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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen von miteinander entlang ihrer Längskanten zu fügender Bänder, mit mindestens zwei zueinander versetzt angeordneten zylindrischen Umlenkrollen für eines der Bänder. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Führen von miteinander entlang ihrer Längskanten zu fügender Bänder, bei dem im Wesentlichen parallel mit Abstand zueinander laufende Bänder über Umlenkrollen zu einer Fügestelle geleitet werden.
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Bei der Bandführung für Fügeanlagen, insbesondere Schweißanlagen zur Herstellung endlicher oder endloser Bänder existiert üblicherweise die verfahrenstechnische Notwendigkeit eines keilförmigen Fügewinkels (Einlaufwinkels) zwischen den miteinander entlang ihrer Längskanten zu fügenden Bändern (Fügepartnern) bei anschließender Parallelität der Längskanten hinter dem Fügepunkt.
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Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Bandführung bekannt, mit denen sich flache Bänder unterschiedlicher Dicke, Breite und/oder Materialgüte entlang ihrer Längskanten zu endlichen bzw. endlosen Bändern auf Stoß verschweißen lassen.
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Aus der
DE 40 22 062 C1 ist eine Vorrichtung zum geregelten Führen von Bändern und Stumpfschweißen entlang ihrer Längskanten bekannt, die achsbeweglich steuerbare Umlenkrollen für jedes Band aufweist, von denen die in Laufrichtung des Bandes vor der Schweißstelle letzten Umlenkrollen mit ihren parallelen Achsen soweit gegeneinander höhenverstellbar sind, dass die über die Umlenkrollen geführten Bänder mit ihren Längskanten in der für die Verschweißung gewünschten Position zueinander stehen und in derselben Vertikalebene liegen. Seitlich sind die vor der Schweißstelle letzten Umlenkrollen soweit gegeneinander versetzt, dass zwischen ihren gegenüberliegenden Endflächen ein Abstand verbleibt, wobei der Schweißstrahl einer Laserschweißeinrichtung auf die Schweißstelle zwischen den letzten Umlenkrollen gerichtet ist. Eine dieser letzten Umlenkrollen ist in ihrer Höhenlage und die andere in ihrer Axialrichtung verschiebbar gelagert.
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In der
JP 11285874 A ist eine Vorrichtung zum Führen von Stahlbändern und kontinuierlichen Stumpffügen entlang ihrer Längskanten mittels Laserverschweißung offenbart. Dabei werden zwei Stahlbänder so geführt, dass sie sich unter Bildung eines keilförmigen Füge- oder Einlaufwinkels in der gleichen Transportebene einander annähern. und ihre miteinander zu verschweißenden Längskanten ab dem Berührungspunkt ohne Spalt und ohne Überlappung aneinander liegen. Hierzu weist die Vorrichtung für jedes der beiden Bänder mehrere Transportrollen vor der Schweißstelle auf, die eine gemeinsame Transportebene definieren. Ferner ist ein erstes horizontales Führungselement vorgesehen, an dem ein erstes der beiden Bänder mit seiner zu verschweißenden Längskante anliegt, wobei dieses erste Band durch ein weiteres (erstes) horizontales Führungselement, das gegen die äußere, nicht zu verschweißende Längskante des Bandes drückt, auf die durch die Schweißstelle verlaufende Achse geführt wird. Kurz vor dem Berührungspunkt der beiden Bänder wird die zu verschweißende Längskante des anderen bzw. zweiten Bandes mittels eines weiteren bzw. zweiten horizontalen Führungselements, das gegen die äußere, nicht zu verschweißende Längskante des zweiten Bandes drückt, gegen die zu verschweißende Längskante des ersten Bandes gedrückt. Zudem kann mindestens eine der letzten Transportrollen vor dem Berührungspunkt der beiden Bänder schräg zur Laufrichtung des Bandes ausgerichtet werden, um das Band gegen das andere Band zu lenken.
