Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blechen Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserun gen bei der Herstellung von Blechen und bezieht sich insbesondere auf die Herstellung von Elektro blechen.
Es ist bekannt, Bleche, die in Tafelform zu ihrer endgültigen Stärke gewalzt sind, einem Durchlauf- glühverfahren zu unterwerfen und die Tafeln hierfür miteinander zu verbinden. In einem späteren Ver fahrensschritt können die aneinandergeschweissten oder sonstwie miteinander verbundenen Bleche dann wieder getrennt werden.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung betrifft ein solches Verfahren und zeichnet sich da durch aus, dass die Bleche innerhalb der Laufzeit einer Tafellänge durch Mehrfachpunktschweissung verbunden werden und das in stetigem Durchlauf in Bandform durch die Glühzone und eine Kühl zone hindurch geförderte Gut anschliessend fort laufend unter Ausschneiden der Verbindungsstreifen wieder in Tafeln zerteilt wird.
Erfindungsgemäss wird also das Aneinanderheften der Tafeln und vorzugsweise auch das spätere Aus einanderschneiden im kontinuierlichen Arbeitsgang durchgeführt. Es werden also die Bleche, welche den einer Glühung vorangehenden Walzschritt in der Form von Tafeln durchlaufen haben, innerhalb der Laufzeit einer Tafellänge aneinandergeschweisst und in stetigem Durchlauf, gegebenenfalls über eine Vorratsschlaufe, durch eine Glühzone hindurchge führt. Dadurch, dass das Gut die Glühzone in Band form durchläuft, wird erreicht, dass die Glühung unter einer gewissen Spannung vor sich geht. Die Spannung kann über das für einen einwandfreien Durchlauf notwendige Mass hinaus erhöht werden, um eine Spannungsanisotropie in dem Gut zu er zeugen.
In der Regel wird dies durch eine stärkere Bremsung des in die Glühzone einlaufenden Gutes bei entsprechend erhöhtem Zug in Transportrichtung bewirkt. Es ist zweckmässig, diese erhöhte Spannung zumindest in .einem Teil der Kühlzone noch auf rechtzuerhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Ver fahrens werden die Bleche, die die Glühzone und in der Regel auch eine anschliessende Kühlzone, ge gebenenfalls auch noch andere Zonen, beispielsweise eine Magnetisierungszone, in Bandform durchlaufen haben, anschliessend fortlaufend wieder in Tafeln zerteilt. Dabei kann man so vorgehen, dass bei dem Zerteilen in Tafeln gleichzeitig fortlaufend die Ver bindungsstreifen benachbarter Tafeln ausgeschnitten werden. Man kann, wenn Bleche geringerer Länge hergestellt werden sollen, auch so verfahren, dass das Band zusätzlich noch an einer oder mehreren Zwischenstellen zerteilt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die sich dadurch aus zeichnet, dass sie eine in Anpassung an die Ge schwindigkeit des Tafeldurchlaufes durch die Glüh- zone arbeitende Mehrfachpunktschweiss-Vorrichtung und eine Schneideinrichtung mit Niederhalter und Schere aufweist, und dass das einander zugeordnete Arbeiten des Niederhalters und der Schere selbsttätig über auf bestimmte Stellen der Bleche ansprechende Steuerorgane steuerbar ist. Beide Anlagen arbeiten mit einer Geschwindigkeit, die der Durchlaufge schwindigkeit des Bandes durch die Vergütungszonen angepasst ist.
Die Schneidvorrichtung kann in Gestalt einer jeweils in ihre Ausgangsstellung zurückspringenden Schere in Kombination mit einer das bandförmige Gut an der Schnittstelle anstauenden Niederhaltein- richtung vorgesehen sein. Vorzugsweise ist eine Schere vorgesehen, die jeweils zwei eng nebenein ander liegende Schnitte ausführt, deren Abstand ver stellbar ist. Ferner können die Abstände von einem Doppelschnitt zum anderen in Anpassung an die ursprüngliche Länge der zusammengefügten Tafeln verstellbar sein.
Die Schere kann auch so eingerich tet sein, dass sie in jeweils einstellbarer Reihenfolge teilweise Einzelschnitte und teilweise Doppelschnitte durchführt. Man kann auch mit zwei um Tafel länge voneinander entfernt aufgestellten Scheren arbeiten.
In der bevorzugten Ausführungsform wird die Schweissung elektrisch gesteuert, und zwar entweder vollautomatisch oder teilautomatisch. Vorzugsweise erfolgt die elektrische Regelung des Schweissvorgan ges mittels Kontakten, die durch -das Walzgut ausge löst werden, wie an sich bekannt. Eine entsprechende Steuerung kann für die Schneideeinrichtung vorge sehen sein.
Zur Durchführung der Schweissung hat sich eine Vielpunktschweissmaschine mit versetzbaren Schweiss elektroden als geeignet erwiesen. Man kann jeweils ein einmaliges Versetzen um die Hälfte des Elektro denabstandes vorsehen, man kann aber auch mit mehrfachem Versetzen arbeiten, also beispielsweise jeweils zweimal um je ein Drittel des Schweisselektro denabstandes versetzen. Durch das Versetzen kann man engere Schweisspunktabstände erzielen als sonst wegen der räumlichen Ausdehnung der einzelnen Elektroden und der dadurch bedingten Elektroden abstände erreichbar sein würden.
Es gelingt gemäss der Erfindung, den Schweiss vorgang mit einer der kontinuierlichen Geschwindig keit des Vergütungsprozesses entsprechenden Ge schwindigkeit durchzuführen. Es empfiehlt sich je doch, im Bereich der Schweissanlage eine Vorrats schlaufe vorzusehen, um notfalls- eine nicht ein wandfreie Schweissung wiederholen zu können.
