BR102015028593A2 - método de junção de uma extremidade posterior de uma tira metálica anterior a uma extremidade anterior de uma tira metálica posterior, e aparelho para junção de uma extremidade posterior de uma tira metálica anterior a uma extremidade anterior de uma tira metálica posterior - Google Patents

Abstract

método de junção de uma extremidade posterior de uma tira metálica anterior a uma extremidade anterior de uma tira metálica posterior, e aparelho para junção de uma extremidade posterior de uma tira metálica anterior a uma extremidade anterior de uma tira metálica posterior trata-se de um método de junção de uma extremidade posterior de uma tira metálica anterior a uma extremidade anterior de uma tira metálica posterior, em particular, em uma usina de tratamento de tira, em que a extremidade posterior da tira anterior e a extremidade anterior da tira posterior são posicionadas uma acima da outra para formar uma sobreposição, e são juntadas entre si em vários pontos de junção na sobreposição através da preensão de juntas sem afastar a tira. esse método é caracterizado pelo fato de que a espessura da extremidade posterior da tira metálica anterior e/ou a espessura da extremidade anterior da tira metálica posterior é(são) medida(s) antes dessa junção, e a operação de preensão é controlada como uma função da(s) espessura(s) medida(s).

Description

MÉTODO DE JUNÇÃO DE UMA EXTREMIDADE POSTERIOR DE UMA TIRA METÁLICA ANTERIOR A UMA EXTREMIDADE ANTERIOR DE UMA TIRA METÁLICA POSTERIOR, E APARELHO PARA JUNÇÃO DE UMA EXTREMIDADE POSTERIOR DE UMA TIRA METÁLICA ANTERIOR A UMA EXTREMIDADE ANTERIOR DE UMA TIRA METÁLICA POSTERIOR BESCHREIBUNG: [001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Bandendes eines ersten Metallbandes mit dem Bandanfang eines zweiten Metallbandes, insbesondere in Bandbehandlungsanlagen, wobei das Bandende und der Bandanfang unter Bildung einer Überlappung übereinander positioniert und im Bereich der Überlappung an mehreren Verbindungspunkten mittels Durchsetzfügen ohne Durchtrennung und folglich ohne Schneidanteil miteinander verbunden werden.

[002] In Bandbehandlungsanlagen, welche auch ais Bandprozesslinien bezeichnet werden, werden in der Regei zu Bunden (Coils) aufgewickelte Bãnder im Einlaufteil abgewickelt, durchlaufen dann eine oder mehrere Behandlungsstationen und werden im Auslaufteil gegebenenfalls wieder aufgewickelt oder alternativ auch zu Tafeln geschnitten. Damit die Bãnder nicht stets neu eingefãdelt werden müssen, wird der Bandanfang eines neuen Bundes mit dem Bandende des letzten Bundes verbunden. Der Bandverbindung kommt besondere Bedeutung zu, da mangelhaften Bandverbindungen negative Auswirkungen auf die weitere Bearbeitung haben kõnnen.

[003] Aus der Praxis sind daher verschiedenste Verfahren zur Bandverbindung, z. B. durch Schweifien, Stanzen und/oder Kleben bekannt (vgl. z. B. EP 2 202 025 Al und EP 1 749 590 A2).

[004] In der Praxis hat sich herausgestellt, dass sich Bandverbindungen alternativ zu den herkõmmlichen Verfahren auch im Wege des Durchsetzfügens erzeugen lassen, das auch ais Clinchen bezeichnet wird. Das Durchsetzfügen ist ein Verfahren zum Verbinden von Metallbãndern bzw. Blechen ohne die Verwendung eines Zusatzwerkstoffes. Ein Durchsetzfügewerkzeug (Clinchwerkzeug) besteht in der Regei aus Stempel(n) und Matrize(n). Die zu verbindenden Bãnder werden durch den Stempel ãhnlich wie beim Tiefziehen unter plastischer Deformation in bzw. gegen die Matrize gedrückt. Die Bãnder werden dabei ohne den Einsatz von Nieten formschlüssig (und kraftschlüssig) miteinander verbunden. Durch Ausgestaltung von Matrize und Stempel kommt es an bzw. in der Matrize zu einem Fliehen der Werkstoffe in die Breite, so dass - ãhnlich einer Nietverbindung - eine formschlüssige Verbindung realisiert wird, ohne dass jedoch separate Nieten verwendet werden. Durchsetzfügen bzw. Clinchen meint im Rahmen der Erfindung ein Durchsetzfügen ohne Durchtrennung und folglich ohne Schneidanteil.

[005] Ein derartiges Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist z. B. aus der WO 2014/033037 Al bekannt. Dabei werden die Verbindungspunkte im Zuge der Bandverbindung mittels Durchsetzfügen erzeugt, wobei quer zur Bandlaufrichtung beabstandet eine Vielzahl von Verbindungspunkten unter Bildung einer oder mehrerer Verbindungspunktereihen erzeugt werden. Dabei ist es vorteil-haft, wenn das Werkzeug oder die Werkzeuge positionsgeregelt angestellt wird/ werden.

[006] Das bekannte Verfahren zum Verbinden von Bãndern mittels Durchsetzfügen ohne Durchtrennung hat sich in der Praxis bewãhrt, es ist jedoch weiterentwicklungsfãhig. -Hier setzt die Erfindung ein.

[007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich Metallbãnder universell und mit hoher Qualitãt auf einfache Weise ver-binden lassen.