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Werden relativ dicke Bänder und/oder Bänder mit hoch- bzw. höchstfesten Güten miteinander entlang ihrer Längskanten kontinuierlich zu endlichen oder endlosen Bändern stumpf verschweißt, so lässt sich der keilförmige Fügewinkel (Einlaufwinkel) üblicherweise nicht ohne plastische Deformation mindestens eines der Bänder und damit nicht gewünschten Änderungen der mechanischen Eigenschaften einstellen, dies gilt insbesondere für die aus der
JP 11285874 A bekannte Vorrichtung.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglichen, den notwendigen keilförmigen Fügewinkel (Öffnungswinkel) auch beim Fügen relativ dicker Bänder und/oder Bänder mit hochfesten Güten zu realisieren, ohne dass es dabei zu einer plastischen Deformation eines der Bänder kommt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens zwei zueinander versetzt angeordnete zylindrische Umlenkrollen für eines der miteinander zu fügenden Bänder und gegebenenfalls weitere Bandführungselemente, beispielsweise aus mehreren Tragrollen gebildete Rollenbahnen und/oder Umlenkrollen, die den mindestens zwei zylindrischen Umlenkrollen in Bandlaufrichtung vor- und/oder nachgeordnet sind. Erfindungsgemäß ist die Rollenachse der ersten der mindestens zwei zylindrischen Umlenkrollen schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandes ausgerichtet, derart, dass die zu fügende Längskante des durch die erste Umlenkrolle umgelenkten Bandes der anzufügenden Längskante eines zweiten Bandes angenähert wird, wobei die Rollenachse der zweiten der mindestens zwei Umlenkrollen schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandabschnittes ausgerichtet ist, derart, dass die zu fügende Längskante des durch die zweite Umlenkrolle umgelenkten Bandes weiter der anzufügenden Längskante des zweiten Bandes angenähert wird, wobei die Rollenachse der zweiten Umlenkrolle parallel zu der Rollenachse der ersten Umlenkrolle verläuft, und wobei die erste Umlenkrolle und die zweite Umlenkrolle so angeordnet sind, dass die zweite Umlenkrolle das Band mit vorzugsweise gleicher Bandumschlingung umlenkt wie die erste Umlenkrolle.
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Durch diese Rollenanordnung lässt sich der notwendige keilförmige Fügewinkel (Öffnungswinkel) auch beim Fügen relativ dicker Bänder und/oder Bänder mit hochfesten Güten realisieren, ohne dass es zu einer plastischen Deformation eines der Bänder kommt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die erste Umlenkrolle und die zweite Umlenkrolle mit Einstelleinrichtungen versehen sind, die ein Einstellen des jeweiligen Winkels, mit welchem die jeweilige Rollenachse dieser Umlenkrollen schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandes ausgerichtet ist, ermöglichen. Hierdurch lässt sich der keilförmige Fügewinkel (Öffnungswinkel) zwischen den miteinander entlang ihrer Längskanten zu verbindenden Bändern einstellen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die erste Umlenkrolle und die zweite Umlenkrolle so angeordnet sind, dass die Bandumschlingung an der ersten Umlenkrolle sowie an der zweiten Umlenkrolle jeweils ca. 180° beträgt. Bei einer Bandumschlingung von 180° wickelt sich das Band schraubenförmig um die zylindrische Umlenkrolle, deren Rollenachse schräg zur Bandachse des auflaufenden Bandabschnitts angeordnet ist, und läuft anschließend mit dem doppelten Winkel, mit welchem die Rollenachse der Umlenkrolle schräg zur Bandachse des auflaufenden Bandes ausgerichtet ist, in die entgegengesetzte Richtung. Eine Bandumschlingung von ca. 180° ergibt bei der erfindungsgemäßen Bandführung somit eine relativ große Annährung der miteinander zu verbindenden Bandlängskanten innerhalb eines vorgegebenen Raums bzw. auf einer vorgegebenen Wegstrecke. Denkbar ist auch, zum Beispiel durch Einbau einer weiteren zylindrischen Rolle zwischen der ersten und zweiten Umlenkrolle Einfluss auf den Winkel der Bandumschlingung zu nehmen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Winkel (Ablenkwinkel), mit welchem die Rollenachse der ersten oder zweiten Umlenkrolle schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandes ausgerichtet ist, relativ zur Normalstellung, in welcher die Rollenachse senkrecht zu der Bandachse verlaufen würde, im Bereich von größer 0° bis 10° liegt. Größere Winkel sind möglich, aber nicht erforderlich.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die der Fügestelle näherliegende Umlenkrolle als höhenbewegliche Umlenkrolle ausgeführt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht beim Fügen von Bändern unterschiedlicher Dicke die Lage des Dickensprungs frei zu wählen.
