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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(a) Erfindungsgebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät und ein Verfahren zum Warmverbinden von Metallplatten. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät und Verfahren zum Warmverbinden von Metallplatten, das die Vorteile hat, dass das Entfernen einer Oxidationsschicht der Metallplatten und das Verbinden der Metallplatten gleichzeitig erreicht werden und eine Verbindungskraft zwischen den Metallplatten verbessert wird, indem ein starker Verbindungsdruck an die Metallplatten angelegt wird.
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(b) Beschreibung des Standes der Technik
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Allgemein ist als Verfahren für das Verbinden zweier Metallplatten ein Schweißverfahren gut bekannt. Wenn jedoch die Metallplatten dick sind oder sich die Materialien der Metallplatten voneinander unterscheiden, ist es schwierig, die Metallplatten mit dem Schweißverfahren zu verbinden. Besonders in einem Heißwalzverfahren müssen dicke, sich bewegende Metallplatten schnell verbunden werden, um die Metallplatten fortwährend walzen zu können. Solchermaßen wird im Heißwalzverfahren selten ein Schweißverfahren verwendet.
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Daher wird ein Verbindungs-Verfahren verwendet, um die Metallplatten im Heißwalzverfahren zu verbinden. Jedoch muss eine Unreinheit wie beispielsweise eine auf den Verbindungs-Flächen aufgetragene Oxidationsschicht gemäß dem Verbindungs-Verfahren entfernt werden. Daher wird ein zusätzliches vorausgehendes Verfahren zum Entfernen der Oxidationsschicht benötigt.
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In jüngster Zeit wurde ein Verfahren zum gleichzeitigen Entfernen der Oxidationsschicht und Verbinden der Metallplatten untersucht.
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In der koreanischen Patentoffenlegungsschrift
KR 10 2001-0062404 A wird z. B. ein Verfahren offenbart, um zwei Metallplatten zu überlappen, die nicht geschnitten wurden, und um danach die beiden Metallplatten zu verbinden, indem ein Druck mit oberen und unteren Schneidekligen angelegt wird, die einen dreieckig-prismaförmigen Vorsprungsabschnitt in einer zur Senkrechten der Metallplatten-Oberfläche schrägen Richtung aufweisen. In diesem Fall werden die Metallplatten durch den dreieckig-prismaförmigen Vorsprungsabschnitt geklemmt, und die Verbindungs-Flächen werden durch den dreieckig-prismaförmigen Vorsprungsabschnitt komprimiert, um die Verbindungskraft zwischen den Metallplatten zu verbessern. Da die Verbindungs-Flächen der Metallplatten in der zur Senkrechten der Metallplatten-Oberfläche schrägen Richtung gebildet werden, werden zusätzlich die Metallplatten in einem anschließenden Walzverfahren gut verbunden.
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Wenn jedoch die Metallplatten durch den dreieckig-prismaförmigen Vorsprungsabschnitt geklemmt werden, kann der an den Verbindungs-Flächen angelegte Druck zu niedrig sein, so dass Fehler an den Metallplatten auftreten können.
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Im koreanischen Patent
KR 101293284 B1 wird zusätzlich ein Verfahren offenbart, um jeweils Vorsprünge und Vertiefungen in schräger Form an den beiden Metallplatten auszubilden und um die Vorsprünge und Vertiefungen einer Metallplatte mit den Vorsprüngen und Vertiefungen der anderen Metallplatte eng anliegend zu machen, damit die Verbindungskraft verbessert wird.
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Jedoch kann ein zusätzliches Verfahren zum Bilden von Vorsprüngen und Vertiefungen erforderlich sein, und man erhält keinen ausreichenden Druck zum Verbinden der Metallplatten, da die Vorsprünge und Vertiefungen als eine schräge Form ausgebildet sind.
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Ein Verfahren zum Befestigen zweier Metallplatten mittels Klemmen, zum Schneiden der Metallplatten mit Bezug auf eine Klemmfläche und zum anschließenden Auftragen einer Verbindungs-Füllung auf eine Verbindungs-Fläche wird im koreanischen Patent
KR 100382011 B1 offenbart.