[008] Zur Lõsung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemãhen Verfahren, dass die Dicke des Bandendes des ersten Metallbandes und/oder die Dicke des Bandanfangs des zweiten Metallbandes vor dem Verbinden ge-messen werden und dass der Durchsetz-Fügeprozess in Abhãngigkeit von der/ den gemessenen Dicken gesteuert oder geregelt wird. Das Durchsetzfügen erfolgt mit einem Durchsetz-Fügewerkzeug, das Stempel und Matrizen aufweist. Erfindungsgemãfi wird nun die Eintauchtiefe des Stempels bzw. der Stempel in as Material in Abhãngigkeit von der gemessenen Dicke des Bandes bzw. von dem gemessenen Dicken der Bãnder gesteuert oder geregelt, z. B. positionsgeregelt. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass es für die Qualitãt der Bandverbindung besonders wichtig ist, dass eine Verbindung ohne Durchtrennung und folglich ohne Schneidkanten erzeugt wird. Das setzt voraus, dass der Stempel nicht übermãhig tief in das Material eintaucht. Andererseits ist zur Erzeugung einer einwandfreien und festen Verbindung wesentlich, dass der Stempel in ausreichendem Mahe in das Material eintaucht, so dass im Ergebnis der Eintauchtiefe des Stempels in die Bãnder besondere Bedeutung zukommt. Aus diesem Grunde ist es grundsãtzlich mõglich, den Fügeprozess positionsgeregelt durchzuführen. ErfindungsgemãB erfolgt jedoch zusãtzlich zu einer Positionsregelung oder alternativ zu einer Positionsregelung eine Steuerung oder Regelung des Fügeprozesses in Abhãngigkeit von den tatsãchlichen Dicken der Metallbander. Denn in der Praxis hat sich herausgestellt, dass die zu verbindenden Bãnder in ihren Dicken von den angegebenen/angenommenen Werten bzw. von den Sollwerten abweichen. Da nun erfindungsgemãh eine Ermittlung der Ist-Dicke der Metallbander erfolgt, kann im Zuge des Fügeprozesses sichergestellt werden, dass der Fügeprozess stets mit optimaler Eintauchtiefe durchgeführt wird. Besonders bevorzugt werden dabei sowohl die Dicke des Bandendes des ersten Bandes ais auch die Dicke des Bandanfangs des zweiten Bandes gemessen. Die Dickenmessung bzw. die Dickenmessungen kõnnen z. B. durch Laserdicken-messungen erfolgen.

[009] Da erfindungsgemâh eine Dickenmessung erfolgt, ist es auch nicht mehr erforderlich, Bandenden bzw. Bandanfãnge mit eventuell grõheren Dickenabweichungen, z. B. Überdicken vorab abzuschneiden, sondern die Bandverbindung kann in solchen Bereichen erzeugt werden, die spàter gegebenenfalls ohnehin ais Schrott abgeschnitten werden.

[010] Die Messung der Banddicke bzw. Banddicken erfolgt vor dem Fügen, und zwar bevorzugt separat für jedes der beiden Bãnder. Alternativ liegt es auch im Rahmen der Erfindung, die Gesamtdicke der übereinander positionierten Bãnder (vor dem Fügeprozess) zu messen. Es ist mõglich, die Dicke oder die Dicken in der Nãhe oder in/an der Fügevorrichtung zu messen. Alternativ kann die Messung jedoch an einem anderen Ort, z. B. unmittelbar hinter dem Abwickelhaspel erfolgen.

[011] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im Folgenden erlãutert.

[012] Es ist vorteilhaft, wenn der Bandanfang und das Bandende und/oder das Durchsetzfügewerkzeug derart positioniert werden, dass kein Stempel des Fügewerkzeuges eine der Bandkanten trifft und/oder dass vor oder nach dem Verbinden der Bánder im Bereich einer oder beider Bandkanten eine oder mehrere Seitenstanzungen eingebracht werden.

[013] Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass zur Vermeidung von Problemen im Zuge des Durchlaufens der Bãnder durch andere Komponenten der Anlage einwandfreie Clinchpunkte erzeugt werden müssen und dass ver-mieden werden muss, dass ein Clinchpunkt im Bereich einer Bandkante erzeugt wird bzw. vorhanden ist. Denn wenn z. B. ein Clinchpunkt im Bereich einer bestehenden Bandkante erzeugt wird, kann es bei einem solchen unsauberen Clinchpunkt je nach Grad der Abdeckung der Bandkante durch den [014] Stempel zu Ausfransungen an der Bandkante kommen. In diesem Bereich kõnnen spáter beim Durchlaufen durch die Bandbehandlungslinie Partikel abbrechen, die z. B. an Rollen anhaften und zum Abdrücken auf dem Band führen. Erfindungsgemãfi werden folglich Vorkehrungen getroffen, um zu vermeiden, dass ein Clinchpunkt im Bereich einer Bandkante entsteht oder bestehen bleibt.

[015] Es besteht daher erfindungsgemãfi die Mõglichkeit, dass bereits im Zuge der Positionierung von Bandanfang und/oder Bandende und/oder der Positionierung des Werkzeuges gewãhrleistet wird, dass kein Stempel des Fügewerkzeuges eine der Bandkanten trifft.