Für das Zusammenschweissen der Bleche ist es erwünscht, eine jeweils vorbestimmte Überlappungs breite aufeinanderfolgender Tafelenden mit grosser Genauigkeit einzuhalten. Diese Bedingung muss auch trotz wechselnder Längen der aufeinanderfolgenden Blechtafeln erfüllt werden. Man kann sich in solchen Fällen eines Fühlers bedienen, der reagiert, wenn die Blechtafeln auf ihrem Transport eine bestimmte Stelle erreicht. Der Fühler betätigt beim Durchlauf der Blechtafel eine Bremsvorrichtung für den Tafel transport, und zwar mit einer vorbestimmten, durch einen einstellbaren Zeitschalter gegebenen Verzöge rung. Ein zu der vorgegebenen Zeit betätigter Kupp lungsschalter löst die Kupplung zum Antrieb der Blechtransportvorrichtung und schaltet die Kupp lung für deren Bremse ein.
Der Kupplungsschalter kann hierfür beispielsweise eine elektromagnetische Wechselkupplung bedienen. Als Fühler kann bei spielsweise ein Endkantenschalter verwendet werden.
Zeitschalter und Kupplungsschalter wurden bis her zumeist mittels Wechselstrom betätigt. In .einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er findung werden beide Aggregate als elektronische Steuerorgane ausgebildet. Elektronische Steuerorgane sind an sich bekannt. Man hat aber bisher angenom men, dass bei den hier in Frage stehenden Steuer vorgängen die in den mechanischen und elektro magnetischen Organen liegenden Ungenauigkeiten die Ungenauigkeiten der vorgeschalteten Wechsel stromschaltstufen bei weitem übertreffen würden. Langwierige Versuche haben dagegen erwiesen, dass durch Verwendung von elektronischen Steuergeräten erheblich grössere Genauigkeiten für den Tafeltrans port erzielbar sind. Von der Genauigkeit des Tafel transportes hängt die Genauigkeit des Überlappens aufeinanderfolgender Bleche beim Schweissen ab.
Um die Genauigkeit noch weiter zu steigern, wird vorgeschlagen, ausserdem diejenigen Ungenauig keiten, die in der elektromagnetischen Kupplung selbst und in den mechanischen Übertragungselemen ten liegen, durch an sich bekannte Massnahmen auf ein Minimum zu bringen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auch der Fühler selbst als elektronisches Gerät ausgebildet.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von schematischen Zeichnungen an einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch die Anlage im Bereich der Schweissvorrichtung, Fig.2 im Bereich der Schneidevorrichtung. Fig.3 und 4 zeigen zwei abgeänderte Ausfüh rungen für die Steuerung des Tafeltransportes in der Nähe der Schweissstelle.
Gemäss Fig. 1 werden jeweils die einander zu gekehrten Enden zweier aufeinanderfolgender Tafeln übereinandergelegt, beispielsweise um 1,5 cm, und die Bleche werden auf diesem Überlappungsstreifen durch Punktschweissen zusammengeschweisst. Dabei ist das Verfahren so eingerichtet, dass jeweils der gesamte Schweissschritt so schnell erfolgt, dass für das entstehende Band die Durchlaufgeschwindigkeit durch die Vergütungszone eingehalten werden kann. Handelt es sich beispielsweise um ungefähr 2 m lange Tafeln und durchläuft das Gut die Vergütungs zone mit .einer Geschwindigkeit von 12 m 'min., so werden sechs volle Schweissungen in der Minute durchgeführt.
Es müssen also in weniger als 10 Sekunden die folgenden Schritte ablaufen: Ziehen des Bandes hinter der Schweissmaschine bis zu der Stellung Bandende unter Schweisselek troden; Heranbringen der nächsten Tafel auf massgerechte Überlappung; Schweissen, vorzugsweise ein Mehrfachschweissen unter mehrfachem seitlichem Versetzen der Elektro den während eines Schweissvorganges.
Zu diesem Zweck sind die folgenden Einrich tungen vorgesehen: eine Vielpunktschweissmaschine <B>11</B> mit seitlich versetzbarer Schweisselektrodenkette 12; ein Schrittzugwerk 27, welches die angeschweisste Tafel so weit durchzieht, dass deren nachlaufendes Ende in die richtige Lage unter die Schweisselek troden gelangt; eine Steuervorrichtung 14, 15, 16, die jeweils durch den Durchlauf der nächstfolgenden Tafel be tätigt wird und anzeigt, dass diese zur Schweissung vorbereitet liegt.
Fig. 1 zeigt für ein Ausführungsbeispiel schema tisch den Schnitt einer solchen Einrichtung, wobei angenommen sei, dass die Elektrodenkette 12 der Schweissmaschine 11 vierundzwanzig Einzelelektroden über die Tafelbreite verteilt enthält. Die Elektroden werden mittels hydraulischer Kolben 29 betätigt, denen über in bekannter Weise gesteuerte Ventile 30 hydraulischer Druck zugeleitet wird. Die Elek troden werden somit auf die überlappten Bleche unter hydraulischem Druck aufgesetzt und ebenso hydraulisch wieder hochgezogen. Unter den über lappten Blechenden der Bleche 1 und 2 liegt die gemeinsam mit der Elektrodenkette 12 ver schiebbare Gegenelektrodenkette 13. Vorzugsweise ist das gesamte Schweissaggregat in Richtung der Tafelbreite verschiebbar.
