Verfahren zur Herstellung eines Metallstreifens und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallstreifens aus Material mit verhältnismässig grossem Dehnungskoeffizienten aus kürzeren Streifenlängen durch Schmelzschweissung.
Bei der Herstellung von Stosschweissungen ist es normalerweise üblich, die zu verschweissenden Me tallstücke auf der Rückseite der zu bildenden Schweissnaht durch ein Auflageelement abzustützen, das gleichzeitig dazu dient, die Metallstücke längs der Schweissnaht zu kühlen und eine glatte Oberfläche der Schweissnaht an der Rückseite zu bewirken.
Ein Nachteil, der sich bei der Schmelzschweissung im Stosschweissverfahren bei Metallen mit verhältnis- mässig grossen Dehnungskoeffizienten zeigte, besteht darin, dass die Dehnung des Werkstückes bewirkt, dass die Platten, Bleche oder Streifen sich werfen und von dem Auflageelement wegkrümmere, so dass an der Unterseite der Schweissnaht sich keine glatte Flä che bildet und das Auflageelement nicht gleichmässig abkühlend auf die Schweissnaht wirken kann.
Das Verfahren nach dieser Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verschweissen jedes Paar kürzerer zu verschweissender Streifenlängen in eine Press- und Beschneidestellung gebracht wird, in der jedes der zu verbindenden Enden längs einer Linie, die in der Hauptsache parallel zu der zum Ver- schweissen bestimmten Kante verläuft, um einen be stimmten Winkel in Richtung auf ein Auflageglied hin gebogen und dann beschnitten wird, um eine für Stosschweissung geeignete Endkante zu erhalten,
und dass nach Zuführen jedes Paares so vorbereiteten Streifenlängen in eine Schweisstellung die Endkanten gegen ein Auflageglied festgeklemmt und ver- schweisst werden, indem die Endkanten in ihrer gan- zen Länge in Berührung mit dem Auflageglied festge halten werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für vorzugsweise automatische Verfahren zum Ver- schweissen der Enden einer Anzahl von Messing streifen verwendbar, aus denen ein Streifen grösserer Länge gebildet werden soll.
Bei diesem Verfahren werden Spulen aus Messingstreifen abgewickelt und gestreckt, an ihren Enden unter Anwendung des Ver fahrens nach dieser Erfindung und Verwendung der Vorrichtung nach dieser Erfindung durch Schweissen vereinigt und zu grösseren Spulen wieder aufgewik- kelt. Bei automatischen Schweissverfahren ist es ins besondere zweckmässig, dass die Schweissbedingun- gen, z.
B: die Ausrichtung der zu verschweissenden Streifen gegenüber dem Auflageelement und das Festklemmen der Streifen an dem Auflageelement, für aufeinanderfolgende Schweissvorgänge reprodu- zierbar sind, um befriedigende und widerstandsfähige Schweissungen zu bewirken. Auch ist es zweckmäs- sig, dass das Einrichten der Streifen in der Schweiss- stellung automatisch statt durch eine Bedienungsper son von Hand bewirkt wird.
Die Zuführung kürzerer Messingstreifenstücke in die Schweisstellung kann dadurch unterstützt werden, dass man rückziehbare Anschlag- und Festhalterollen benutzt, die über eine Gleitkupplung angetrieben werden, wobei ein Streifenstück vorgeschoben wird, bis es gegen einen Anschlag gelangt, dann festge klemmt wird, darauf der Anschlag beseitigt und das andere Messingstreifenstück zugeführt wird, bis sein zu verschweissendes Ende gegen das festgeklemmte Ende des ersten Streifenstückes zum Anliegen kommt. Die Erfindung umfasst neben dem Verfahren auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist gekenn zeichnet durch erste Streifenzuführmittel, die so an geordnet sind, dass sie jedes der zu verschweissenden Streifenenden in eine Press- und Beschneidenstellung bringen, eine oder mehrere Press- und Beschneidein- heiten, die so angeordnet sind, dass sie das Ende einer jeden Streifenlänge längs einer Linie, die in der Hauptsache parallel zu der zum Verschweissen be stimmten Kante verläuft,
um einen vorbestimmten Winkel gegen ein Auflageelement biegen und dann das Ende einer jeden Streifenlänge beschneiden, um eine Kante für gutes gegenseitiges Anliegen zu bilden, zweite Streifenzuführmittel, die so angeordnet sind, dass sie die beschnittenen Streifenenden in eine Schweisstellung bringen, Einstellmittel, die so ange ordnet sind, dass sie die Enden der Streifenlängen in die Schweisstellung bringen, Klemmittel, die so ange ordnet sind,
dass sie die Streifenlängen gegen das Auflageglied und die Streifenenden in der Schweiss- stellung halten, und eine Schweissflamme, die so an geordnet und zugeführt ist, dass sie geeignet ist, die aneinanderstossenden Enden der Streifenlängen mit einander zu verschweissen.