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Aus
JP H10 58006 A ist eine Vorrichtung bekannt, die es gestattet, zwei übereinander gestapelte Stahlplatten kontinuierlich mit Druck zu verbinden. Dabei werden die Stahlplatten überlappt und durch Druckschweißen vereint. Das Druckschweißen erfolgt in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre.
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Aus der
US 6 684 479 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Druckfügen von Blechen bekannt. Die bekannte Vorrichtung umfasst eine Stanze zum Stanzen von Vertiefungen in ein Paar von aufeinander gestapelten Blechen und eine Form für die Stützung der Bleche während des Stanzens. Darüber hinaus sind Stanze und/oder Form ausgebildet, um Energie dem gestanzten Abschnitt der Bleche zuzuführen, und um somit die Temperatur des gestanzten Abschnitts der Bleche zu erhöhen.
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Aus
JP H05 245 507 A ist eine weitere Vorrichtung und ein weiteres Verfahren bekannt, die bzw. das es gestattet, zwei übereinander gestapelte Stahlplatten kontinuierlich mit Druck zu verbinden.
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Eine ähnliche Vorrichtung bzw. ein ähnliches Verfahren ist aus der
DE 696 15 531 T2 bekannt. Wie oben beschrieben, sind die meisten Verfahren zum Verbinden heißer Metallplatten derart, dass eine Schneidfläche an einem vorderen Abschnitt der Metallplatten gebildet und gleichzeitig mittels Klemmen ein Druck an die Schneidfläche der Metallplatten angelegt wird.
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Um den vorderen Abschnitt der Metallplatten zu verbinden, wird die Schneidfläche durch eine Schneidform gebildet und gemäß dem oben beschriebenen Verfahren der Verbindungsdruck mittels eines einfachen Klemmvorgangs an die Schneidfläche angelegt.
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Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren kann der Druck nicht horizontal an den vorderen Abschnitt der Metallplatten angelegt werden, da die Länge der Metallplatten länger ist als die Breite der Metallplatten. Daher werden die Metallplatten überlappt, anstatt die vorderen Enden der Metallplatten einander gegenüberzulegen, und die Schneidlast wird an die überlappten Metallplatten angelegt, um die Metallplatten zu verbinden. In einem Zustand, in dem die beiden Metallplatten z. B. durch die Klemme festgehalten werden, wird der an die Metallplatten angelegte Druck in der senkrechten Richtung der Metallplatten-Oberfläche angelegt, um die Metallplatten zu schneiden und den Verbindungsdruck an der Oberfläche der Metallplatten anzulegen. In diesem Fall kann keine Unreinheit wie beispielsweise eine Oxidationsschicht in der Verbindungs-Fläche der Metallplatten eingeschlossen werden, da die Metallplatten geschnitten und gleichzeitig verbunden werden. Da jedoch die Metallplatten gerade durch die Schneid- und Klemmkraft verbunden werden, kann der Verbindungsdruck, der in der zur Verbindungs-Fläche senkrechten Richtung an die Verbindungs-Fläche angelegt werden, geschwächt werden. Um dieses Problem zu lösen, wurden viele Forschungen durchgeführt, um die Form einer Schneidklinge zu verbessern.
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Im Gegensatz dazu wird im
koreanischen Patent Nr. 0261204 ein Verfahren zum Überlappen der vorderen Flächen der Metallplatten und anschließenden Bilden einer Verbindungs-Fläche an den überlappenden Flächen offenbart. Gemäß diesem Verfahren werden die Metallplatten, nachdem eine Oxidationsschicht mechanisch durch eine Flame entfernt wird, durch das Pressen der Verbindungs-Abschnitte der Metallplatten verbunden.
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Jedoch ist ein vorausgehendes Verfahren zum Entfernen der Oxidationsschicht erforderlich, um die überlappenden Oberflächen der Metallplatten zu verbinden, und ein Trimmungsverfahren kann durchgeführt werden, da das Metall in der Breitenrichtung herausgestoßen wird und die Metallplatten breiter gemacht werden.