Vor der Schweissmaschine ist im Wege des Walz- gutes der Fühler 14 eines als Steuervorrichtung die nenden Endkantenschalters mit Feder 15 und Schaltkontakt 18 vorgesehen. In dem in Fig. 1 dar gestellten Zeitabschnitt wird der als Kugelkopf ausgebildete Fühler 14 durch die Tafel 2 gegen den Druck der Feder 15 in niedergedrückter Lage gehalten, so dass der Kontakt 18 geöffnet ist. Der Kugelkopf 14 kann also noch nicht in ein Loch 16 einschnappen, das im untersten Gang einer Schnecke 17 zur Aufnahme des Kugelkopffühlers vorgesehen ist. In der Schnecke 17 liegt bereits das nächstfol gende Blech 3, das über Transportrollen durch in der Zeichnung nicht dargestellte Vorschubeinrich tungen eingeführt worden ist.
Die Vielpunktschweissmaschine wird zweckmässig über Ignitrons mittels mehrerer galvanisch getrenn ter Schweisstransformatorkreise gespeist. Es sind beispielsweise vier Schweissstransformatoren vorge sehen, von denen jeder sechs paarweise in Reihe geschaltete Elektroden speist.
In dem Ausführungsbeispiel ist vorausgesetzt, dass unter einmaligem seitlichem Versetzen der Elek trodenkette während eines jeden Schweissvorganges 2 X 24 = 48 Punkte geschweisst werden. Dabei ist jede Teilschweissung von 24 Punkten in drei Schritte unterteilt. In jedem dieser Schritte werden gleich zeitig oder vorzugsweise kurz nacheinander 8 Elek troden wirksam, wie im folgenden noch näher dar gelegt wird, nämlich je .ein Elektrodenpaar von jedem der vier Schweisstransformatoren.
Jedem dieser Schweisstransformatoren ist ein Ignitron zugeordnet. Die Ignitrons sind in ihrer Zeit einstellung so ausgebildet, dass sie den Schweiss strom erst freigeben, wenn das jeweilige Elektroden paar aufgesetzt ist, und dass sie den Strom sperren, bevor dieses Elektrodenpaar abgehoben wird. An schliessend folgen zwei entsprechende weitere Schweissschritte, durch die zunächst die zweiten und dann die dritten Elektrodenpaare der Transforma toren zum Einsatz gelangen. Die unter hydraulischem Druck aufgesetzten Elektroden wirken gleichzeitig als Niederhalter für die überlappten Bleche.
Will man den Stromstoss im Netz klein halten, so kann man, wie schon erwähnt, den zeitlichen Ablauf der Ignitronschaltung so einstellen, dass die vier Elektrodenpaare jedes einzelnen Schweiss schrittes - von denen je eines einem der vier Schweisstransformatoren zugehört - nacheinander eingeschaltet werden.
Nachdem in drei Intervallen je acht Elektroden, insgesamt also die in diesem Ausführungsbeispiel vorausgesetzten 24 Elektroden zur Wirksamkeit ge kommen sind, werden die Elektrodenketten 12 und 13 bzw. das ganze Schweissaggregat um eine halbe Elektrodenbreite versetzt und es werden in einer entsprechenden Schrittfolge nochmals 24 Punkte ge schweisst.
Nach Durchführung der Schweissung zieht das hinter der Schweissmaschine 11 liegende, vorzugs weise selbsttätig eingeschaltete Schrittzugwerk 27 das Band 1, 2 um einen Schritt weiter. Dabei springt nach Durchzug der Tafel 2 der Fühler 14 in das Loch 16 ein, wodurch der Kontakt 18 geschlossen wird. Hierdurch läuft ein Relais 19 an, welches mit vorgegebener Verzögerung über einen Schalter 23 eine nicht dargestellte Kupplung des Schrittzug werkes 27 abschaltet und deren ebenfalls nicht dar gestellte Bremse einschaltet, so dass dann das nach laufende Ende der Tafel 2 unter den Elektroden zu liegen kommt, und zwar so, dass die hintere End- kante des Bleches 2 um halbe Überlappungsbreite vor der Elektrodenkette zum Stillstand kommt.
Inzwischen ist die Tafel 3 durch zu .entsprechen der Zeit ausgelöste Umdrehung der Schnecke 17 in Bereitschaft gelangt, nämlich mit ihrer Vorder kante gegen einen Abstreifanschlag 28 angelaufen, der um halbe Überlappungsbreite in Förderrichtung gegenüber der Elektrodenkette 12 versetzt ist. Hier durch wird nun wiederum die Schweisseinrichtung 11 ausgelöst. Nach Durchführung der Doppelschweissung läuft die Zugvorrichtung 27 hinter der Schweiss maschine wieder an und der Vorgang wiederholt sich.
Es ist notwendig, hinter dem Schrittzugwerk eine Schlaufengrube anzuordnen. Die Schlaufengrube dient, allgemein gesagt, zum Ausgleich zwischen dem Schrittverfahren vor der Schweissmaschine und dem kontinuierlichen Verfahren im Vergütungsofen. Ausserdem bietet sie eine Zeitreserve für den Fall, dass eine Schweissung wiederholt -werden müsste. Es ist selbstverständlich, dass eine Schlaufenbildung nur bis zu einer bestimmten Blechstärke zur Anwendung kommen kann. In Blechen der üblichen Stärke von 0,35 bis 0,5 mm ist eine genügende Biegsamkeit des Bleches vorhanden.