Das Schweissverfahren, das vorzugsweise benutzt wird, um die Enden der Streifen miteinander zu vereinigen, ist die elektrische Lichtbogenschweissung, die eine nicht abbrennende Elektrode benutzt, die von einem Strom inerten Gases umgeben ist, doch kann ein beliebiges Schweissverfahren benutzt wer den, vorausgesetzt es eignet sich für das Material, aus dem der Streifen besteht.
Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung für Messingstreifen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Grundriss einer Herstellungsbahn für Messingstreifen, bei der die Streifen allgemein gese hen in horizontaler Richtung bewegt werden, Fig. 2 einen Schnitt vertikal durch die Mittellinie eines Streifens in der Herstellungsbahn nach Fig. 1 und diese Bahn, Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch die Press- und Beschneideinheit nach Fig. 1 längs der Linie III-III in Fig. 1, Fig.
4 einen vertikalen Schnitt durch den Zusam menbau mit den Druckwalzen für die Zufuhr der Streifen zum Schweisshalter; wobei der Schnitt im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Streifens und längs der Linie IV-IV in Fig. 1 verläuft, Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch den Strei- fenschweisshalter längs der Linie V -V in Fig. 1 und Fig. 6 einen Schnitt durch einen Teil eines an deren Streifenschweisshalters, der eine andere Kon struktion des rückziehbaren Anschlages aufweist, wobei der Schnitt dem der Fig. 5 entspricht.
Die Herstellungsbahn der Fig. 1 und 2 ist be stimmt für die Handhabung von Spulen aus Messing streifenstücken bis zu einer Breite von 457,2 mm und für das Vereinigen der Spulen durch Verschweissen des Endes der einen Spule mit dem Anfang der näch sten Spule, um so Streifen grösserer Länge zu bilden, die dann wieder zu grösseren Spulen aufgewickelt werden.
Die Herstellungsbahn der Fig. 1 und 2 um- fasst eine Abwickelmaschine 11, eine mit mehreren Rollen versehene Richtmaschine 12, eine Press- und Beschneideinheit 13, die eine Kanteneinstellvorrich tung und ein doppeltes Schneidesystem aufweist, einen Streifenschweisshalter 14, einen Schweisskopf 15, zwei Sätze Druckwalzen 16 und 17, von denen auf jeder Seite des Schweisshalters 14 je ein Satz an geordnet ist, und eine Aufwickeleinheit 18, die eine Dreirollen-Aufrollmaschine üblicher Bauart sein kann. Die Aufwickeleinheit kann den Hauptantrieb für die Einrichtung darstellen.
Während des Aufwik- kelns beträgt die mittlere Streifengeschwindigkeit etwa<B>9,15</B> m/sec und es sind Antriebssteuerungen vorgesehen, so dass ein ganz langsamer Vorschub und ein Zumessen des Streifens durch die Druckrol len möglich ist, wenn er für das Beschneiden und Sehweissen eingestellt wird. Hydraulich betätigte Sei tenführungen 19 sind ebenfalls vorgesehen.
Die Press- und Beschneideinheit 13 und der Schweisshalter 14 sind in einem Winkel zur Bewe- gungsbahn des Streifens angeordnet, so dass die sich ergebende Schweissnaht nicht senkrecht zur Bewe gungsbahn des Streifens liegt, sondern in einem Win kel zwischen 70 bis 90 , vorzugsweise 75 zur Rich tung der Bewegungsbahn angeordnet ist. Der Grund dafür ist darin zu suchen, dass bei einer Schweissnaht senkrecht zur Bewegungsbahn des Streifens Walzen zum Dünnerwalzen des Streifens eine zu grosse Be anspruchung erfahren würden, da alsdann die Schweissnaht in ihrer ganzen Länge auf einmal durch die Walzen treten würde.
Wenn jedoch die Schweiss- naht in einem kleinen Winkel, z. B. 15 , zur Längs richtung liegt, ist die Belastung für die Walzen bedeu tend herabgesetzt. Die Press- und Beschneideinheit 13 und der Schweisshalter 14 sind so angeordnet, dass der Schnitt der Schneidmesser parallel zur Be wegungsrichtung des Schweisskopfes 15 verläuft.