[016] Alternativ oder ergãnzend schlãgt die Erfindung vor, dass im Bereich einer oder beider Bandkanten eine oder mehrere Seitenstanzungen bzw. Ausstanzungen eingebracht werden. Das Ausstanzen von Metallbándern ist in der Praxis grundsãtzlich bekannt. So kann es z. B. zweckmãhig sein, Seitenstanzungen bei der Bandverbindung von Bándern ungleicher Breite vorzunehmen, z. B. dann, wenn das neue Band breiter ist ais das alte, denn die breiteren Ecken des neuen Bandes kõnnten in der Linie hãngen bleiben, z. B. an Abquetschrollen. Um dies zu vermeiden, werden in diesem Fali die Ecken schràg weggestanzt, und zwar mit einem trapezfõrmigen oder halbkreisfõrmigen Stanzwerkzeug. Es besteht nun erfindungsgemâfi die Mõglichkeit, die Seitenstanzungen nach dem Verbinden der Bãnder einzubringen, und zwar mit der MaBgabe, dass kein Fügepunkt durch die Stanzung angeschnitten wird.

[017] Alternativ besteht die Mõglichkeit, bereits vor dem Verbinden der Bãnder eine oder mehrere Seitenstanzungen einzubringen. Dieses ist z. B. dann zweck-mãhig, wenn die Gefahr besteht, dass ein Clinchstempel auf die Bandkante trifft. In diesem Fali kann die Seitenstanzung vor dem Verbinden der Bãnder mit der Mahgabe eingebracht werden, dass eine Abhângigkeit von der Werkzeuggeometrie und der Bandbreite ein Auftreffen eines Werkzeugstempels auf eine Bandkante verhindert wird.

[018] Abgesehen von der oben bereits erwãhnten Mõglichkeit, das Bandende und Bandanfang auf Anlagenmitte zentriert werden, besteht die Mõglichkeit, dass nur eines der Bãnder mittig zum anderen zentriert wird. Dann kõnnen beide Bandenden bzw. beide Bãnder auherhalb der Anlagenmitte liegen. Das Clinchwerkzeug wird dann so in Breitenrichtung verschoben, dass seine Mittenachse mit der der Bandenden übereinstimmt. Es gibt dann wieder die oben erlãuterten Mõglichkeiten, um zu vermeiden, dass ein Clinchpunkt im Bereich der Bandkante liegt.

[019] Optional besteht die Mõglichkeit, dass das Clinchwerkzeug fix in der Anlagenmitte angeordnet bleibt. Die Lage der beiden Bãnder wird relativ zur Anlagenmitte gemessen. Auf diese Weise ist dann bekannt, wo die Clinchpunkte in den beiden verbundenen Bandenden angeordnet sind. Die Seitens tanzung erfolgt nun je Seite so, dass kein Clinchpunkt angestanzt wird. In dem Fali, in dem in der Linie auch besãumt wird, wird die Stanztiefe je Seite entsprechend grõter bemessen, jedoch wiederum so, dass kein Clinchpunkt angestanzt wird.

[020] Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung, wird optional vorgeschlagen, dass die Bãnder vor und/oder wãhrend des Clinchens beõlt werden. Das Beõlen der Fügepartner im Zuge des Clinchens ist grundsãtzlich bekannt, um den Werkzeugverschleih beim Clinchen zu minimieren und die Standzeit zu maximieren. In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, dass die Beõlung für den Tiefziehprozess beim Clinchen ungünstig ist. Dieses hãngt damit zusammen, dass die Beõlung die Reibung der Fügepartner bzw. Bãnder verringert und dieses kann sich negativ auf die Verbindungsqualitãt bzw. Verbindungsfestigkeit auswirken.

[021] Davon ausgehend schlãgt die Erfindung nun bevorzugt vor, dass lediglich die obere Oberflãche des oben liegenden Metallbandes und die untere Oberflãche des unten liegenden Metallbandes beõlt werden. Demnach erfolgt die Beõlung folglich ausschliehlich von unten auf das unten liegende Band und von oben auf das oben liegende Band, so dass zwischen den beiden Bandendenoberfláchen keine Beõlung stattfindet. Damit lassen sich die in der Praxis beobachteten Probleme auf einfache und zuverlãssige Weise vermeiden. Dennoch kann der WerkzeugverschleiB minimiert und die Standzeit maximiert werden.

[022] Das erfindungsgemãfie Verfahren eignet sich für verschiedenste Metallbãnder, z. B. Bãnder aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung oder Kupfer bzw. einer Kupferlegierung. Dabei werden grundsãtzlich übliche Bãnder, z. B. geglühte Metallbãnder umfasst. Es liegt jedoch ebenso im Rahmen der Erfindung, dass nicht geglühte Metallbãnder miteinander verbunden werden.