Hinter der Schlaufengrube durchläuft das Gut eine Bremsvorrichtung mit verstellbarer Bremskraft, die mit einer hinter der Vergütungszone angeord neten kontinuierlichen Zugvorrichtung zusammen arbeitet zu dem Zweck, dem Gut während des Durchganges durch die Vergütungszone eine .ein stellbare Vorspannung zu erteilen. Diese Vorspan nung hat einerseits den Zweck, das Durchhängen des Bandes zwischen den einzelnen Stützrollen zu verringern: wichtiger ist die Anwendung einer Zug- Beanspruchung in dem Walzgut zur Erzeugung einer mechanischen Spannungsanisotropie in dem Gut zwecks Bildung einer magnetischen Vorzugsrichtung. Die Grösse des Zuges richtet sich nach der Grösse der gewünschten Spannungsanisotropie.
Beispiels weise hat sich .ein Zug in der Grössenordnung von 1 bis 10 kg/mm2 des Blechquerschnittes als ein ge eigneter Wert erwiesen.
In der Regel durchläuft das Band während der kontinuierlichen Behandlung eine Glühzone und eine Kühlzone, gegebenenfalls auch mehrere solcher Zonen, sowie noch andere Behandlungszonen, wie z. B. ein Magnetfeld. Nach Abkühlung wird das Band wieder in Einzeltafeln unterteilt, und zwar in Anpassung an die während des voranlaufenden Fabrikationsganges vorliegende Durchlaufgeschwin digkeit. Hierfür wird das Band hinter der konti nuierlichen Zugvorrichtung zu einem Schneidaggre gat, vorzugsweise einer Schere, transportiert. Die Schere hat die Aufgabe, das Band wieder in Tafeln zu unterteilen und gegebenenfalls die überlappten Streifen der Verbindungsstelle zweier Tafeln heraus zuschneiden.
Das Arbeiten der Schere kann mittels Schaltorganen geregelt werden, die beispielsweise entweder auf konstante Tafellänge oder auf das Ausschneiden eines Überlappungsstreifens konstanter Breite eingestellt werden können.
In dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Aus führungsbeispiel besteht die Schneidvorrichtung 51 aus einer normalen Tafelblechschere mit feststehen dem Messer 52 und beweglichem Messer 53. Das Glühgut gelangt in Form eines aus aneinander- geschweissten Tafeln 41, 42, 43 bestehenden Bandes zu der Schneidvorrichtung. Die Förderrichtung ist durch den Pfeil r angegeben.
Die Schneidvorrichtung wird im folgenden im Zusammenhang mit zwei verschiedenen Arbeits weisen beschrieben, nämlich erstens für den Fall des Zerschneidens in bestimmte Tafellängen und zwei tens für den Fall, dass ohne Einhaltung ganz genauer Tafellängen jeweils nur der eigentliche Überlappungs streifen ausgeschnitten wird. Im Idealfall, nämlich dann, wenn stets Tafeln genaue gleicher Länge zu der Schweissvorrichtung gelangen und dort mit ge nau gleichbleibender Überlappung aneinanderge- schweisst werden, kommen beide Arbeitsweisen auf das gleiche heraus.
Ist die Schneidvorrichtung auf das Ausschneiden genau gleichbleibender Tafellängen aus dem zusam mengehefteten Glühgut eingestellt, so betätigt je- weils der Anstossschalter 54 die Auslösung einer nicht im einzelnen dargestellten Kupplung für die Schere, nachdem zuvor der ebenfalls selbsttätig durch den Anstossschalter 54 ausgelöste Niederhalter 55 das Blech eingespannt hat. Dann wird der Nieder halter wieder selbsttätig gehoben.
Nachdem so der erste Schritt erfolgt ist, wird anschliessend durch einen zweiten Schneidschritt die Überlappungsstelle oder der Schweissstreifen abge trennt. Dieser Vorgang wird durch den Schaltkontakt 56 ausgelöst, der durch die Überlappungsstelle be tätigt wird und über ein Zeitrelais 57 die betref fende Scherenbewegung auslöst. Das Zeitrelais ist dabei auf die Zeit eingestellt, die erforderlich ist, um die Tafel von dem Kontakt 56 bis in die rich tige Zuordnung zu den Messern 52, 53 zu bewegen. In den Schaltvorgang ist der Niederhalter 55 so einbezogen, dass er auch für den zweiten Schneid schritt wieder zum Festspannen des Bleches betätigt wird, wenn das Gut die richtige Stellung mit Bezug auf die Messer erreicht hat und dass erst nach Betätigung des Niederhalters der Schneidvorgang ausgelöst wird.
Soll unabhängig von der anfallenden Tafellänge jeweils nur der eigentliche Überlappungsteil aus geschnitten werden, also jeweils nur eine kleinste Breite zwischen zwei aneinandergeschweissten Ta feln, so kann zunächst der Anstossschalter 56 über das Zeitrelais 57 die Scherenbetätigung so auslösen, dass die Schere 52, 53 vor Durchgang der über lappungs- oder Schweissstelle zwischen den Tafeln 41 oder 42 schneidet. Dem Schneidvorgang geht ein Festspannen mittels des Niederhalters 55 voraus.
Während nun bei dem zuerst geschilderten Ver fahren der Niederhalter 55 das Gut in der Zwischen zeit zwischen dem ersten und dem zweiten Schnitt freigibt, verschiebt sich der Niederhalter unter Bei behaltung der Festspannung mittels des entsprechend gesteuerten Antriebes 58 bei geöffneter Schere in Transportrichtung nach vorn bis zu dem Anschlag 59 und löst nach dem Anschlagen den zweiten Schnitt der Schere aus, der dann hinter der Üb.erlappungs- oder Schweissstelle liegt.
Nach dem zweiten Schnitt öffnet die Schere 51 und auch der Niederhalter 55, so dass erneut eine Tafellänge passieren kann, bis der Anstossschalter 56 das gewünschte Schnittprogramm für die nächste Schnittstelle auf kleinste Ausschnittbreite der Schweissstelle wiederholt.