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Um die zu fügende Bandkante (Längskante) optimal auf die Fügelinie ausrichten zu können, sind die erste Umlenkrolle und die ihr nachfolgende zweite Umlenkrolle nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Einstelleinrichtungen versehen, die ein Einstellen des jeweiligen Winkels (Ablenkwinkels), mit welchem die jeweilige Rollenachse dieser Umlenkrollen schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandes ausgerichtet ist, ermöglichen.
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Alternativ oder ergänzend hierzu ist nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass die erste Umlenkrolle und/oder die zweite Umlenkrolle mit Einstelleinrichtungen versehen sind, die ein Einstellen des Rollenachsenabstandes zwischen der ersten Umlenkrolle und zweiten Umlenkrolle ermöglichen.
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Vorzugsweise werden die beiden entlang ihrer Längskanten zu fügenden Bänder jeweils in gleicher Weise geführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst somit für das zweite der miteinander zu fügenden Bänder mindestens zwei zueinander versetzt angeordnete zylindrische Umlenkrollen, die spiegelbildlich zu den dem ersten Band zugeordneten mindestens zwei zylindrischen Umlenkrollen angeordnet sind. Gegebenenfalls sind diesen zylindrischen Umlenkrollen wiederum weitere Bandführungselemente, beispielsweise aus mehreren Tragrollen gebildete Rollenbahnen und/oder Umlenkrollen, in Bandlaufrichtung vor- und/oder nachgeordnet, wobei diese weiteren Bandführungselemente spiegelbildlich zu den gegebenenfalls vorhandenen, dem ersten Band zugeordneten weiteren Bandführungselementen angeordnet sind. Das zweite Band braucht aber nicht zwingend über zylindrische Umlenkrollen geführt zu werden, sondern kann auch konventionell zugeführt werden.
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In verfahrenstechnischer Hinsicht wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Entsprechend der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem im Wesentlichen parallel mit Abstand zueinander laufende Bänder über Umlenkrollen zu einer Fügestelle geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bänder mittels einer zylindrischen Umlenkrolle, deren Rollenachse schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandes ausgerichtet ist, derart umgelenkt wird, dass es auf das andere Band zuläuft, wobei das so umgelenkte Band sodann mittels einer zweiten zylindrischen Umlenkrolle, deren Rollenachse schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandabschnittes ausgerichtet ist, derart umgelenkt wird, dass es auf das andere Band weiter zuläuft und mit letzterem einen keilförmigen Fügewinkel definiert, so dass sich die zu fügenden Bänder an der Fügestelle entlang ihrer Längskanten berühren und dann parallel zueinander laufen, wobei die Rollenachse der zweiten Umlenkrolle parallel zu der Rollenachse der ersten Umlenkrolle ausgerichtet ist, und wobei die erste Umlenkrolle und die zweite Umlenkrolle so angeordnet werden, dass die zweite Umlenkrolle das Band mit vorzugsweise gleicher Bandumschlingung umlenkt wie die erste Umlenkrolle. Falls notwendig kann eine Vorpositionierung der Bänder erfolgen, um insbesondere Bandungenauigkeiten auszugleichen.