Die Press- und Beschneideinheit 13 ist in Fig. 3 genauer gezeigt und umfasst zwei genau gleiche Bau einheiten 31 und 32, wobei die in Bewegungsrichtung der Streifen zuerst durchlaufene Einheit 31 ein Schneidmesser 33 umfasst, um das Vorderende des zu verschweissenden Streifens zu beschneiden, und die in Bewegungsrichtung des Streifens zuletzt durch laufene Einheit 32 ein (nicht gezeigtes) Schneidmes- ser aufweist, um das Hinterende des (vorausgehen den) Streifens zu beschneiden.
In einer weiteren Ausführungsform der Herstel lungsbahn kann die Press- und Beschneideinheit 13 in zwei gleiche Hälften aufgeteilt sein und diese hälf- tigen Baueinheiten 31 und 32 können so angeordnet sein; dass eine Baueinheit in Bewegungsrichtung des Streifens gesehen vor dem Schweisshalter und die andere nach dem Schweisshalter liegt. Doch wird in der Ausführungsform nach Fig. 3 der Streifen längs einer Ebene 35 durch Rollen 34 zugeführt und wird so stillgesetzt, dass das zu beschneidende Ende zwi schen der Schneide 33 und der Schneide im Gehäuse 32 sitzt.
Alsdann wird der hydrauliche Zylinder 38 betätigt, so dass der bewegliche Formgebungsstab 36 sich hebt und den Messingstreifen gegen den festste henden Formgebungsstab 37 presst. Die Arbeitsflä chen 36 und 37 dieser Stäbe sind bei 36a und 37a so ausgebildet, dass ein schmaler Streifen am Ende des Messingstreifens um einen Winkel von etwa 5 nach unten gebogen wird, wobei die so erzeugte Falzlinie parallel zu der zu verschweissenden Kante verläuft und sich über die ganze Breite des Messingstreifens erstreckt. Befriedigende Ergebnisse wurden bei Win keln im Bereich von 3 bis 10 erreicht.
Die Formge- bungstäbe 36 und 37 sind so dimensioniert, dass sie nach dem Beschneiden der Enden abwärtsgebogene Teile der Enden der Streifen ergeben, die noch etwa 4,763 mm breit sind: Der hydrauliche Zylinder 39 wird alsdann betätigt und bewirkt das Anheben der Schneide 33 und das Beschneiden des Streifenendes. Beide Formgebungsstäbe und Schneidmesser können einzeln oder gemeinsam betätigbar sein, wenn beide Streifen so eingestellt sind, dass ihre Enden für die Formgebung und das Beschneiden in der richtigen Lage sind. Das vom Streifen abgeschnittene Stück fällt frei abwärts und der Formgebungsstab 36 und das Messer 33 werden in ihre neutrale Stellungen zu rückgeführt.
Das Streifenende ist dann für das Schweissen hergerichtet und kann durch die Druck walzenanordnung 16 und 17 dem Schweisshalter zu- geführt werden.
Der Schweisshalter 14 ist in Fig. 5 gezeigt und benützt zwei Stützrahmen 51 und 52, an denen Klemmstäbe 53 und 54 montiert sind. Diese Klemm- Stäbe werden in ihrer zurückgezogenen Stellung durch die Kompressionsfedern 55 gehalten, die an den Rah men 51 und 52 sitzen, und werden in Klemmeingriff mit den Messingstreifen gebracht durch Aufblähen der Schläuche 56. Der Halter ist mit flachen Flächen stücken 57 versehen, um das Vorderende des einen Streifens und das Hinterende des anderen Streifens aufzunehmen, der bei der Annäherung an den Halter von Walzen 58 geführt ist.
In der Zeichnung ist nur ein Paar Walzen 58 gezeigt, das in Durchtrittsrich tung des Streifens gesehen nach dem Halter angeord net ist, doch ist ein gleiches Paar Walzen für den glei chen Zweck auch vor dem Halter angeordnet. Hy draulisch betätigte Seitenführungen (19 in Fig. 1, in Fig. 5 nicht gezeigt) sind an beiden Seiten des Strei fens vorgesehen, um den Streifen richtig zu führen, wenn er in den Schweisshalter eintritt. Der Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Seitenführun gen kann eingestellt werden, um ihn der jeweiligen Breite des Messingstreifens anzupassen.
