DE10048000A1 - Vorrichtungen, Verfahren und Systemelemente zum Verschweißen und/oder Abdichten von Bodenbelägen - Google Patents
Vorrichtungen, Verfahren und Systemelemente zum Verschweißen und/oder Abdichten von BodenbelägenInfo
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Abstract
Bei Bodenbelägen wie CV-, PVC und Linoleumbelägen besteht das Problem, daß der Belag gegenüber der Wand abgedichtet oder einzelne Elemente eines solchen Belages miteinander verschweißt oder zumindest gegeneinander abgedichtet werden müssen, was mittels einer durch Zufuhr von Wärme zu verflüssigenden sogenannten "Schweißschnur" geschieht. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verschweißen und/oder Abdichten von Bodenbelägen zu vereinfachen. DOLLAR A Es wird eine Vorrichtung zum Abdichten und/oder Verschweißen von Bodenbelägen mit einem Fahrgestell und einem Antrieb zum Bewegen der Vorrichtung auf einem Bodenbelag und Mitteln zum Erwärmen eines thermoplastischen Materials vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein berührungslos arbeitender Sensor zum direkten oder indirekten Erfassen einer Relativposition von Vorrichtung und Bodenbelag und Mittel zur Steuerung der Bewegung der Vorrichtung auf dem Bodenbelag anhand der berührungslos erfaßten Relativposition vorgesehen sind.
Description
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen, Verfahren und Systemelemente zum
Verschweißen und/oder Abdichten von Bodenbelägen.
Bei Bodenbelägen wie CV-(Cushioned-Vinyl-), PVC-, Linoleum- und ähnlichen
Belägen besteht das Problem, daß der Belag gegenüber der Wand abgedichtet
oder daß einzelne Elemente eines solchen Belages, der im Regelfall aus bahn- oder
plattenförmigen Bodenbelagelementen besteht, miteinander verschweißt oder
zumindest gegeneinander abgedichtet werden sollen.
Die CV-Beläge werden meistens in Bahnen oder Platten geliefert und müssen nach
dem Verlegen miteinander verschweißt werden. Das Verschweißen mit einer
Schweißschnur geschieht entweder von Hand mittels eines Heißluftfön oder bei
großflächigen Räumen und geradlinigen Schweißnähten mittels eines
selbstlaufenden Heißluft-Schweißgerätes.
Folgende Arbeitsschritte sind erforderlich:
- - Ausfräsen einer Schweißnut
- - Säubern (Absaugen oder Ausfegen) der ausgefrästen Späne
- - Einlegen einer Schweißschnur
- - Andrücken der Schweißschnur
- - Erwärmen der Schweißschnur
- - Abschneiden der überstehenden Schweißschnur.
Es sind also mehrere Arbeitsschritte erforderlich, so daß die bekannten Verfahren
sehr zeitintensiv sind.
Das Erwärmen, Einlegen und Andrücken der Schweißschnur wird von Hand
durchgeführt und hängt von der Genauigkeit des Facharbeiters ab; dadurch bedingt
kann es zu Unregelmäßigkeiten kommen, die nach einer gewissen Zeit das
Aufplatzen der Schweißnähte zur Folge haben kann, wodurch bei Säuberung mit
Wasser Feuchtigkeit in die Nut eindringen und den CV-Belag lösen kann. Eine zu
lange oder zu hohe Erwärmung (160-180°C) kann zur Folge haben, daß das
Obermaterial in Mitleidenschaft gezogen wird und verbrennt.
Beim Ausfräsen der Nut durch eine Handfräsmaschine entsteht zur Wand ein
Abstand, der bisher von Hand durch einen Hobel ausgehoben werden mußte.
Das Heißluft-Schweißgerät, welches hinten durch eine Andruckrolle und vorne
durch ein Fugenrad geführt wird, kann durch Krafteinwirkung aus der Nut springen
und unkontrolliert neben der Nut schweißen.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde Vorrichtungen,
Verfahren zum Verschweißen und/oder Abdichten von Bodenbelägen und bei der
Herstellung von Bodenbelägen bzw. von Abdichtungen verwendbare
Systemelemente anzugeben, welche die genannten Nachteile überwinden.
Insbesondere soll ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, welche
das Verschweißen von individuell zugeschnittenen CV-Belägen ohne sichtbare
Schweißnähte erlaubt, wobei in vorteilhafter Weiterbildung die Schweißmaschine
die zu verschweißende Naht selbständig erkennen und von unten (!) verschweißen
soll, unabhängig von Geraden oder Kurven.