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Vorzugsweise werden die Bänder jeweils mittels einer zylindrischen Umlenkrolle, deren Rollenachse schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandes ausgerichtet ist, derart umgelenkt, dass sie auf das andere Band zulaufen, wobei die so umgelenkten Bänder sodann jeweils mittels einer zweiten zylindrischen Umlenkrolle, deren Rollenachse schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandabschnittes ausgerichtet ist, derart umgelenkt werden, dass sie auf das andere Band weiter zulaufen und mit letzterem einen keilförmigen Fügewinkel definieren, so dass sich die zu fügenden Bänder an der Fügestelle entlang ihrer Längskanten berühren und dann parallel zueinander laufen, wobei die Rollenachse der jeweiligen zweiten Umlenkrolle parallel zu der Rollenachse der jeweiligen ersten Umlenkrolle ausgerichtet ist, und wobei die jeweilige erste Umlenkrolle und die jeweilige zweite Umlenkrolle so angeordnet werden, dass die jeweilige zweite Umlenkrolle das Band mit vorzugsweise gleicher Bandumschlingung umlenkt wie die jeweilige erste Umlenkrolle.
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Erfolgt das Schweißen unter Verwendung eines Lasers, muss gewährleistet sein, dass sich ein technischer Nullspalt einstellt. Alternativ kann das Schweißen auch mittels Hochfrequenz erfolgen. Hierbei muss jedoch eine definierte Kraft im Berührungspunkt der zu verschweißenden Längskanten aufgebracht werden, um einen fehlerfreien Stoffschluss der zu verbindenden Kanten zu, gewährleisten. Die aufzubringende definierte Kraft kann nach Bedarf ermittelt werden und ist insbesondere an das zu verschweißende Material anzupassen. Die definierte Kraft entspricht maximal der Streckgrenze der zu verschweißenden Materialien bei Raumtemperatur, wobei zu beachten ist, dass in der Wärmeeinflusszone die Streckgrenze mit Erhöhung der Temperatur abnimmt, um einen realen Nullspalt zu gewährleisten.
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Der keilförmige Fügewinkel lässt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Einstellen des jeweiligen Winkels (Ablenkwinkels), mit welchem die jeweilige Rollenachse der zylindrischen Umlenkrollen schräg zu der Bandachse des darauf auflaufenden Bandes ausgerichtet ist, und/oder durch Verändern der Umschlingungswinkel des Bandes bzw. der Bänder an den zylindrischen Umlenkrollen und/oder durch Verändern ihres Abstandes zueinander variieren.
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Die erfindungsgemäße Bandführung zeichnet sich somit durch ein keilförmiges Fügen aus. Sie bietet insbesondere die Möglichkeit, den Fügewinkel zu variieren. Ferner ist die erfindungsgemäße Bandführung unabhängig von linearen Fügekanten einsetzbar.
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Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Bänder können spannungsfrei geführt werden, oder mit Zug beaufschlagt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1 eine Vorrichtung mit zwei Umlenkrollenpaaren zum Führen von miteinander entlang ihrer Längskanten zu fügender Bänder, in perspektivischer Darstellung;
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2 die Vorrichtung der 1 in Draufsicht;
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3 die Vorrichtung der 1 in einer Vorderansicht; und
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4 die Vorrichtung der 1 in Seitenansicht.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung umfasst zueinander versetzt angeordnete Umlenkrollen 1, 2, 3, 4 zum Führen von Bändern 5, 6, die entlang ihrer Längskanten 7, 8 im Stumpfstoß aneinander gefügt werden sollen. Die Umlenkrollen 1, 2, 3, 4 bilden Umlenkrollenpaare, die sowohl in Bandlaufrichtung als auch in der Höhe versetzt zueinander angeordnet sind. Bei den Bändern 5, 6 handelt es sich um flache, d. h. im Wesentlichen zweidimensionale Metallbänder, beispielsweise um Stahl- oder Aluminiumbänder. Die Bänder 5, 6 können eine unterschiedliche Dicke, Breite und/oder Materialgüte aufweisen.