Ein horizon taler Auflagestab 59 erstreckt sich quer über die ganze Breite des Schweisshalters unter den Spitzen der Klemmstäbe 53 und 54. Die obere Auflagefläche des Auflagestabes 59 kann eben sein, aber eine Nut 60 für die Aufnahme eines rückziehbaren Anschlag gliedes 61 aufweisen, wie Fig. 5 zeigt, doch ist der Auflagestab 59 vorzugsweise in passender Weise mit Nuten versehen, um die Enden der Messingstreifen aufzunehmen, die in der Press- und Beschneideinheit 13 nach unten gebogen wurden.
Als geeignete Nut wurde eine solche von 9,525 mm Breite und 3,175 mm Tiefe gefunden, die sich natürlich über die ganze Breite des Schweisshalters erstreckt. Dabei war der Abstand zwischen den Klemmstäben ebenfalls 9,525 mm.
Das rückziehbare Anschlagglied 61 ist ver- schwenkbar an dem Stützrahmen 51 montiert -und erstreckt sich über die ganze Breite-des -Halters; die von dem Streifen überdeckt wird: Es besitzt einen Handgriff 62 und kann aus seiner -wirksamen Stel lung, die in Fig. 5 gezeigt ist, in seine zurückgezogene Stellung verschwenkt werden, in der es ausserhalb des Bewegungsweges des Messingstreifens und des Bewegungsweges des Schweisskopfes ist.
In der in Fig.5 gezeigten Stellung stellt das rückziehbare Anschlagglied 61 den Messingstreifen, der zugeführt wird, so ein, dass er von der Zuführseite des Halters 14 gegen das Anschlagglied 61 zum Anschlag kommt. Wenn das beschnittene Ende des Messing streifens gegen den Anschlag 61 gelangt, befindet sich der Messingstreifen genau in der Schweisstellung und wird bei Aufblähen des Schlauches 56 durch den Stab 53 gegen den Auflagestab<B>59</B> festgeklemmt.
Das Anschlagglied 61 wird alsdann zurückgezogen und das Vorderende des zweiten zu verschweissenden Streifens wird dann von der Austrittsseite des Halters zugeführt, bis es gegen- den ersten, bereits festge klemmten Streifen anstösst, und dann durch den Stab 54 in der Schweisstellung festgeklemmt. Der Schweisskopf 15 ist an einem (in Fig. 5 nicht gezeig ten) Wagen befestigt, der längs einer Schiene 63 be weglich ist, die genau parallel zur Schweisslinie liegt;
und die mit ihren Enden gegeneinanderliegenden Messingstreifen werden durch Zünden des Lichtbo gens, der als Schweissflamme wirkt, und Querver- schieben des Wagens längs der Schiene 63 ver- schweisst. Es kann ein beliebiges Schweissverfahren angewandt werden und es ist für die vorliegende Er findung nicht wesentlich,
welcher Art die jeweiligen Vorrichtungen für den Beginn des Verschweissens das Steuern des Lichtbogens und der Fertigstellung der Schweissnaht sind. Das bevorzugte Schweissver- fahren für Messingstreifen ist das Schweissen mit nicht abbrennender Elektrode in inerter Gashülle.
Der Messingstreifen wird der Eingangsseite des Halters durch eine Walzenanordnung 16 zugeführt, die hinsichtlich der Konstruktion gleich der in Fig. 4 gezeigten Walzenanordnung 17 auf der Ausgangsseite ist.
Die Walzenanordnung umfasst koaxiale zylindri sche Walzen 41 und 42, die eine über der anderen angeordnet sind: Die untere Walze ist eine Leerlauf walze und in Lagern 43 gelagert; die in einem Rah men 44- montiert sind, der durch hydräuliche Betäti gung eines Kolbens in einem Zylinder 45 - gehoben oder gesenkt werden kann.
Der Spalt oder Ab- stand zwischen den Walzen kann dadurch ein gestellt der jeweiligen Dicke des Streifens angepasst werden und der von den Walzen 41 und 42 auf den treifen ausgeübte Druck kann verändert werden.
Die obere Walze 42 wird über ein Reduktionsgetriebe von einem Elektromotor 46 angetrieben und der An trieb der Walze 42 erfolgt über eine Schleifkupplung. Diese Kupplung 47 besteht aus einer ringförmigen Hülle 48, die an der Welle 49 befestigt ist, die ihrer seits durch den Elektromotor angetrieben wird, wobei ein ringförmiges Reibungsglied 80 fest an dem Innern der Hülle und einer Reihe Rollenlager 81 und jedes Lager an einer (nicht gezeigten) Spindel sitzt,
die an einem Stützarm 84 befestigt ist. Die Stützarme 84 sind in Abständen rund um eine Hülse 82 an der Welle 83 der Walze 42 an der Hülse 82 befestigt.