Die Breite der ausgeschnittenen Schweissstreifen kann durch Verstellung des Anschlages 59 verändert werden. Ebenso kann für die an erster Stelle ange gebene Arbeitsweise die Tafellänge durch entspre chende Einstellung des Anschlages 54 verändert werden.
Die Einrichtung kann auch so getroffen sein, dass das Band nicht nur an den Schweissstellen ausein- andergeschnitten, sondern ausserdem noch weiter un terteilt wird. Hierzu kann beispielsweise hinter der Schere noch ein weiterer Anstosskontakt angeord net sein, der den Niederhalter und die Schere ent sprechend steuert. Beispielsweise werden Niederhalter und Schere so betätigt und die elektrische Steuerung wird so eingestellt, dass jeweils abwechselnd ein Tei lungsschnitt als Einzelschnitt durchgeführt wird und dann ein Doppelschnitt zum Zerteilen an der Schweiss stelle mit Ausschneiden des gehefteten Überlap pungsstreifens erfolgt.
Die in den vorstehend beschriebenen Verfahren einzuhaltenden verschiedenen Schneidabstände sind vorzugsweise verstellbar.
Im folgenden wird nunmehr die zwecks Erhöhung der Genauigkeit verbesserte Steuervorrichtung für den Blechtafeltransport zur Schweissstelle (Fig. 1) an Hand der Fig. 3 und 4 beschrieben.
In der Ausführungsform nach Fig.3 treibt der Motor 61 über die Kupplung 62 und das Getriebe 63 die Transportrolle 64 für das tafelförmige Walz- gut 65. Der -als Fühler dienende, mit der Endkante 65a zusammenarbeitende Endkantenschalter 66 braucht im einzelnen nicht beschrieben zu werden. Er schliesst bei seiner Betätigung den Stromkreis eines auf verschiedene Verzögerungswerte einstell baren Zeitschalters 67, der seinerseits den Schalter 68 der Elektromagnet-Wechselkupplung schaltet, die in bekannter Weise abwechselnd die Kupplung 62 zum Antrieb des Blechtafeltransportes und die Kupp lung für dessen Bremse 69 betätigt.
Der Kupplungs schalter 68 betätigt sowohl den Kupplungsmagneten für das Ein- und Abschalten der Antriebsbewegung als auch den Kupplungsmagneten für das Ein- und Abschalten der Bremse. Das Einschalten des Motor antriebes braucht im vorliegenden Fall nicht mit äusserster Genauigkeit zu erfolgen. Daher ist im vor liegenden Ausführungsbeispiel auf die Genauigkeit dieser Schaltung keine besondere Rücksicht genom men worden. Bei dem Kupplungsschalter ist die Ein schaltung der Vorerregung VB für die Bremse mit der eigentlichen Schaltung der Bremswirkung B kombiniert.
Von diesen beiden letzteren Schaltanordnungen und dem Zeitschalter 67 ist die Genauigkeit des Ablaufes, soweit der Kupplungsmagnet hierauf einen Einfluss hat, abhängig. Sowohl als Zeitschalter 67 wie als Kupplungsschalter 68 sind erfindungsgemäss elektronisch gesteuerte Geräte vorgesehen. Der Zeit schalter arbeitet mit edelgasgefüllten Thyratron- röhren, der Kupplungsschalter mit Quecksilberdampf- Thyratronröhren.
Die Vorteile der Erfindung können an einem praktischen Beispiel erläutert werden.
In einer Anlage für Schritttransport mit den bisher üblichen Auslegungen für Endkantenschal- ter, Zeitschalter und Kupplungsschalter lag - bei einer Geschwindigkeit des Blechtafeltransportes von 0,8 m Sek. - die Streuung um den Ort, an den die Endkante der Tafel für die nächste Schweissung zum Stillstand kommen soll, bei einem Wert von 17 mm. Durch Anwendung an sich bekannter Ver- besserungen für die mechanischen Ubertragungs- elemente und für die elektromagnetische Kupplung wurde diese Streuung auf rund 8 mm herabgesetzt.
Der Anteil des rein mechanischen und kupplungs technischen Teiles war hierbei nur noch 1,15 mm. Durch Einsatz der elektronischen Schaltorgane wurde es überraschenderweise möglich, die Gesamtstreuung auf <B>1,50</B> mm herunterzudrücken.
In einer weiteren, in Fig.4 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung ist auch der End- kantenschalter selbst in Form eines elektronischen Gerätes ausgeführt. Anstelle des üblichen mechani schen Abtastorgans für die Endkante der Blechtafel tritt eine Abtastung mittels eines Lichtstrahles, der von einer Lichtquelle 80 ausgesandt und durch den Spiegel 81 zur Photozelle 82 reflektiert wird, sobald die Blechtafel 85 beim Durchgang ihrer Endkante den Spiegel freigibt. Die erregte Photozelle 82 schal tet über den Zeitschalter 87 den Kupplungsschalter 88 für die Betätigung der Bremse. Der Zeitschalter arbeitet mit Hochfrequenzspeisung und Zählrohren.
Durch Verwendung eines elektronischen Endkanten- schalters wird die Streuung der Endkantenstellung noch weiter herabgesetzt. Sie konnte bei dem vor stehend geschilderten Beispiel nochmals auf die Hälfte verringert werden.
Ein besonderer Wert der verbesserten Steuerung liegt darin, dass das Senken der Streuung unabhängig von der Tafellänge, also gleichermassen für Tafeln verschiedener Länge erreicht wird, und zwar auch für den Fall, dass Tafeln beliebig unterschiedlicher Länge aufeinander folgen.
