastet.
Mit dem Glaspuffer und Kommissionierer bietet sich die Möglichkeit, die Glasscheiben für eine klassische Verglasung nach der Hochzeit oder für eine maschinelle Glasscheibenverklebung "Just-in-time" bereit zu stellen. Und das komplett automatisiert. So wird der kontinuierliche Materialfluss im Produktionsprozess sichergestellt und ein Beitrag zur Humanisierung der Arbeit geleistet. Die Entnahme der Glasscheiben von den Transportgestellen, die Zuführung in den Puffer und die anschließende Weiterleitung in den Fertigungsprozess erfolgt über Vakuum Hebegeräte.
Diese kommen mehr und mehr auch in anderen Abteilungen der Produktion zum Einsatz: sei es im Bereich der Verglasungsstation bzw. in der Kommissionierung und im Versand.

Klebetechnik hält Einzug

Handversiegelungsanlagen sind für viele Betriebe erst einmal der Einstieg in die Klebetechnik. Vor allem dann, wenn nicht in der Serie geklebt werden soll, sondern in erster Linie nur Sonderelemente oder Fenster und Fenstertüren in Übergrößen. Die Qualität der Verklebung ist dabei natürlich nicht nur von den eingesetzten Materialien sondern auch von der „Tagesform" des damit beauftragten Mitarbeiters abhängig.

Deutlich mehr Präzision versprechen automatische Verklebeautomaten wie sie beispielsweise von Rotox oder Urban angeboten werden. Der Klebevorgang läuft dabei CNC-gesteuert und vollautomatisch. Die eingesetzte Servo- und Steuerungstechnik ermöglicht eine durchgängige Kontrolle der Dosierung des eingesetzten Klebers. Zudem wird der Vorgang für spätere Rückfragen für jedes Fensterelement genau dokumentiert.