Die Walzenlager 81 stehen in Kontakt mit dem ring förmigen Reibungsglied 80 und wenn die Welle 49 angetrieben wird, bewirkt die Reibung zwischen dem Glied 80 und den Walzenlagern 81 und die Reibung zwischen diesen Lagern und ihren Spindeln, die an den Stützen 84 befestigt sind, dass die Welle 83 und deswegen die Walze 42 umläuft und den Messing streifen zuführt.
Wenn der Vorschub des Messing- Streifens behindert wird, beispielsweise durch Anlie- gen gegen das Vorderende eines Streifens, der schon in dem Halter 14, wie beschrieben, festgeklemmt ist, wird das Umlaufen der Walze 42 unterbrochen und die Kupplung schleift, während die Welle 49 und damit das Reibungsglied 80 weiter umlaufen, die Lager 81 sich frei auf ihren Spindeln drehen und die Stützen 84 stehen bleiben.
Die Walzenanordnung 16 auf der Eingangsseite arbeitet in ähnlicher Weise, wobei die Kupplung dann schleift, wenn der Mes singstreifen gegen das rückziehbare Anschlagglied 61, wie beschrieben, anliegt.
Eine weitere Ausführungsform des Auflagegliedes und rückziehbaren Anschlaggliedes des Schweisshal- ters ist in Fig. 6 gezeigt. Der Halter, der teilweise in Fig. 6 gezeigt wird, ist in der Hauptsache der gleiche wie der in Fig. 5 und gleiche Teile führen das gleiche Überweisungszeichen.
Der Auflagestab 59 besitzt eine Nut von V-förmigem Querschnitt für die Auf nahme der nach unten gebogenen Enden der Mes- singstreifen. In Abständen sind längs der Breite des Halters Anschlagglieder 90 vorgesehen, die eine obere Fläche 93 aufweisen, die mit dem Auflagestab in der in der Zeichnung dargestellten zurückgezoge nen Stellung eben ausgerichtet ist.
Diese Anschlag glieder 90 werden durch einen hydraulichen Zylinder 91 angehoben, wenn ein Messingstreifen durch die Eingangswalzen in den Halter zu fördern ist, und die Anschläge 90 ragen dann aus dem Auflagestab 59 nach oben und bringen den Messingstreifen in die Schweisstellung, in der er durch den Stab 54 festge klemmt wird.
Die oben beschriebene Herstellungsbahn ist ins besondere bestimmt für das Verarbeiten von Mes singstreifen mit folgenden Daten:
EMI0004.0059
Zusammensetzung <SEP> 64 <SEP> % <SEP> Kupfer <SEP> 32 <SEP> % <SEP> Zink
<tb> bis
<tb> 90 <SEP> 0/o <SEP> Kupfer <SEP> 10 <SEP> 0/o <SEP> Zink
<tb> Dicke <SEP> 0,0032 <SEP> bis <SEP> 0,005 <SEP> mm
<tb> Breite <SEP> 101,6 <SEP> bis <SEP> 457,22 <SEP> mm
<tb> Härte <SEP> maximal <SEP> 200 <SEP> V. <SEP> P.
<SEP> N.
<tb> Zugfestigkeit
<tb> bei <SEP> Höchstlast <SEP> maximal <SEP> 63 <SEP> Tonnen/cm3 Kleine Spulen aus Messingstreifen mit einer Länge von 24 bis 28 m und bis zu einem Gewicht von 226,80 kg können vereinigt werden, um fertige Spu len von einem Gewicht von 680,4 bis 725,76 kg zu bilden.
Natürlich ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf die Verbindung von Messingstreifen mit den oben beschriebenen Daten. Sie kann für die Schmelzschweissung eines beliebigen Materials mit verhältnismässig grossem Dehnungs koeffizienten Anwendung finden.
Doch ist anzuneh men, dass sie in erster Linie für Metalle mit einem linearen Dehnungskoeffizienten benutzt wird, der grösser ist als 0,00014 pro C, denn es sind gerade diese Materialien, deren Dehnung die grösseren Schwierigkeiten schafft, insbesondere beim automa tischen Schweissen.
Method for producing a metal strip and device for carrying out the method The present invention relates to a method for producing a metal strip from material with a relatively large expansion coefficient from shorter strip lengths by fusion welding.
When making butt welds, it is usually customary to support the metal pieces to be welded on the back of the weld seam to be formed by a support element that simultaneously serves to cool the metal pieces along the weld seam and to create a smooth surface of the weld seam on the back .