Method and apparatus for the production of metal sheets The present invention relates to improvements in the production of metal sheets and relates in particular to the production of electrical sheets.
It is known to subject sheets that have been rolled to their final thickness in sheet form to a continuous annealing process and to connect the sheets to one another for this purpose. In a later process step, the sheets welded to one another or otherwise connected to one another can then be separated again.
The method according to the present invention relates to such a method and is characterized by the fact that the sheets are connected by multi-point welding within the running time of a sheet length and the material, which is continuously conveyed through the annealing zone and a cooling zone, is then continuously cut out the connecting strip is again cut into panels.
According to the invention, the panels are stapled together and, preferably, also subsequently cut from one another, are carried out in a continuous operation. The sheets, which have gone through the rolling step preceding an annealing in the form of sheets, are welded to one another within the running time of a sheet length and are continuously passed through an annealing zone, possibly via a supply loop. The fact that the material passes through the annealing zone in the form of a strip means that the annealing takes place under a certain tension. The tension can be increased beyond what is necessary for a perfect run in order to testify to a tension anisotropy in the good.
As a rule, this is brought about by stronger braking of the goods entering the annealing zone with a correspondingly increased pull in the direction of transport. It is advisable to maintain this increased voltage at least in part of the cooling zone.
In a preferred embodiment of the method, the sheets that have passed through the annealing zone and usually also a subsequent cooling zone, if necessary also other zones, for example a magnetization zone, are then continuously cut up again into sheets. One can proceed in such a way that when dividing into panels, the connecting strips of adjacent panels are continuously cut out at the same time. If sheets of shorter length are to be produced, the procedure can also be such that the strip is also divided at one or more intermediate points.
The invention also relates to a device for carrying out the method, which is characterized in that it has a multi-point welding device that works in adaptation to the speed of the sheet passage through the annealing zone and a cutting device with hold-down device and scissors, and that each other assigned work of the hold-down device and the scissors can be controlled automatically via control elements that respond to certain points on the sheets. Both systems work at a speed that is adapted to the speed of the strip through the remuneration zones.
The cutting device can be provided in the form of a pair of scissors springing back into their starting position in combination with a hold-down device that accumulates the strip-shaped material at the interface. Preferably, a pair of scissors is provided, each of which executes two cuts lying closely next to one another, the distance between which is adjustable. Furthermore, the distances from one double cut to the other can be adjustable to match the original length of the panels that have been joined together.
The scissors can also be set up in such a way that they carry out some single cuts and some double cuts in an adjustable sequence. You can also work with two scissors placed at a distance from each other by the length of the board.
In the preferred embodiment, the welding is controlled electrically, either fully or partially automatically. The electrical control of the welding process is preferably carried out by means of contacts that are released by the rolling stock, as is known per se. A corresponding control can be seen easily for the cutting device.
A multi-point welding machine with adjustable welding electrodes has proven to be suitable for carrying out the welding. You can always provide a one-time offset by half of the electrode distance, but you can also work with multiple offsets, so, for example, move twice each time by a third of the welding electrode distance. By offsetting, closer welding point spacings can be achieved than would otherwise be achievable due to the spatial extent of the individual electrodes and the electrode spacings caused by them.
According to the invention, it is possible to carry out the welding process at a speed corresponding to the continuous speed of the remuneration process. However, it is advisable to provide a supply loop in the area of the welding system in order to be able to repeat a non-perfect weld if necessary.
For welding the metal sheets together, it is desirable to maintain a predetermined overlap width of successive table ends with great accuracy. This condition must also be met in spite of the changing lengths of the successive metal sheets. In such cases, you can use a sensor that reacts when the sheet metal reaches a certain point on its transport. The sensor actuates a braking device for the sheet transport as the sheet metal passes through, with a predetermined delay given by an adjustable timer. A clutch switch actuated at the specified time releases the clutch for driving the sheet metal transport device and switches on the clutch for its brake.
The clutch switch can operate an electromagnetic interchangeable clutch for this purpose, for example. A limit switch can be used as a sensor, for example.
Time switches and clutch switches have mostly been operated using alternating current. In a preferred embodiment of the present invention, both units are designed as electronic control elements. Electronic control organs are known per se. So far, however, it has been assumed that the inaccuracies in the mechanical and electro-magnetic organs in the control processes in question would by far exceed the inaccuracies of the upstream AC switching stages. On the other hand, lengthy tests have shown that the use of electronic control units can achieve significantly greater accuracies for panel transport. The accuracy of the overlapping of successive sheets during welding depends on the accuracy of the sheet transport.
In order to increase the accuracy even further, it is proposed to also bring those inaccuracies that are in the electromagnetic clutch itself and in the mechanical transmission elements to a minimum by means of known measures.
In a further preferred embodiment, the sensor itself is also designed as an electronic device.
The invention is described below with reference to schematic drawings of some preferred exemplary embodiments.
Fig. 1 schematically illustrates the system in the area of the welding device, Fig. 2 in the area of the cutting device. Fig.3 and 4 show two modified Ausfüh ments for controlling the sheet transport near the welding point.
According to FIG. 1, the mutually facing ends of two consecutive panels are placed one on top of the other, for example by 1.5 cm, and the metal sheets are welded together on this overlap strip by spot welding. The process is set up in such a way that the entire welding step is carried out so quickly that the passage speed through the tempering zone can be maintained for the resulting strip. For example, if the panels are approximately 2 m long and the item passes through the tempering zone at a speed of 12 m min., Six full welds are carried out per minute.