[023] Für das Clinchen ist es erforderlich bzw. zweckmãhig, wenn die Fügepartner eine gute Duktilitãt bzw. ein gutes ümformvermõgen unter Druck- und Zugbeanspruchung aufweisen. In der Praxis ist man daher bislang davon ausgegangen, dass lediglich Bleche bzw. Bãnder mit hoher Bruchdehnung geeignet sind. Aus diesem Grunde wurde das Clinchen beim Verbinden von Aluminiumbãndern bislang auf geglühte Aluminiumbãnder beschrãnkt und die Erfindung umfasst selbstverstãndlich die Verbindung geglühter Metallbãnder. Versuche haben nun aber überraschend gezeigt, dass sich auch kaltgewalzte, nicht geglühte Metallbãnder, z. B. Aluminiumbãnder mit ausreichender Qualitãt durch Clinchen verbinden lassen. Versuche haben gezeigt, dass das Clinchen mit guter Qualitãt selbst dann realisiert werden kann, wenn die Bruchdehnung A80 nur 6 % oder weniger betràgt. Bei der Bruchdehnung handelt es sich beim Zugversuch um die Differenz zwischen der Messlãnge nach dem Bruch und der Anfangsmesslánge, bezogen auf die Anfangsmesslãnge, wobei die Bruchdehnung in Prozent angegeben wird. Da der Wert der Bruchdehnung durch das Verhãltnis von Messlánge zu Probenquerschnitt mitbestimmt wird, wird die Bruchdehnung durch einen entsprechenden Index nãher gekennzeichnet, wobei im vorliegenden Fali die Bruchdehnung A80 auf einen Zugversuch bei einer Messlãnge von 80 mm der Probe bezogen ist. So kõnnen Metallbãnder verwendet werden, deren Bruchdehnung A80 2 % bis 5 %, z. B. etwa 3 % bis 4 % betrágt. Erfindungsgemãfi gelingt folglich eine einwandfreie Bandverbindung nicht nur bei geglühten Metallbãndern, sondern auch bei kaltgewalzten, nicht geglühten Metallbãndern. Bei den Metallbãndern kann es sich z. B. um Bãnder aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung oder Kupfer oder einer Kupferlegierung handeln. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Tatsache, dass die Bandverbindung durch eine Vielzahl von Verbindungspunkten realisiert wird. Vorzugsweise werden zumindest 30 Verbindungspunkte pro Meter Bandbreite für die jeweilige Bandverbindung realisiert, z. B. zumindest 40 Verbindungspunkte, besonders bevorzugt zumindest 50 Verbindungspunkte pro Meter Bandbreite. Aufgrund der Vielzahl der Verbindungspunkte, die die Bandverbindung erzeugen, kann es in Kauf genommen werden, dass einzelne Clinchpunkte einreiBen. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass z. B. bei der Verbindung von nicht geglühten, kaltgewalzten Metallbãndern in einem Grenzbereich gearbeitet werden kann, in dem gegebenenfalls einzelne Clinchpunkte einreiBen. Die Haltbarkeit der Bandverbindung wird aufgrund der Vielzahl von Clinchpunkten jedoch nicht entscheidend beeintrãchtigt, so dass sich das erfindungsgemãhe Verfahren in der Praxis auch bei nicht geglühten, kaltgewalzten Metallbãndern realisieren lãsst. Dabei kõnnen die Vielzahl der Verbindungspunkte in einer Verbindungspunktreihe mit einer Vielzahl von über die Bandbreite verteilten Verbindungspunkten oder besonders bevorzugt auch in mehreren in Bandlaufrichtung hintereinander angeordneten Verbindungspunktreihen erzeugt werden. Dabei kõnnen eine oder mehrere Verbindungspunktreihen zeitgleich mit lediglich einem einzigen Pressenhub erzeugt werden.

[024] Insoweit kann auf die Erkenntnisse aus der WO 2014/033037 Al zurückgegriffen werden.

[025] In einer optionalen Ausgestaltung der Erfindung werden die Bãnder durch temperiertes Clinchen miteinander verbunden. Dann ist vorgesehen, dass die zu verbindenden Metallbãnder vor und/oder wãhrend des Verbindens erwãrmt werden. Dazu besteht die Mõglichkeit, die Bãnder selbst mit geeigneten Temperiervorrichtungen vorzuwãrmen und dann zu clinchen. Alternativ oder ergãnzend kann die Temperierung auch über die Clinchwerkzeuge selbst erfolgen. Dazu besteht die Mõglichkeit, Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug zu erwãrmen, so dass das Band dann unter Kontaktdruck erwãrmt wird und danach umgeformt wird. Dazu kann es zweckmãfiig sein, mit einer nicht konturierten Matrize bzw. einem nicht konturierten Gegenwerkzeug zu arbeiten, wobei Gegenwerkzeug und/oder Stempel beheizbar sind. Bei einer Erwãrmung der Bãnder über eines oder beide Werkzeuge, kann es zweckmãfiig sein, die Bãnder vor dem Clinchen bzw. Pressen mit geeigneten Mitteln, z. B. einer Klemmeinrichtung oder dergleichen gegeneinander zu drücken. So besteht die Mõglichkeit, die Bãnder mit einem Niederhalter gegen die (beheizte) Gegenflãche zu drücken, so dass es zur Erwãrmung des Verbindungsbereiches kommt. Anschliefiend erfolgt dann das Clinchen mit Hilfe des Stempels. Ein Kontaktdruck wãhrend des Heizens kann aber auch mit den Werkzeugen bzw. Stempeln selbst erfolgen. In der (ersten) Heizphase erfolgt dann lediglich eine Fixierung der Bãnder und dabei das Erwármen und in einer (zweiten) Clinchphase dann das verbinden.

[026] Beim temperierten Clinchen ist es zweckmãfiig, wenn das bewegliche Werkzeug, z. B. das Oberwerkzeug positionsgeregelt anstellbar ist, und zwar insbesondere dann, wenn der Stempel in einer Heizphase für die Kontaktvorwãrmung auf dem Band positioniert werden muss. Im Falle einer Kontaktvor wármung mit Hilfe des Werkzeuges ist es auBerdem zweckmãBig, wenn der Kontaktdruck (wãhrend des Heizens) bandabhãngig einstellbar ist.