A disadvantage that was found in fusion welding in the butt welding process for metals with relatively large expansion coefficients is that the expansion of the workpiece causes the plates, sheets or strips to throw themselves away from the support element, so that on the underside the weld seam does not form a smooth surface and the support element cannot have a uniform cooling effect on the weld seam.
The method according to this invention is characterized in that, before welding, each pair of shorter strip lengths to be welded is brought into a pressing and trimming position in which each of the ends to be connected along a line that is mainly parallel to that to be welded certain edge is bent at a certain angle in the direction of a support member and is then trimmed to obtain an end edge suitable for butt welding,
and that after each pair of strip lengths prepared in this way have been fed into a welding position, the end edges are clamped against a support member and welded by holding the end edges in contact with the support member over their entire length.
The present invention can be used in particular for preferably automatic methods for welding the ends of a number of brass strips from which a strip of greater length is to be formed.
In this method, coils of brass strips are unwound and stretched, united at their ends by welding using the method according to this invention and using the device according to this invention, and wound up again to form larger coils. In the case of automatic welding processes, it is particularly useful that the welding conditions, e.g.
B: the alignment of the strips to be welded with respect to the support element and the clamping of the strips on the support element, are reproducible for successive welding processes in order to produce satisfactory and resistant welds. It is also expedient for the strips to be set up in the welding position automatically instead of manually by an operator.
The feeding of shorter pieces of brass strip into the welding position can be assisted by using retractable stop and hold-down rollers that are driven by a sliding coupling, whereby a piece of strip is advanced until it hits a stop, then is clamped tight, then the stop is removed and the other piece of brass strip is fed until its end to be welded comes to rest against the clamped end of the first piece of strip. In addition to the method, the invention also comprises a device for performing the method.
The device according to the invention is characterized by first strip feed means which are arranged in such a way that they bring each of the strip ends to be welded into a pressing and trimming position, one or more pressing and trimming units which are arranged so that they the end of each length of strip along a line that is mainly parallel to the edge to be welded,
bend a predetermined angle against a support member and then trim the end of each length of strip to form an edge for good mutual abutment, second strip feed means arranged to bring the trimmed strip ends into a welding position, adjustment means which are so arranged are arranged so that they bring the ends of the strip lengths into the welding position, clamping means that are arranged so
that they hold the strip lengths against the support member and the strip ends in the welding position, and a welding flame which is arranged and fed in such a way that it is suitable for welding the abutting ends of the strip lengths to one another.
The welding process that is preferably used to join the ends of the strips together is electric arc welding which uses a non-burning electrode surrounded by a stream of inert gas, but any welding process can be used provided it is suitable the material from which the strip is made.
An exemplary embodiment for the invention is described below with reference to the accompanying drawing for brass strips. 1 shows a plan view of a production line for brass strips in which the strips are moved generally seen in the horizontal direction, FIG. 2 shows a section vertically through the center line of a strip in the production line according to FIG. 1 and this path, FIG. 3 shows a vertical section through the pressing and trimming unit according to FIG. 1 along the line III-III in FIG. 1, FIG.
4 shows a vertical section through the assembly with the pressure rollers for feeding the strips to the welding holder; the section running at right angles to the direction of movement of the strip and along the line IV-IV in FIG. 1, FIG. 5 a vertical section through the strip welding holder along the line V -V in FIG. 1 and FIG. 6 a section by part of one of the strip weld holders which has a different construction of the retractable stop, the section corresponding to that of FIG.
The production line of Figs. 1 and 2 is be true for the handling of coils made of brass strip pieces up to a width of 457.2 mm and for uniting the coils by welding the end of a coil to the beginning of the next coil so to form strips of greater length, which are then wound up again into larger spools.
The production line of FIGS. 1 and 2 comprises an unwinding machine 11, a straightening machine 12 provided with several rollers, a pressing and trimming unit 13 which has an edge setting device and a double cutting system, a strip welding holder 14, a welding head 15, two sets Pressure rollers 16 and 17, of which a set is arranged on each side of the welding holder 14, and a winding unit 18, which can be a three-roll winder of the usual type. The winding unit can represent the main drive for the device.
During the winding up, the average strip speed is about 9.15 m / sec and drive controls are provided so that the strip can be fed very slowly and metered by the pressure rollers if it is for the pruning and white vision is stopped. Hydraulically operated Be ten guides 19 are also provided.