The following steps have to take place in less than 10 seconds: pulling the tape behind the welding machine up to the position of tape end under welding electrodes; Bring the next panel up to a dimensionally accurate overlap; Welding, preferably multiple welding with multiple lateral displacement of the electrons during a welding process.
The following devices are provided for this purpose: a multi-spot welding machine 11 with a laterally displaceable welding electrode chain 12; a stepping mechanism 27, which pulls through the welded board so far that its trailing end arrives in the correct position under the welding electrodes; a control device 14, 15, 16, which is actuated by the passage of the next following panel and indicates that it is prepared for welding.
Fig. 1 shows schematically the section of such a device for an embodiment, it being assumed that the electrode chain 12 of the welding machine 11 contains twenty-four individual electrodes distributed over the width of the sheet. The electrodes are actuated by means of hydraulic pistons 29 to which hydraulic pressure is fed via valves 30 controlled in a known manner. The electrodes are thus placed on the overlapped metal sheets under hydraulic pressure and pulled up again hydraulically. Under the overlapped sheet metal ends of the sheets 1 and 2 lies the counter-electrode chain 13, which can be displaced together with the electrode chain 12. Preferably, the entire welding unit is displaceable in the direction of the width of the sheet.
In front of the welding machine, the sensor 14 of an end edge switch with spring 15 and switch contact 18 is provided as a control device by way of the rolled material. In the time segment shown in FIG. 1, the sensor 14, designed as a spherical head, is held in the depressed position by the panel 2 against the pressure of the spring 15, so that the contact 18 is opened. The ball head 14 can therefore not yet snap into a hole 16 which is provided in the lowest gear of a worm 17 for receiving the ball head sensor. In the screw 17 is already the nextfol lowing sheet 3, which has been introduced lines via transport rollers by feed equipment, not shown in the drawing.
The multi-spot welding machine is expediently fed via ignitrons by means of several galvanically separated welding transformer circuits. For example, four welding transformers are provided, each of which feeds six electrodes connected in series.
In the exemplary embodiment, it is assumed that with a single lateral displacement of the electrode chain, 2 X 24 = 48 points are welded during each welding process. Each partial weld of 24 points is divided into three steps. In each of these steps, 8 electrodes are effective simultaneously or preferably in quick succession, as will be explained in more detail below, namely one pair of electrodes from each of the four welding transformers.
An Ignitron is assigned to each of these welding transformers. The time setting of the ignitrons is designed in such a way that they only release the welding current when the respective pair of electrodes is attached, and that they block the current before this pair of electrodes is lifted off. This is followed by two corresponding further welding steps, through which first the second and then the third electrode pairs of the transformers are used. The electrodes placed under hydraulic pressure also act as hold-down devices for the overlapped metal sheets.
If you want to keep the current surge in the network small, you can, as already mentioned, set the timing of the Ignitron circuit so that the four pairs of electrodes for each individual welding step - one of which each belongs to one of the four welding transformers - are switched on one after the other.
After eight electrodes each, in total the 24 electrodes required in this exemplary embodiment, have come into effect in three intervals, the electrode chains 12 and 13 or the entire welding unit are offset by half an electrode width and another 24 points are ge in a corresponding sequence of steps welds.
After the welding has been carried out, the stepping mechanism 27 located behind the welding machine 11, preferably automatically switched on, pulls the band 1, 2 one step further. When the panel 2 is pulled through, the sensor 14 jumps into the hole 16, whereby the contact 18 is closed. As a result, a relay 19 starts up, which switches off a clutch (not shown) of the stepping mechanism 27 via a switch 23 and switches on its brake, which is also not shown, so that the end of the board 2 then comes to rest under the electrodes, namely in such a way that the rear end edge of the metal sheet 2 comes to a standstill by half an overlap width in front of the electrode chain.
In the meantime, the table 3 has come into readiness by the corresponding time-triggered rotation of the screw 17, namely started with its front edge against a stripping stop 28, which is offset by half an overlap width in the conveying direction relative to the electrode chain 12. Here, the welding device 11 is triggered again. After the double welding has been carried out, the pulling device 27 starts up again behind the welding machine and the process is repeated.
It is necessary to arrange a loop pit behind the crotch mechanism. Generally speaking, the loop pit serves to balance the step process in front of the welding machine and the continuous process in the tempering furnace. It also offers a time reserve in the event that a weld has to be repeated. It goes without saying that loop formation can only be used up to a certain sheet thickness. In sheets of the usual thickness of 0.35 to 0.5 mm, the sheet is sufficiently flexible.
Behind the loop pit, the goods pass through a braking device with adjustable braking force, which works together with a continuous traction device behind the tempering zone for the purpose of giving the goods an adjustable bias during the passage through the tempering zone. This preload has the purpose on the one hand to reduce the sagging of the belt between the individual support rollers: more important is the use of tensile stress in the rolling stock to generate a mechanical stress anisotropy in the product for the purpose of forming a preferred magnetic direction. The size of the train depends on the size of the desired stress anisotropy.
For example, a pull in the order of magnitude of 1 to 10 kg / mm2 of the sheet metal cross-section has proven to be a suitable value.
As a rule, during the continuous treatment, the strip passes through an annealing zone and a cooling zone, possibly also several such zones, as well as other treatment zones, such as e.g. B. a magnetic field. After cooling, the strip is again divided into individual panels, in adaptation to the throughput speed present during the preceding production process. For this purpose, the tape is transported behind the continuous pulling device to a cutting unit, preferably a pair of scissors. The task of the scissors is to subdivide the tape into panels again and, if necessary, to cut out the overlapped strips of the connection point between two panels.
The work of the scissors can be regulated by means of switching devices, which can be set, for example, either to a constant panel length or to the cutting out of an overlapping strip of constant width.