[027] Durch das Temperieren (Erwãrmen) der Metallbãnder wird deren Umformbarkeit bzw. deren Umformvermõgen erhõht, so dass der Verbindungsprozess optimiert werden kann. Dieses ist insbesondere bei der Verbindung sprõder Materialien vorteilhaft, da sich die Umformbarkeit sprõder Materialien durch Temperierung verbessern lãsst. Insgesamt kann das Temperieren bei bestimm-ten Werkstoffen oder Werkstoffkombinationen vorteilhaft sein. Rissbildungen kõnnen vermieden werden.

[028] Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Verbinden von Metallbãndern mit einem Verfahren der beschriebenen Art. Diese Vorrichtung weist eine Verbindungspresse mit Pressengestell, Pressenoberteil und Pressenunterteil auf, wobei am Pressenoberteil ein Oberwerkzeug mit zumindest einem Stempel (oder einer Matrize) für das Durchsetzfügen und am Pressenunterteil ein Unterwerkzeug mit zumindest einer Matrize (oder einem Stempel) für das Durchsetzfügen befestigt sind, wobei Pressenoberteil und/oder Pressenunterteil zum Aufbringen einer Presskraft mit einem oder mehreren Antrieben (gegeneinander) verfahrbar sind. So besteht die Mõglichkeit, das Pressenoberteil mit dem Oberwerkzeug mit Hilfe von Antrieben gegen das feststehende Unterwerkzeug zu verfahren oder umgekehrt. Bei den Antrieben kann es sich z. B. um hydraulische Presszylinder handeln. Dabei kann insbesondere auch auf bestehende Konstruktionen von Stanzverbindungspressen zurückgegriffen werden. Es kõnnen hohe Presskráfte aufgebracht werden, so dass nicht nur einzelne Verbindungspunkte, sondern zeitgleich eine Vielzahl von Verbindungspunkten gesetzt werden kõnnen, insbesondere eine oder mehrere vollstãndige Verbindungspunktreihen. So ist vorgesehen, dass das Oberwerkzeug ais Mehrfachwerkzeug mit mehreren über die Bandbreite verteilten Stempeln (oder Matrizen) und das Unterwerkzeug ais Mehrfachwerkzeug mit mehreren über die Bandbreite verteilten Matrizen (oder Stempeln) ausgebildet ist. Erfindungsgemãfi sind eine oder mehrere Dickenmessvorrichtungen vorgesehen, mit denen die Dicke des Bandendes des ersten Metallbandes und/oder die Dicke des Bandanfangs des zweiten Metallbandes messbar ist bzw. messbar sind. Dazu kann eine Steuer- oder Regelvorrichtung vorgesehen sein, mit welcher der Durchsetz-Fügeprozess in Abhãngigkeit von den gemessenen Dicken steuerbar oder regelbar ist. Ergãnzend kann eine Stanzvorrichtung vorgesehen sein, mit der eine oder mehrere Seitenstanzungen vor und/oder nach dem Verbinden der Bánder erzeugbar sind. Optional oder ergãnzend kõnnen auBerdem eine oder mehrere Beõlungsvorrichtungen für die Bãnder und/oder für die Werkzeuge vorgesehen sein.

[029] Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass sich die Vorrichtung optional an unterschiedliche Bãnder und insbesondere unterschiedliche Banddicken anpassen lassen soll, ist bevorzugt eine Werkzeugwechselvorrichtung mit mehreren Oberwerkzeugen und mehreren Unterwerkzeugen (und folglich mehreren Werkzeugsãtzen) vorgesehen, welche wahlweise aus einer Arbeitsposition innerhalb der Presse in eine Warteposition aufierhalb der Presse überführbar sind und umgekehrt. Mit Hilfe der Werkzeugwechselvorrichtung besteht die Mõglichkeit, mehrere Clinchwerkzeuge bzw. Werkzeugsãtze zur Verfügung zu stellen, so dass eine einfache Anpassung der Maschine an die jeweiligen Gegebenheiten, insbesondere an unterschiedliche Banddicken erfolgen kann. Ergãnzend besteht die Mõglichkeit, die Werkzeugwechselvorrichtung mit einem zusãtzlichen (herkõmmlichen) Stanzwerkzeug auszurüsten, so dass sich die Maschine im Bedarfsfall auch in eine Stanzvorrichtung umrüsten lãsst.

[030] Wie bereits erlãutert, weisen die Werkzeuge für das Clinchen in der Regei Stempel einerseits und Matrize andererseits auf. Bei der Matrize kann es sich z. B. um eine konturierte bzw. profilierte Matrize handeln, die an die Stempelform angepasst sein kann. Matrize meint im Rahmen die Erfindung aber auch eine nicht konturierte, flache Matrize und folglich ein flaches Gegenwerkzeug, so dass auch gleichsam „matrizenlose" Clinchverfahren umfasst werden.

[031] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erlãutert, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen. Es zeigen: [032] Fig. 1 eine erste Ausführungsform in einem Vertikalschnitt, [033] Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 in Richtung X, [034] Fig. 3 eine zweite Aus f ührungs f orm in einem Vertikalschnitt, [035] Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 3 in einer Seitenansicht, [036] Fig. 5 eine vereinfachte Ansicht auf den Gegenstand nach Fig. 4 in Richtung X

[037] Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung der Clinchverbindung mit Band [038] dickenmessung.