The pressing and trimming unit 13 and the welding holder 14 are arranged at an angle to the path of movement of the strip, so that the resulting weld seam is not perpendicular to the path of movement of the strip, but at an angle between 70 to 90, preferably 75 to Rich direction of the trajectory is arranged. The reason for this is to be found in the fact that, in the case of a weld seam perpendicular to the path of movement of the strip, rollers for thinning the strip would experience too great a load, since the entire length of the weld seam would then pass through the rollers at once.
However, if the weld seam is at a small angle, e.g. B. 15, to the longitudinal direction, the load on the rollers is significantly reduced tend. The pressing and trimming unit 13 and the welding holder 14 are arranged in such a way that the cut of the cutting knife runs parallel to the direction of movement of the welding head 15.
The pressing and trimming unit 13 is shown in more detail in FIG. 3 and comprises two exactly identical structural units 31 and 32, the unit 31 which is passed through first in the direction of movement of the strips comprises a cutting knife 33 in order to trim the front end of the strip to be welded, and which, in the direction of movement of the strip, has a cutting knife (not shown) last through the unit 32 in order to trim the rear end of the (preceding) strip.
In a further embodiment of the production path, the pressing and trimming unit 13 can be divided into two equal halves and these halved structural units 31 and 32 can be arranged in this way; that one structural unit is in front of the welding holder and the other after the welding holder, viewed in the direction of movement of the strip. However, in the embodiment according to FIG. 3, the strip is fed along a plane 35 by rollers 34 and is stopped so that the end to be trimmed is seated in the housing 32 between the cutting edge 33 and the cutting edge.
The hydraulic cylinder 38 is then actuated, so that the movable shaping rod 36 rises and presses the brass strip against the stationary shaping rod 37. The work surfaces 36 and 37 of these rods are designed at 36a and 37a in such a way that a narrow strip at the end of the brass strip is bent downwards at an angle of about 5, with the fold line thus generated running parallel to the edge to be welded and over extends the full width of the brass strip. Satisfactory results have been achieved with angles ranging from 3 to 10.
The shaping rods 36 and 37 are dimensioned in such a way that, after the ends have been trimmed, they result in downwardly bent parts of the ends of the strips which are still about 4.763 mm wide: the hydraulic cylinder 39 is then actuated and causes the cutting edge 33 to be raised and the Trimming the end of the strip. Both shaping rods and cutting knives can be operated individually or together if both strips are adjusted so that their ends are in the correct position for shaping and trimming. The piece cut from the strip falls freely downward and the shaping rod 36 and knife 33 are returned to their neutral positions.
The end of the strip is then prepared for welding and can be fed to the welding holder by the pressure roller arrangement 16 and 17.
The welding holder 14 is shown in FIG. 5 and uses two support frames 51 and 52 on which clamping rods 53 and 54 are mounted. These clamping rods are held in their retracted position by the compression springs 55, which sit on the frames 51 and 52, and are brought into clamping engagement with the brass strips by inflating the hoses 56. The holder is provided with flat surfaces 57 to pieces to receive the front end of one strip and the rear end of the other strip, which is guided by rollers 58 as it approaches the holder.
In the drawing, only a pair of rollers 58 is shown, which is seen in the direction of the strip is angeord net after the holder, but an identical pair of rollers for the same purpose is also arranged in front of the holder. Hy draulically operated side guides (19 in Fig. 1, not shown in Fig. 5) are provided on both sides of the Strei Fens to properly guide the strip when it enters the welding holder. The distance between opposite side guides can be adjusted to match the width of the brass strip.
A horizontal support rod 59 extends across the entire width of the welding holder under the tips of the clamping rods 53 and 54. The upper support surface of the support rod 59 can be flat, but have a groove 60 for receiving a retractable stop member 61, as shown in FIG. 5 shows, however, the support rod 59 is preferably suitably grooved to receive the ends of the brass strips that have been bent downward in the pressing and trimming unit 13.
A suitable groove was found to be 9.525 mm wide and 3.175 mm deep, which of course extends over the entire width of the welding holder. The distance between the clamping bars was also 9.525 mm.
The retractable stop member 61 is pivotably mounted on the support frame 51 and extends over the entire width of the holder; which is covered by the strip: It has a handle 62 and can be pivoted from its effective Stel development, which is shown in Fig. 5, into its retracted position, in which it is outside the path of movement of the brass strip and the path of movement of the welding head .
In the position shown in FIG. 5, the retractable stop member 61 adjusts the brass strip that is being fed in such that it comes to a stop against the stop member 61 from the feed side of the holder 14. When the cut end of the brass strip comes against the stop 61, the brass strip is exactly in the welding position and is clamped by the rod 53 against the support rod <B> 59 </B> when the hose 56 is inflated.