Die Aufgabe gelöst von Verfahren und Vorrichtungen sowie den zusammen ein
System bildenden Elementen wie Schweißschnur und Bodenbelagelemente mit den
Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den
jeweiligen Unteransprüchen gegeben.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden rein beispielhaften und nicht beschränkenden Beschreibung einiger
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen von
thermoplastisch verformbaren Material, also zum Verschweißen
und/oder Abdichten von Bodenbelägen mit oder ohne
Schweißschnur in Seitenansicht,
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seitenansicht,
Fig. 3 eine Prinzipskizze der wesentlichen Elemente der Vorrichtung
gemäß Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 4 auf einem Estrich verlegte erfindungsgemäße
Bodenbelagelemente mit einem der Oberseite abgewandten
Aufnahmekanal für eine Schweißschnur, wobei die
erfindungsgemäße Schweißschnur einen metallischen Faden
enthält,
Fig. 5 die Elemente gemäß Fig. 4, wobei jedoch die Schweißschnur
statt des Fadens kleine Metallpartikel enthält,
Fig. 6, 7 Prinzipskizzen zur Verdeutlichung des Einsatzes und der
Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die CNC gesteuerte Laser-Schweißmaschine ist mit einem schwenkbar gelagerten
Laser, 4 einzeln angetriebenen Laufrädern in der Axialrichtung um 360 Grad
drehbar, einem Metallsensor oder -detektor, einem Abstandsmeßgerät und einem
Computer ausgerüstet.
Die CV-Beläge werden an der Unterseite, an den zu verschweißenden Stellen,
halbrund ausgefräst (wird bei der Herstellung mit gemacht). Während des Verlegens
der Beläge wird eine spezielle Schweißschnur (Fig. 4 und 5) in die halbrunde
Fräsnut eingelegt, die dann mit der Laser-Schweißmaschine erwärmt und
verschweißt wird.
Die Vorrichtung erlaubt das Verschweißen von individuell zugeschnittenen CV-
Belägen ohne sichtbare Schweißnähte, wobei die Laser-Schweißmaschine die zu
verschweißende Naht selbständig erkennt und von unten verschweißt, unabhängig
von Geraden oder Kurven - es können also beliebig zugeschnittene Belagelemente
miteinander verschweißt werden.
Es entfallen die eingangs genannten Arbeitsschritte, was zu einer erheblichen
Zeit- und Kostenersparnis führt. Zudem gibt es keine deutlich sichtbaren
Schweißnähte mehr. Die Laser-Schweißmaschine ist in der Lage, die zu
verschweißenden Nähte selbständig zu suchen und bis zur Wand hin zu
verschweißen. Es können damit gerade Linien oder Kurven verschweißt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise wie folgt durchgeführt:
Das 1. Element des CV-Belages wird verlegt, die Schweißschnur wird eingelegt und
das 2. Element an das 1. Element angelegt.
Der Schweißvorgang erfolgt wie nachfolgend beschrieben: Der
Laser-Schweißmaschine wird mittels Computer die gesamte zu verschweißende
Strecke eingespeichert. Die Maschine wird an einen Punkt der zu verschweißenden
Naht aufgesetzt und dieser Punkt als "Start" im Computer gespeichert. Über einen
Metallsensor oder -detektor erkennt die Laser-Schweißmaschine die unter dem
CV-Belag liegende Schweißschnur, verschweißt diese mit dem Laser und fährt über
die 4 einzeln angesteuerten Laufräder die zu verschweißende Strecke ab. Fährt die
Laser-Schweißmaschine vor ein Hindernis (z. B. eine Wand), wird dieses Hindernis
von den vorne liegenden Abstandsmessern erkannt und der Fahrantrieb
abgeschaltet, wobei der Laser in Fahrtrichtung weiter schwenkt und bis zur Wand
hin verschweißt. Danach fährt die Laser-Schweißmaschine automatisch anhand der
in den Computer eingegebenen Daten zur nächsten zu verschweißenden Stelle. Die
verschweißten Strecken werden im Computer als "bearbeitet" gespeichert, damit
sichergestellt ist, daß eine Strecke nicht zweimal bearbeitet wird. Erfaßt der
Metallsensor oder -detektor kein Metall mehr und sind alle Strecken im Computer
als "bearbeitet" gekennzeichnet, schaltet der Fahrantrieb und der Laser automatisch
ab. Die Versorgungsleitungen (z. B. Strom- und Wasserzuführung) für die Laser-
Schweißmaschine werden manuell kontrolliert, damit sie nicht durch Zufall
überfahren werden.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und
Weiterbildungen möglich. Wesentliche Erfindungsgedanken sind z. B.:
- - das Verschweißen der CV-Beläge erfolgt von der Unterseite, dadurch keine sichtbaren Schweißnähte und das Obermaterial kann fugenlos verlegt werden;
- - eine metallenthaltende Schweißschnur, damit die Laser-Schweißmaschine ihren Weg selbständig erkennt;
- - der Laser-Schweißmaschine wird mittels eines Computers die Streckenführung mitgeteilt und über einen Metallsensor oder -detektor sucht sie die zu verschweißenden Nähte selbständig;
- - die Schweißschnur kann durch den schwenkbaren Laser bis zur Wand erwärmt werden;
- - beim Reinigen des CV-Belages mit Flüssigkeiten kann diese nicht bis zum Estrich vordringen und ein Lösen des CV-Belages vom Estrich wird verhindert.