[039] Die Figuren zeigen eine Vorrichtung zum Verbinden von Metallbãndern, nãmlich zum Verbinden eines Bandendes eines ersten Metallbandes mit dem Bandanfang eines zweiten Metallbandes. Eine solche Vorrichtung wird vorzugsweise in eine Bandbehandlungsanlage (Bandprozesslinie) integriert, z. B. in den Einlaufbereich einer solchen Bandprozesslinie. Dort werden aufgewickelte Metallbãnder im Einlaufteil abgewickelt, durchlaufen dann verschiedene Behandlungsstationen und werden im Auslaufteil wieder aufgewickelt oder in sonstiger Weise weiterverarbeitet. Damit die Metallbãnder nicht stets neu eingefãdelt werden müssen, wird der Bandanfang eines neuen Bundes mit dem Bandende des letzten Bundes verbunden. Dazu werden Bandanfang und Bandende unter Bildung einer Überlappung übereinander positioniert und im Bereich der Überlappung an mehreren Verbindungspunkten miteinander verbunden. Solche Verbindungsverfahren sind grundsãtzlich bekannt. Die Metallbãnder sind in den Fig. 1 bis 5 nicht dargestellt, lediglich die Bandebene E ist angedeutet.

[040] ErfindungsgemáB werden die Verbindungspunkte mittels Durchsetzfügen ohne Schneidanteil (Clinchen) erzeugt. Dazu weist die Vorrichtung eine Verbindungspresse 2 mit Pressengestell 3, Pressenoberteil 4 und Pressenunterteil 5 auf. Die Bandlaufrichtung B ist in Fig. 4 angedeutet, in Fig. 1 und 3 steht sie senkrecht zur Zeichenebene. An dem Pressenoberteil 4 ist ein Oberwerkzeug 6 mit mehreren Stempeln 8 für das Clinchen befestigt. Am Pressenunterteil 5 ist ein Unterwerkzeug 7 mit mehreren Matrizen für das Clinchen befestigt. Oberwerkzeug 6 mit Stempeln 8 und Unterwerkzeug 7 mit Matrizen 9 bilden einen Werkzeugsatz 10a, b, c. Oberwerkzeug 6 und Unterwerkzeug 7 sind jeweils ais Mehrfachwerkzeuge mit jeweils mehreren über die Bandbreite verteilten Stempel 8 und Matrizen 9 ausgebildet. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Pressenoberteil 4 zum Aufbringen der Presskraft mit den Antrieben 11 gegen das fest stehende Pressenunterteil 5 verfahrbar. Die Antriebe 11 sind in den Ausführungsbeispielen ais hydraulische Presszylinder 11 ausgebildet, welche mit ihren Kolben an das verfahrbare Pressenoberteil 4 angeschlossen sind und sich an dem festen Oberholm des Pressengestells 3 abstützen. Die Fig. 1 und 3 zeigen die Presse 2 in geteilter Darstellung jeweils in einer Hãlfte geschlossen und in der anderen Hãlfte geõffnet. Das Pressenoberteil 4 ist am Pressengestell 3 an Führungen 15 geführt.

[041] Die dargestellten Ausführungsformen sind jeweils mit einer Werkzeugwechselvorrichtung 12 ausgerüstet, welche mehrere Werkzeugsãtze 10a, b, c, jeweils bestehend aus Oberwerkzeug 6 und Unterwerkzeug 7, zur Verfügung stellen. Mit Hilfe dieser Werkzeugwechselvorrichtung 12 lassen sich die einzelnen Werkzeugsãtze 10a, b, c wahlweise aus einer Arbeitsposition innerhalb der Presse in eine Warteposition auherhalb der Presse überführen und umgekehrt. Auf diese Weise besteht die Mõglichkeit, die Werkzeuge auszutauschen und die Vorrichtung an die gewünschten Gegebenheiten, z. B. an die jeweilige Banddicke anzupassen. Denn bevorzugt werden für das Verbinden bestimmter Banddicken unterschiedliche Werkzeuge eingesetzt.

[042] Die Fig. 1 und 2 einerseits und die Fig. 3 bis 5 andererseits zeigen zwei Ausführungsformen mit unterschiedlich ausgestalteten Werkzeugwechselvorrichtungen 12 .