The stop member 61 is then withdrawn and the front end of the second strip to be welded is then fed in from the exit side of the holder until it hits the first, already clamped strip, and then clamped in the welding position by the rod 54. The welding head 15 is attached to a (not shown in Fig. 5 th) carriage which is movable along a rail 63 which is exactly parallel to the weld line;
and the ends of the brass strips lying opposite one another are welded by igniting the arc, which acts as a welding flame, and moving the carriage transversely along the rail 63. Any welding process can be used and it is not essential to the present invention
what type of devices are used to start welding, control the arc and complete the weld seam. The preferred welding process for brass strips is welding with a non-burning electrode in an inert gas envelope.
The brass strip is fed to the input side of the holder by a roller assembly 16 which is similar in construction to the roller assembly 17 shown in FIG. 4 on the output side.
The roller arrangement comprises coaxial cylindrical rollers 41 and 42, which are arranged one above the other: the lower roller is an idle roller and is mounted in bearings 43; which are mounted in a frame 44-, which by hydraulic actuation of a piston in a cylinder 45 - can be raised or lowered.
The gap or distance between the rollers can thereby be adjusted to match the respective thickness of the strip and the pressure exerted by the rollers 41 and 42 on the strip can be changed.
The upper roller 42 is driven by an electric motor 46 via a reduction gear, and the roller 42 is driven via a slip clutch. This clutch 47 consists of an annular shell 48 which is attached to the shaft 49, which in turn is driven by the electric motor, with an annular friction member 80 fixed to the interior of the shell and a series of roller bearings 81 and each bearing on one (not shown) spindle is seated,
which is attached to a support arm 84. The support arms 84 are attached to the sleeve 82 at intervals around a sleeve 82 on the shaft 83 of the roller 42.
The roller bearings 81 are in contact with the ring-shaped friction member 80 and when the shaft 49 is driven, the friction between the member 80 and the roller bearings 81 and the friction between these bearings and their spindles attached to the supports 84 cause that the shaft 83 and therefore the roller 42 rotates and the brass strip feeds.
If the advance of the brass strip is hindered, for example by resting against the front end of a strip which is already clamped in the holder 14, as described, the rotation of the roller 42 is interrupted and the clutch slips while the shaft 49 and so that the friction member 80 continues to rotate, the bearings 81 rotate freely on their spindles and the supports 84 stop.
The roller assembly 16 on the input side operates in a similar manner, the clutch then slipping when the Mes singstrip against the retractable stop member 61, as described, rests.
Another embodiment of the support member and the retractable stop member of the welding holder is shown in FIG. The holder which is partially shown in Fig. 6 is in the main the same as that in Fig. 5 and like parts carry the same reference number.
The support rod 59 has a groove with a V-shaped cross section for receiving the downwardly bent ends of the brass strips. At intervals along the width of the holder stop members 90 are provided which have an upper surface 93 which is level with the support rod in the retracted position shown in the drawing.
This stop members 90 are raised by a hydraulic cylinder 91 when a brass strip is to be conveyed through the input rollers in the holder, and the stops 90 then protrude from the support rod 59 up and bring the brass strip into the welding position in which it is through the Rod 54 is firmly clamped.
The production line described above is especially intended for processing brass strips with the following data:
EMI0004.0059
Composition <SEP> 64 <SEP>% <SEP> copper <SEP> 32 <SEP>% <SEP> zinc
<tb> to
<tb> 90 <SEP> 0 / o <SEP> copper <SEP> 10 <SEP> 0 / o <SEP> zinc
<tb> Thickness <SEP> 0.0032 <SEP> to <SEP> 0.005 <SEP> mm
<tb> Width <SEP> 101.6 <SEP> to <SEP> 457.22 <SEP> mm
<tb> Hardness <SEP> maximum <SEP> 200 <SEP> V. <SEP> P.
<SEP> N.
<tb> tensile strength
<tb> at <SEP> maximum load <SEP> maximum <SEP> 63 <SEP> tons / cm3 Small coils made of brass strips with a length of 24 to 28 m and up to a weight of 226.80 kg can be combined to produce finished Form spools weighing between 680.4 and 725.76 kg.
Of course, the application of the present invention is not limited to the connection of brass strips with the data described above. It can be used for fusion welding any material with a relatively large expansion coefficient.
However, it can be assumed that it is primarily used for metals with a linear expansion coefficient that is greater than 0.00014 per C, because it is precisely these materials whose expansion creates the greater difficulties, especially with automatic welding.