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Die Bänder 5, 6 werden üblicherweise von einem Coil in einer Haspelstation (nicht gezeigt) abgewickelt und über die Umlenkrollen 1, 2, 3, 4 einer Fügeeinrichtung 9, beispielsweise einer Hochfrequenz-Schweißeinrichtung oder einer Laserschweißeinrichtung zugeführt. Zwischen der Haspelstation und den ersten Umlenkrollen 1, 2 der beiden Umlenkrollenpaare können weitere (nicht gezeigte) Bandführungselemente angeordnet sein, beispielsweise aus mehreren Tragrollen gebildete Rollenbahnen und/oder weitere Umlenkrollen.
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Der Füge- oder Schweißpunkt ist in 4 durch den mit dem Bezugszeichen P versehenen Pfeil markiert. Beim Hochfrequenzschweißen muss ein realer Nullspalt vorliegen, der mittels einer definierten Kraft im Berührungspunkt eingestellt werden kann (spaltlos). Beim Laserschweißen muss ein technischer Nullspalt für eine einwandfreie Schweißnaht vorliegen.
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Ausgehend von den Haspelstationen (nicht gezeigt) laufen die Bänder 5, 6 zunächst im Wesentlichen parallel und mit Abstand zueinander in Richtung der Umlenkrollen 1, 2, wobei – wie oben erwähnt – gegebenenfalls zwischen den Haspelstationen und den ersten Umlenkrollen 1, 2 der beiden Umlenkrollenpaare weitere Bandführungselemente vorhanden sein können. Bei den Umlenkrollen 1, 2, 3, 4 handelt es sich um zylindrische Umlenkrollen, d. h. die Umlenkrollen 1, 2, 3, 4 weisen jeweils eine kreiszylindrische Mantelfläche auf.
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Mittels der zylindrischen Umlenkrollen 1, 2 werden die Bänder 5, 6 zu den nachfolgenden zylindrischen Umlenkrollen 3, 4 umgelenkt. Die Rollenachsen (Drehachsen) 1.1, 2.1 der Umlenkrollen 1, 2 verlaufen schräg zur Bandachse des darauf auflaufenden Bandes 5 bzw. 6. Die jeweilige Rollenachse 1.1, 2.1 ist in Bezug auf eine Normalstellung, in welcher die Rollenachse senkrecht zur Bandachse verlaufen würde, um einen Winkel γ im Bereich von größer 0° bis 10° geschwenkt, derart, dass die Rollenachse 1.1 bzw. 2.1 mit der äußeren, nicht zu fügenden Längskante 7' bzw. 8' des auflaufenden Bandes – in Draufsicht betrachtet – einen spitzen Winkel bzw. mit der zu fügenden Längskante 7 bzw. 8 des auflaufenden Bandes 5 bzw. 6 – in Draufsicht betrachtet – einen stumpfen Winkel bildet. Anders ausgedrückt sind die Rollenachsen 1.1, 2.1 derart angeordnet, dass die äußere, nicht zu fügende Längskante 7', 8' des auflaufenden Bandes 5, 6 und die äußere, der zu fügenden Bandkante 7, 8 abgewandte Stirnfläche der zylindrischen Umlenkrolle 1, 2 einen spitzen Winkel im Bereich von 1° bis 10° definieren. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel γ (Ablenkwinkel) ca. 2° (vgl. 2).
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Durch die Schrägstellung der Rollenachse 1.1 der zylindrischen Umlenkrolle 1 relativ zur Bandachse des auflaufenden Bandes 5 wird das Band 5 bzw. dessen zu fügende Bandkante (Längskante) 7 der daran anzufügenden Bandkante (Längskante) 8 des zweiten Bandes 6 angenähert. Die Rollenachse 3.1 der nachfolgenden Umlenkrolle 3 ist wiederum schräg zur Bandachse des darauf auflaufenden Bandabschnittes ausgerichtet, so dass die zu fügende Bandkante 7 des umgelenkten Bandes 5 der anzufügenden Bandkante 8 des zweiten Bandes 6 weiter angenähert wird. Die Rollenachse 3.1 der zweiten Umlenkrolle 3 ist dabei parallel zur Rollenachse 1.1 der ersten Umlenkrolle 1 angeordnet. Ferner sind die erste Umlenkrolle 1 und die nachfolgende Umlenkrolle 3 so angeordnet, dass letztere das Band 5 mit dem gleichen Umschlingungswinkel α umlenkt wie die erste Umlenkrolle 1. Der Umschlingungswinkel α beträgt vorzugsweise ca. 180°.