[043] In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Werkzeuge 6, 7 mit der Werkzeugwechselvorrichtung 12 quer zur Bandlauf-richtung B aus der Arbeitsposition in die Warteposition überführt werden. Dazu ist die Werkzeugwechselvorrichtung 12 bei dieser Ausführungsform seitlich neben der Presse 2 angeordnet. Sie weist einen Wechseltisch 14 mit mehreren entlang der Bandlaufrichtung B hintereinander angeordneten Werkzeugsãtzen 10a, b, c auf. Soll das sich in der Verbindungspresse 2 befindliche Werkzeug ausgetauscht werden, so wird es quer zur Bandlaufrichtung B aus der Presse heraus auf den Wechseltisch 14 gezogen (oder geschoben). Der Wechseltisch 14 verfáhrt dann parallel zur Bandlaufrichtung, z. B. um eine Position, sodass dann ein anderes Werkzeug quer zur Bandlaufrichtung B in die Presse 2 hineingeschoben (oder hineingezogen) werden kann. In der vereinfachten Draufsicht in Fig. 2 ist erkennbar, dass bei der dargestellten Aus führungs form in der Werkzeugwechselvorrichtung 12 vier verschiedene Werkzeuge bzw. Werkzeugsãtze 10a, b, c, 10' angeordnet sind. Es sind drei Werkzeugsãtze 10a, b, c für das Clinchen vorgesehen, mit denen eine, zwei oder drei Verbindungspunktreihen gesetzt werden kõnnen. Das erste Werkzeug 10a weist folglich eine Reihe von Stempeln und Matrizen auf, wãhrend der zweite Werkzeugsatz 10b zwei in Bandlaufrichtung B hintereinander angeordnete Reihen von Stempeln und Matrizen aufweist und der dritte Werkzeugsatz 10c drei in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnete Reihen von Stempeln und Matrizen aufweist, sodass wahlweise mit einem einzige Pressenhub ein, zwei oder drei Verbindungspunktreihen gesetzt werden kõnnen, je nachdem welches Werkzeug 10a, b, c in der Presse 2 angeordnet ist. Ergãnzend ist ein zusãtzlicher Werkzeugsatz 10' vorgesehen, der ais S tanzwerkzeug 10' ausgebildet ist, sodass sich die Presse auch einfach für eine Stanzverbindung umrüsten lãsst. Es wird deutlich, dass z. B. für unterschiedliche Banddicken bzw. Banddickenbereiche verschiedene Werkzeugsãtze eingesetzt werden kõnnen, wobei die einzelnen Werkzeugsãtze 10a, b, c in der Regei unterschiedliche Punktdurchmesser bzw. Stempeldurchmesser aufweisen. Für dünne Bãnder werden in der Regei kleine Punktdurchmesser verwendet, wobei dann verhãltnismãhig viele Verbindungspunkte gesetzt werden. Für dicke Bãnder werden grohe Punktdurchmesser verwendet, wobei dann in der Regei weniger Punkte gesetzt werden.

[044] Dabei ist erkennbar, dass Oberwerkzeug 6 und Unterwerkzeug 7 unter Bildung des Werkzeugsatzes 10a, b, c über Führungen 13 miteinander verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um Führungssãulen 13, die gewãhrleisten, dass Oberwerkzeug 6 und Unterwerkzeug 7 mit Stempeln und Matrizen einwandfrei in der gewünschten Position zusammengefahren werden. Dabei weist jeder Werkzeugsatz insgesamt vier an den Ecken angeordnete Führungssãulen 13 auf. Dieses gilt gleichermafien für die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 wie für die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4.

[045] Wãhrend die Wer kzeugsat ze 10a, b, c bzw. 10' bei der Ausführungsf orm nach Fig. 1 und 2 quer zur Bandlaufrichtung B ausgewechselt werden, zeigen die Fig. 3 bis 5 eine zweite Ausführungsform, bei welcher die Werkzeugsãtze 10a, b, c bzw. 10' entlang der Bandlaufrichtung B zum Austausch verfahren werden. Die einzelnen Werkzeugsãtze sind wiederum in Bandlaufrichtung B hintereinander angeordnet, diesmal jedoch nicht seitlich versetzt zur Verbindungspresse 2, sondern entlang der Bandlaufrichtung versetzt zur Verbindungspresse 2. Dennoch wird der Durchlauf des Metallbandes nicht gestõrt, da die Oberwerkzeuge 6 stets oberhalb des Metallbandes bzw. der Bandebene E und die Unter-werkzeuge 7 stets unterhalb des Metallbandes angeordnet sind und da die Führungssãulen 13 stets auBerhalb des Bandbereiches angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform lãsst sich der Werkzeugsatz auch dann auswechseln, wenn sich das Band in der Maschine befindet. Fig. 4 zeigt eine Ansicht, bei der beispielhaft das Stanzwerkzeug 10' in der Maschine angeordnet ist.

[046] Um die Werkzeugsãtze 10a, b, c, 10' austauschen zu kõnnen, sind in der Regei Wechselantriebe vorgesehen, z. B. hydraulische Antriebe, die in den Figuren nicht im Detail dargestellt sind.

[047] Die in den Fig. 2 und 5 angedeuteten Werkzeuge zeigen, dass mit der erfindungsgemãBen Vorrichtung zeitgleich eine Vielzahl quer zur Bandlaufrichtung B beabstandete Verbindungspunkte unter Bildung zumindest einer sich über die Bandbreite oder nahezu die Bandbreite erstreckenden Verbindungspunktreihe erzeugt werden kõnnen. Je nachdem, welches der Werkzeuge verwendet wird, kõnnen zeitgleich auch mehrere in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnete Verbindungspunktreihen erzeugt werden. Damit besteht die Mõglichkeit, die gesamte Bandverbindung auch bei mehreren Verbindungspunktreihen mit einem einzigen Pressenhub zu erzeugen. Die Verbindungspresse stellt mit den Hydraulikzylindern 11 ausreichend Presskrãfte zur Verfügung.