In the exemplary embodiment shown schematically in FIG. 2, the cutting device 51 consists of normal sheet metal shears with a fixed knife 52 and a movable knife 53. The annealing material arrives at the cutting device in the form of a strip consisting of welded panels 41, 42, 43. The direction of conveyance is indicated by the arrow r.
The cutting device is described below in connection with two different ways of working, namely firstly for the case of cutting into certain panel lengths and secondly for the case that only the actual overlap strip is cut out without adhering to very precise panel lengths. In the ideal case, namely when sheets of exactly the same length always arrive at the welding device and are welded to one another there with exactly the same overlap, both working methods come out the same.
If the cutting device is set to cut out exactly the same sheet lengths from the stapled annealing material, the trigger switch 54 actuates a clutch (not shown in detail) for the scissors after the hold-down 55, which is also automatically triggered by the trigger switch 54, has previously hit the sheet has clamped. Then the hold-down device is automatically lifted again.
After the first step has been carried out in this way, the overlap point or the welding strip is then separated by a second cutting step. This process is triggered by the switching contact 56, which is actuated by the overlap point and via a time relay 57 triggers the relevant scissor movement. The timing relay is set to the time required to move the board from the contact 56 to the correct assignment to the knives 52, 53. The holding-down device 55 is included in the switching process in such a way that it is actuated again to clamp the sheet metal for the second cutting step when the material has reached the correct position with respect to the knife and that the cutting process is only triggered after the holding-down device has been actuated .
If, regardless of the length of the board, only the actual overlap part is to be cut out, i.e. only the smallest width between two welded boards, the push switch 56 can first trigger the scissors actuation via the time relay 57 so that the scissors 52, 53 before passage the overlap or weld between the panels 41 or 42 cuts. The cutting process is preceded by clamping by means of the hold-down device 55.
While the hold-down device 55 releases the goods in the meantime between the first and the second cut, the hold-down device moves forward in the transport direction while maintaining the fixed tension by means of the appropriately controlled drive 58 with the scissors open the stop 59 and, after the stop, triggers the second cut of the scissors, which then lies behind the overlap or welding point.
After the second cut, the scissors 51 and also the hold-down 55 open, so that a sheet length can pass again until the push switch 56 repeats the desired cutting program for the next cut on the smallest cut-out width of the weld.
The width of the cut-out welding strips can be changed by adjusting the stop 59. Likewise, the board length can be changed by setting the stop 54 for the method specified in the first place.
The device can also be designed in such a way that the strip is not only cut apart at the weld points, but also further subdivided. For this purpose, another abutment contact can be arranged behind the scissors, for example, which controls the hold-down device and the scissors accordingly. For example, the hold-down device and scissors are operated and the electrical control is set so that alternately a dividing cut is made as a single cut and then a double cut is made to cut at the welding point with cutting out the stapled overlap strip.
The different cutting distances to be observed in the method described above are preferably adjustable.
In the following, the control device for the sheet metal transport to the welding point (FIG. 1), which has been improved for the purpose of increasing the accuracy, will now be described with reference to FIGS. 3 and 4.
In the embodiment according to FIG. 3, the motor 61 drives the transport roller 64 for the tabular rolling stock 65 via the coupling 62 and the gear 63. The end edge switch 66 serving as a sensor and cooperating with the end edge 65a need not be described in detail . When actuated, it closes the circuit of a time switch 67 that can be set to various delay values, which in turn switches the switch 68 of the electromagnetic changeover clutch, which in a known manner alternately actuates the clutch 62 for driving the sheet metal transport and the hitch for its brake 69.
The clutch switch 68 actuates both the clutch magnet for switching the drive movement on and off and the clutch magnet for switching the brake on and off. Switching on the motor drive does not need to be done with extreme accuracy in the present case. Therefore, no special consideration has been given to the accuracy of this circuit in the present embodiment. In the clutch switch, the activation of the pre-excitation VB for the brake is combined with the actual circuit of the braking action B.
The accuracy of the sequence is dependent on these two latter switching arrangements and the time switch 67, insofar as the clutch magnet has an influence on it. According to the invention, electronically controlled devices are provided both as a time switch 67 and as a clutch switch 68. The time switch works with noble gas-filled thyratron tubes, the clutch switch with mercury vapor thyratron tubes.
The advantages of the invention can be explained using a practical example.
In a system for step transport with the usual designs for end edge switches, time switches and coupling switches - at a sheet metal transport speed of 0.8 m sec. - the spread was around the place where the end edge of the panel for the next welding Should come to a standstill at a value of 17 mm. By using known improvements for the mechanical transmission elements and for the electromagnetic clutch, this spread was reduced to around 8 mm.
The proportion of the purely mechanical and clutch-technical part was only 1.15 mm. By using the electronic switching elements, it was surprisingly possible to reduce the total scatter to <B> 1.50 </B> mm.
In a further embodiment of the invention illustrated in FIG. 4, the end-edge switch itself is also designed in the form of an electronic device. Instead of the usual mechanical scanning organ for the end edge of the metal sheet, scanning occurs by means of a light beam which is emitted from a light source 80 and reflected by the mirror 81 to the photocell 82 as soon as the metal sheet 85 releases the mirror when passing through its end edge. The excited photocell 82 switches via the timer 87, the clutch switch 88 for the actuation of the brake. The timer works with high frequency feed and counting tubes.
By using an electronic end edge switch, the spread of the end edge position is reduced even further. In the example described above, it could again be reduced by half.
A particular value of the improved control lies in the fact that the lowering of the scattering is achieved independently of the length of the panel, that is to say equally for panels of different lengths, even if panels of any different length follow one another.