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In Kombination mit einem Umschlingungswinkel α von ca. 180° bewirkt die Schrägstellung der Rollenachse 1.1 zur Bandachse, dass das Band 5 mit dem doppelten Ablenkwinkel 2γ in Richtung der nachfolgenden Umlenkrolle (Wenderolle) 3 läuft und dort aufgrund der Parallelität der beiden Rollenachsen 1.1, 3.1 und des gleichen Umschlingungswinkels α in die ursprüngliche Bandlaufrichtung umgelenkt wird.
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Die Rollenachse 1.1 der ersten Umlenkrolle (Wenderolle) 1 sowie die Rollenachse 3.1 der nachfolgenden Umlenkrolle (Wenderolle) 3 sind jeweils horizontal angeordnet. Denkbar wäre auch eine vertikale Anordnung.
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Die das zweite Band 6 führenden zylindrischen Umlenkrollen 2, 4 sind spiegelbildlich zu den das erste Band 5 führenden zylindrischen Umlenkrollen 1, 3 angeordnet. Somit laufen die Bandkanten 7, 8, die als Fügekanten verwendet werden, zunächst mit einem Versatz parallel zur Mitte der Vorrichtung bzw. zur Fügenaht (Schweißnaht) 10. Die zylindrischen Umlenkrollen 1, 2, 3, 4, weisen vorzugsweise den gleichen Rollendurchmesser auf.
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Der Schräglauf über die zweiten Umlenkrollen (Wenderollen) 3, 4 stellt gleichzeitig den Fügewinkel (Öffnungswinkel) β für. den Fügevorgang dar. Der Fügewinkel β ist eine Funktion des Ablenkwinkels γ sowie des Umschlingungswinkels α des Bandes 5 bzw. 6 an der jeweiligen zylindrischen Umlenkrolle (Wenderolle) 1, 2, 3, 4.
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Die Umlenkrollen 1, 2, 3, 4 sind mit Einstelleinrichtungen (nicht gezeigt) versehen, die eine Veränderung des Ablenkwinkels γ, mit welchem die Rollenachse 1.1, 2.1, 3.1, 4.1 der jeweiligen Umlenkrolle 1, 2, 3 bzw. 4 schräg zur Bandachse des darauf auflaufenden Bandes 5 bzw. 6 ausgerichtet ist, ermöglichen. Alternativ oder ergänzend sind die erste Umlenkrolle 1, 2 und/oder die zweite Umlenkrolle 3, 4 mit Einstelleinrichtungen (nicht gezeigt) versehen, die eine Veränderung des horizontalen Rollenabstandes (Achsabstandes) A und/oder des vertikalen Rollenabstandes (Achsabstandes) B zwischen den Umlenkrollen (Wenderollen) ermöglichen (vgl. 2 und 4).
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Beispielsweise sind die Umlenkrollen 1, 2 achsbeweglich gelagert, so dass sie axial und/oder im Wesentlichen radial, insbesondere horizontal verschiebbar sind. Durch eine Verschiebung bzw. Positionsänderung der Umlenkrollen 1, 2 gegenüber den nachfolgenden Umlenkrollen 3, 4 kann die Umschlingung des Bandes 5, 6 um die jeweilige Umlenkrolle, also der Umschlingungswinkel α des Bandes 5 bzw. 6 an den Umlenkrollen 1, 3 bzw. 2, 4 und damit gleichzeitig der Fügewinkel (Öffnungswinkel) β variiert werden.