[048] Das Prinzip der erfindungsgemãfien Clinchverbindung ist beispielhaft und vereinfacht in Fig. 6 dargestellt. Dabei sind das Bandende des ersten Metallbandes BI und der Bandanfang des zweiten Metallbandes B2 und die Überlappung gezeigt, in deren Bereich mit dem Clinchwerkzeug 6, 7 die Verbindungspunkte durch Clinchen gesetzt werden. Dabei ist eine Clinchverbindung ohne Schneidanteil gezeigt. In Fig. 6 ist erkennbar, dass mit einer ersten Dickenmessvorrichtung 16 die Dicke Dl des Bandendes des ersten Metallbandes BI und mit einer zweiten Dickenmessvorrichtung 17 die Dicke D2 des Bandanfangs des zweiten Metallbandes B2 gemessen werden, und zwar vor dem Verbinden der Bãnder. Diese Dickenmessvorrichtungen 16, 17 kõnnen z. B. ais optische Dickenmessvorrichtungen, z. B. mittels Laserstrahlung ausgebildet sein. Mit Hilfe dieser Dickenmessvorrichtungen 16, 17 besteht dann die Mõglichkeit, den Fügeprozess in Abhãngigkeit von der gemessenen Dicke bzw. von den gemessenen Dicken Dl, D2 zu steuern und zu regeln, und zwar mit einer nicht dargestellten Steuer- und/oder Regelvorrichtung. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Dickenmessvorrichtungen in unmittelbarer Nãhe der Fügewerkzeuge angeord.net, sie kõnnen in die Fügevorrichtung integriert sein. Die Erfindung umfasst aber auch Aus führungs formen, bei denen die Dickenmessvorrichtungen an anderer Position innerhalb der Bandbehandlungsanlage angeordnet sind, so kann z. B. eine Dickenmessvorrichtung unmittelbar hinter einem Abwickelhaspel angeordnet sein, um dort die Dicke des Bandanfangs zu messen, wobei das entsprechende Signal bzw. der entsprechende Wert dann im Zuge der Bandverbindung verarbeitet werden kann.

[049] Es besteht im Übrigen die Mõglichkeit, die Bãnder mit Beõlungsvorrichtungen 18, 19 zu beõlen. Dabei ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass im Bereich der Überlappung lediglich die obere Oberflãche des oben liegenden Metallbandes B2 und die untere Oberflãche des unten liegenden Metallbandes BI beõlt werden. Optional und ergãnzend besteht die Mõglichkeit, die entsprechenden Werkzeugflãchen zu beõlen.

[050] Die in Fig. 6 dargestellten Optionen kõnnen einzeln oder in Kombination eingesetzt werden, z. B. bei einer Vorrichtung nach Fig. 1 bis 5, alternativ aber auch bei anders ausgestalteten Vorrichtungen.

Claims (11)

1. MÉTODO DE JUNÇÃO DE UMA EXTREMIDADE POSTERIOR DE UMA TIRA METÁLICA ANTERIOR A UMA EXTREMIDADE ANTERIOR DE UMA TIRA METÁLICA POSTERIOR, em particular, em uma usina de tratamento de tira, em que a extremidade posterior da tira anterior e a extremidade anterior da tira posterior são posicionadas uma em cima da outra para formar uma sobreposição e são juntadas entre si em vários pontos de junção através da preensão sem separação na sobreposição, caracterizado pela espessura da extremidade de tira da tira metálica anterior e/ou a espessura da extremidade anterior da tira metálica posterior são medidas antes da junção das mesmas, e a operação de preensão é controlada como uma função da (s) espessura(s) medida(s).

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela profundidade de imersão da(s) punção(ões) da ferramenta de preensão ser(serem) controlada(s) como uma função da(s) medição (ões) de espessura, de preferência, com controle de posição.

3 . MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pela extremidade anterior da tira posterior e a extremidade posterior da tira anterior e/ou a ferramenta de preensão serem posicionadas de modo que nenhuma punção da ferramenta de junção golpeie uma borda das tiras e/ou uma ou mais punções laterais sejam feitas em uma ou ambas as bordas da tira antes ou após a junção das tiras.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelas punções laterais serem efetuadas antes da junção das tiras de modo que a dependência da geometria da ferramenta e a largura e a posição da tira impeçam que a punção da ferramenta golpeie uma borda da tira.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelas punções laterais serem criadas após a junção das tiras de modo que nenhum dos pontos de junção seja cortado pelas punções laterais.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por apenas a face superior da tira metálica no topo e a face inferior da tira metálica no fundo serem lubrifiçadas na sobreposição.

7 . MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por pelo menos 30 pontos de junção, de preferência, pelo menos 50 pontos de junção, serem definidos por metro de largura de tira através da preensão à junta de tira.

8. APARELHO PARA JUNÇÃO DE UMA EXTREMIDADE POSTERIOR DE UMA TIRA METÁLICA ANTERIOR (Bl) A UMA EXTREMIDADE ANTERIOR DE UMA TIRA METÁLICA POSTERIOR (B2), em particular, em uma usina de tratamento de tira, por um método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender uma prensa de junção (2) para preensão e compreender um ou mais medidores de espessura (16, 17) com os quais a espessura (Dl) da extremidade posterior da tira metálica anterior (Bl) e/ou a espessura (D2) da extremidade anterior da tira metálica posterior (B2) podem ser medidas.

9. APARELHO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender um controlador com o qual a operação de preensão pode ser controlada como uma função da ( s) espessura(s) medida(s) (Dl, D2) .

10. APARELHO, de acordo com uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado por compreender pelo menos um aparelho de punção, com o qual uma ou mais punções laterais podem ser criadas antes e/ou após a junção das tiras.

11. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado por compreender pelo menos um lubrificador (18, 19), com o qual a(s) tira (s) metálica (s) e/ou as ferramentas para a preensão podem ser lubrificadas.