Claims (35)
1. Vorrichtung zum Abdichten und/oder Verschweißen von Bodenbelägen mit
einem Fahrgestell und einem Antrieb zum Bewegen der Vorrichtung auf einem Bodenbelag und
Mitteln zum Erwärmen eines thermoplastischen Materials, dadurch gekennzeichnet, daß
ein berührungslos arbeitender Sensor zum direkten oder indirekten Erfassen einer Relativposition von Vorrichtung und Bodenbelag und
Mittel zur Steuerung der Bewegung der Vorrichtung auf dem Bodenbelag anhand der berührungslos erfaßten Relativposition vorgesehen sind.
einem Fahrgestell und einem Antrieb zum Bewegen der Vorrichtung auf einem Bodenbelag und
Mitteln zum Erwärmen eines thermoplastischen Materials, dadurch gekennzeichnet, daß
ein berührungslos arbeitender Sensor zum direkten oder indirekten Erfassen einer Relativposition von Vorrichtung und Bodenbelag und
Mittel zur Steuerung der Bewegung der Vorrichtung auf dem Bodenbelag anhand der berührungslos erfaßten Relativposition vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
berührungslos arbeitende Sensor zum direkten oder indirekten Erfassen der
Relativposition von Vorrichtung und Bodenbelag ein CCD-Array umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
berührungslos arbeitende Sensor zum direkten oder indirekten Erfassen der
Relativposition von Vorrichtung und Bodenbelag einen Metalldetektor umfaßt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der berührungslos arbeitende Sensor um wenigstens eine zum Bodenbelag
parallele Achse schwenkbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zur Steuerung der Bewegung der Vorrichtung auf dem Bodenbelag
anhand der berührungslos erfaßten Relativposition eine CNC-Steuerung umfassen.
6. Vorrichtung zum Abdichten und/oder Verschweißen von Bodenbelägen
insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Fahrgestell und einem
Antrieb zum Bewegen der Vorrichtung auf einem Bodenbelag und Mitteln zum
Erwärmen eines thermoplastischen Materials, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel zum Erwärmen des thermoplastischen Materials eine Vorrichtung zur
Erzeugung von Ultraschallwellen umfassen.
7. Vorrichtung zum Abdichten und/oder Verschweißen von Bodenbelägen
insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Fahrgestell und einem
Antrieb zum Bewegen der Vorrichtung auf einem Bodenbelag und Mitteln zum
Erwärmen eines thermoplastischen Materials, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel zum Erwärmen des thermoplastischen Materials eine Vorrichtung zur
Erzeugung elektromagnetischer Wellen umfassen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen elektromagnetische Wellen mit
Wellenlängen im Infrarotbereich erzeugt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen ein Laser ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein
Nd : YAG-Laser ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein
vorzugsweise elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge zwischen etwa 800
und etwa 1000 nm emittierender Diodenlaser, insbesondere ein
Hochleistungsdiodenlaser ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser
mehrere Dioden umfaßt und daß optische Elemente zum Fokussieren des
gesamten von den Dioden erzeugten Strahlungsfeldes vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel zur Erfassung der von den Mitteln zum Erwärmen des thermoplastischen
Materials abgegebenen Leistung vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12 und einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erfassung der von den Mitteln zum Erwärmen
des thermoplastischen Materials abgegebenen Leistung ein Photoelement
aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel, insbesondere ein Pyrometer, zur berührungslosen Erfassung der
Temperatur des von den Mitteln zum Erwärmen des thermoplastischen Materials
erwärmten Materials vorgesehen sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Auswerte- und Steuereinheit zur Steuerung der von den Mitteln zum Erwärmen des
thermoplastischen Materials abgegebenen Leistung anhand der erfaßten
Temperatur des thermoplastischen Materials vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel, insbesondere ein Hobel oder ein Messer, zum Abtragen von nach dem
Erwärmen und Abkühlen des thermoplastischen Materials eventuell aus der Ebene
des Bodenbelags überstehenden Materials vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Absaugeinrichtung zum Absaugen von beim Erwärmen des
thermoplastischen Materials eventuell entstehenden Dämpfen und/oder von Staub
und Spänen vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens zwei Abstandssensoren zur Messung des Abstands der Vorrichtung
zu eventuell im Fahrweg der Vorrichtung auftauchenden Hindernissen wie z. B.