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Der Ablenkwinkel γ, der Umschlingungswinkel α und der Rollenachsabstand A sind bzw. werden so eingestellt und können gegebenenfalls für jedes Band individuell geregelt werden, dass sich die Stelle, an welcher die miteinander zu verschweißenden Längskanten 7, 8 der Bänder 5, 6 aneinanderstoßen, an oder kurz vor der Stelle befindet, an welcher die Bänder 5, 6 von den zweiten Umlenkrollen 3, 4 ablaufen. Anschließend laufen die Bänder 5, 6 mit aneinanderliegenden bzw. aneinander gefügten Längskanten 7, 8 parallel weiter.
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Vorzugsweise ist mindestens eine der der Fügestelle P näherliegenden Umlenkrollen 3, 4 als höhenbewegliche Umlenkrolle ausgeführt. Durch eine Höhenverstellung der Umlenkrollen 3, 4 relativ zueinander kann beim Verschweißen von Bändern 5, 6 unterschiedlicher Dicke die Lage des Dickensprungs beeinflusst werden.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Drehachsen 3.1, 4.1 der Umlenkrollen 3, 4 gegeneinander so angestellt, dass die Mantelflächen der Umlenkrollen 3, 4 an der Fügestelle P in einer gemeinsamen Bandtransportebene 12 liegen. Bei dieser Rollenanordnung würde sich beim Fügen von unterschiedlich dicken Bändern ein auf der den Umlenkrollen 3, 4 abgewandten Bandseite befindlicher Dickensprung ergeben. Durch eine Höhenverstellung der Umlenkrollen 3, 4 relativ zueinander kann allerdings auch eine Rollenanordnung erzielt werden, bei welcher die Mantelflächen der Umlenkrollen 3, 4 in unterschiedlichen, zueinander parallelen Bandtransportebenen liegen. Beispielsweise lassen sich die Drehachsen der Umlenkrollen 3, 4 der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart zueinander positionieren, dass sich auf beiden Bandseiten der miteinander verschweißten Bänder 5, 6 jeweils ein Dickensprung ergibt. Ferner liegt es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Lage der Umlenkrollen 3, 4 relativ zueinander während des Füge- bzw. Schweißprozesses zu verstellen, so dass sich an dem aus den Bändern 5, 6 hergestellten Band ein Dickensprungwechsel von der einen Bandseite zur anderen Bandseite und gegebenenfalls wieder zurück, insbesondere ein sinusförmiger Dickensprungwechsel ergibt.
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Alternativ oder ergänzend zu einer Höhenverstellbarkeit der zylindrischen Umlenkrollen 3, 4 zur Wahl der Lage des Dickensprungs können den Umlenkrollen 3, 4 in Laufrichtung der Bänder 5, 6 Spannrollen (nicht gezeigt) nachgeordnet sein, die relativ zueinander höhenverstellbar sind. Mittels solcher höhenverstellbarer Spannrollen kann ebenfalls die Lage des Dickensprungs beeinflusst werden.
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Vorzugsweise werden die Bänder 5, 6 in ihrem Berührungspunkt, also an der Stelle, an welcher die Mantelflächen der zylindrischen Umlenkrollen 3, 4 in der gemeinsamen Bandtransportebene 12 bzw. in den zueinander parallelen Bandtransportebenen liegen, verschweißt. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, den Füge- bzw. Schweißpunkt P weiter beabstandet von dem ersten Berührungspunkt der Bänder 5, 6 vorzusehen.
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Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, die entlang ihrer Bandkanten 7, 8 aneinander zu fügenden Bänder, welche zunächst mit relativ großem Abstand voneinander parallel zueinander laufen, so zusammenzuführen, dass sich an der Fügestelle P zwischen den Bandkanten ein geringfügiger Fügespalt ergibt, der schließlich durch die Schweißnaht geschlossen wird. Dies wird erreicht, indem der horizontale Achsabstand A zwischen den Umlenkrollen 1, 3 bzw. 2, 4 bei einem Umschlingungswinkel α von 180° geringfügig kleiner eingestellt wird als der doppelte Rollendurchmesser bzw. der doppelte vertikale Achsabstand B. Der vertikale Achsabstand B bzw. der Rollendurchmesser kann beispielsweise 1.000 mm betragen. Der horizontale Achsabstand A beträgt dann beispielsweise ca. 1.999,4 mm. Bei einem Ablenkwinkel γ von beispielsweise ca. 2° und einem Umschlingungswinkel α von beispielsweise ca. 180° ergibt sich somit an den Umlenkrollen 3, 4 zwischen den zu fügenden Bandkanten 7, 8 ein Fügewinkel β von ca. 8°.
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Durch horizontale Verschiebung der unteren Umlenkrollen 1, 2 kann der Fügespalt vergrößert bzw. verkleinert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit durch Veränderung der Lage der Umlenkrollen 1, 2 gegenüber den nachfolgenden Umlenkrollen 3, 4 eine Änderung des Fügespaltbreite.
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Insbesondere lässt sich durch Änderung des Ablenkwinkels γ, des Umschlingungswinkels α sowie der Lage der Umlenkrollen 1, 2 gegenüber den nachfolgenden Umlenkrollen 3, 4 die an den aneinanderstoßenden Längskanten 7, 8 der Bänder 5, 6 wirksame Anpresskraft (Fügekraft) beeinflussen, insbesondere zur Einstellung eines realen Nullspaltes eine definierte Kraft einstellen.
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Der Ablenkwinkel γ der Umlenkrollen 1 und 3 kann anders eingestellt werden als der Ablenkwinkel γ der Umlenkrollen 2 und 4. Dies ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn eines der Bänder schräg der erfindungsgemäßen Bandführung zugeführt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner mit Bandkantenregelungseinrichtungen (nicht gezeigt) versehen sein, die eine Positionierung der miteinander zu verschweißenden Längskanten (Fügekanten) 7, 8 in der Anlagenmitte bewirken.
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Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind mehrere Varianten denkbar, die auch bei grundsätzlich abweichender Ausgestaltung von der in den beiliegenden Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So können beispielsweise die Umlenkrollen 1, 2, 3, 4 auch so angeordnet werden, dass die zunächst parallel mit Abstand zueinander laufenden Bänder 5, 6 über die zylindrischen Umlenkrollen 1, 2 nach unten geleitet werden. Auch in diesem Fall wird durch eine geeignete räumliche Anordnung der zylindrischen Umlenkrollen 1, 2 sichergestellt, dass die Bänder 5, 6 anschließend aufeinander zulaufen und sich im Bereich der gemeinsamen Bandtransportebene 12 bzw. der zueinander parallelen Bandtransportebenen der dann tiefer angeordneten zylindrischen Umlenkrollen 3, 4 berühren.
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Ferner lassen sich die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch dann schon nutzen, wenn lediglich eine Hälfte der in den 1 bis 4 dargestellten Rollenanordnungen, also die Rollenanordnung für eines der beiden Bänder 5 oder 6, mit einer abweichend gestalteten Bandführung für das andere Band 6 bzw. 5 kombiniert wird. So kann beispielsweise ein herkömmlicher Rollengang (nicht gezeigt) zur Führung eines der Bänder 5 oder 6 mit einer erfindungsgemäßen Rollenanordnung umfassend zwei in Laufrichtung des Bandes 6 bzw. 5 aufeinanderfolgende zylindrische Umlenkrollen 2, 4 oder 1, 3 kombiniert werden, deren Rollenachsen 2.1, 4.1 bzw. 1.1, 3.1 parallel zueinander verlaufenden und jeweils schräg zur Bandachse des darauf auflaufenden Bandes 5, 6 ausgerichtet sind, wobei die Mantelfläche der zweiten Umlenkrolle 3 bzw. 4 zusammen mit der Mantelfläche einer benachbarten zylindrischen Rolle (nicht gezeigt) des Rollengangs in einer gemeinsamen Bandtransportebene liegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4022062 C1 [0004]
- JP 11285874 A [0005, 0006]