Wänden vorgesehen sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens Mittel zum drahtlosen oder drahtgebundenen Übertragen von
Steuer- und/oder und Positionssignalen und/oder mittels der vorgesehenen
Sensoren erfaßter Daten zu einer externen Auswerte- und Steuereinheit
vorgesehen sind.
20. Verfahren zum Verschweißen von Bodenbelägen mittels einer automatisch
über die Fügeteile fahrenden und wenigstens ein Fügeteil erhitzenden Vorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Relativposition von Vorrichtung und zumindest
einem Fügeteil automatisch berührungslos erfaßt wird und daß die Vorrichtung
anhand der erfaßten Relativposition gesteuert wird.
21. Verfahren zum Abdichten und oder Verschweißen von Bodenbelägen mittels
eines schnur- oder drahtartigen Abdicht- bzw. Schweißzusatzes ("Schweißschnur")
und einer automatisch über die Schweißschnur fahrenden und die Schweißschnur
erhitzenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativposition von
Vorrichtung und Schweißschnur automatisch berührungslos erfaßt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das
wenigstens eine Fügeteil bzw. die Schweißschnur mittels Ultraschall erhitzt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das
wenigstens eine Fügeteil bzw. die Schweißschnur mittels elektromagnetischer
Wellen erhitzt wird.
24. Verwendung eines Lasers, insbesondere eines Nd : YAG-Lasers oder eines
Diodenlasers zum Verschweißen und/oder Abdichten von Bodenbelägen.
25. Schnur- oder drahtartiger Abdicht- und Schweißzusatz ("Schweißschnur")
insbesondere für Bodenbeläge, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißschnur
von entsprechenden Sensoren kontaktlos erfaßbare Teile, Partikel oder Pigmente
enthält.
26. Schweißschnur nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schweißschnur von CCD-Arrays kontaktlos erfaßbare Farbpigmente enthält.
27. Schweißschnur nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schweißschnur von Metalldetektoren kontaktlos erfaßbare Teile, insbesondere
einen Draht, oder Partikel enthält.
28. Plattenartiges oder bahnförmiges Bodenbelagelement zur Herstellung eines
aus mehreren solcher Elemente hergestellten Bodenbelages, insbesondere eines
CV-, PVC-, Linoleum- oder vergleichbaren Belages, dadurch gekennzeichnet, daß
die im bestimmungsgemäßen Verlegezustand Stoßkanten mit anderen Elementen
bildenden Kanten des Elementes derart vorgeformt sind, daß an den Stoßkanten
zweier Elemente ein Aufnahmekanal für eine Schweißschnur gebildet wird.
29. Bodenbelagelement nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stoßkanten derart vorgeformt sind, daß sich der Aufnahmekanal für die
Schweißschnur im bestimmungsgemäßen Verlegezustand auf der der Nutzseite
abgewandten Unterseite der Elemente befindet.
30. Thermoplastisch verformbares Bodenbelagelement zur Herstellung eines
aus mehreren solcher Elemente hergestellten Bodenbelages, insbesondere eines
CV-, PVC-, Linoleum- oder vergleichbaren Belages, dadurch gekennzeichnet, daß
die im bestimmungsgemäßen Verlegezustand Stoßkanten mit anderen Elementen
bildenden Kanten des Elementes derart geformt sind, daß sich zwei
bestimmungsgemäß verlegte Elemente im Bereich der Stoßkanten überlappen.
31. Bodenbelagelement nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß entlang der Stoßkanten von einem entsprechenden Sensor
kontaktlos erfaßbare Teile, Partikel oder Pigmente vorgesehen sind.
32. Bodenbelagelement nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß
entlang der Stoßkanten von CCD-Arrays kontaktlos erfaßbare Farbpigmente
vorgesehen sind.
33. Bodenbelagelement nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet,
daß entlang der Stoßkanten von Metalldetektoren kontaktlos erfaßbare Teile,
insbesondere ein Draht, oder Partikel vorgesehen sind.
34. Bodenbelag, dadurch gekennzeichnet, daß er mittels einer Vorrichtung nach
einem der Ansprüche 1 bis 19 und/oder unter Anwendung eines Verfahrens nach
einem der Ansprüche 20 bis 24 und/oder unter Verwendung eines Schweißschnur
nach einem der Ansprüche 25 bis 27 und/oder unter Verwendung von
Bodenbelagelementen nach einem der Ansprüche 28 bis 33 hergestellt ist.
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