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In Fällen, in denen die Metallplatten, anstatt geschnitten zu werden, mit einer starken Schmiedepressung verbunden werden, kann der Verbindungsdruck stark sein. Jedoch können viele Probleme auftreten, z. B. die, dass ein vorausgehendes Verfahren zum Entfernen der Oxidationsschicht, die die Verbindungs-Flächen überzieht, und das zusätzliche Trimmungsverfahren durchgeführt werden müssen, da das Metall in der Breitenrichtung herausgestoßen und die Metallplatten breiter gemacht werden. Um diese Probleme zu lösen, werden die Metallplatten so gebildet, dass eine Breite der überlappenden Abschnitte der Metallplatten schmaler ist als die anderer Abschnitte der Metallplatten. Daher wird in diesem Fall kein zusätzliches Trimmungsverfahren gebraucht.
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Jedoch kann in diesem Fall ein zusätzliches Verfahren zum Engermachen der überlappenden Abschnitte der Metallplatten durchgeführt werden.
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Die in diesem Abschnitt aus dem 'Hintergrund' offenbarte obige Information wurde nur für ein besseres Verständnis des Hintergrunds der Erfindung abgegeben und kann daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann auf dem Gebiet in diesem Land bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Warmverbinden von Metallplatten durch das Verbinden der Metallplatten mittels eines plastischen Fließens in Verbindungs-Formen gemäß Anspruch 1.
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Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Warmverbinden von Metallplatten gemäß Anspruch 3.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Gerät zum Warmverbinden von Metallplatten durch die Anlegung eines Drucks an die überlappten Metallplatten gemäß Anspruch 6 und ein entsprechendes Verfahren nach Anspruch 17.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erster Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Bewegung der beiden Metallplatten eingeschränkt wird und ein starker Verbindungsdruck aufrechterhalten wird, da durch eine Klemme, die eine starke Klemmkraft anlegen kann, an einem der überlappenden Abschnitte der Metallplatten ein senkrechter Druck angelegt wird.
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Ein zweiter Vorteil der vorliegende Erfindung liegt darin, dass, wenn die Metallplatten verbunden werden, das Metall zusammen mit einer Oxidationsschicht nicht in die Breitenrichtung der Metallplatten gestoßen, sondern an eine Aufnahme-Stelle herausgestoßen wird, die an einer Schabe-Form ausgebildet wird.
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Ein dritter Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass eine Verbindungskraft verbessert wird, indem die Oxidationsschicht abgeschabt und die überlappten Metallplatten mittels eines plastischen Fließens durch einen starken Druck in einer abgedichteten Verbindungs-Form verbunden werden.
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Ein vierter Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Oxidationsschicht, wenn die Metallplatten in die Verbindungs-Form gesteckt werden, durch eine in der Verbindungs-Form montierte Abschabklinge abgeschabt und die Oxidationsschicht an der Aufnahme-Stelle der Schabe-Form gesammelt wird, so dass ein Verbindungs-Verfahren und ein Verfahren zum Abschaben der Oxidationsschicht gleichzeitig durchgeführt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung sind an beiden Seiten der Verbindungs-Form trompetenförmige Eingänge ausgebildet, wobei die trompetenförmigen Eingänge in einer Richtung nach außen zunehmen, und wobei die Metallplatten in eine genaue Stelle gesteckt werden, an der die Metallplatten verbunden werden, so dass ein vorderer Abschnitt einer folgenden Metallplatte und ein vorderer Abschnitt einer vorausgehender Metallplatte leicht in die Verbindungs-Form gesteckt werden. Zusätzlich werden die Metallplatten gemäß der vorliegenden Erfindung gleichzeitig bewegt und verbunden. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zusätzlich eine Vielzahl von Rädern an einem unteren Ende der Verbindungs-Form angebracht, so dass die Verbindungs-Form zusammen mit den Metallplatten bewegt wird und gleichzeitig die Metallplatten verbunden werden.
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Um die obigen Probleme zu lösen, werden die überlappten Metallplatten senkrecht zusammengedrückt, ein überschüssiges Material und die Oxidationsschicht werden, anstatt in der Breitenrichtung der Metallplatten herausgestoßen zu werden, an die Aufnahme-Stelle der Schabe-Form herausgestoßen und gleichzeitig werden die Metallplatten mittels des plastischen Fließens verbunden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die überlappten Abschnitte der Metallplatten mittels einer Abschabeklinge der Schabe-Form, die an vorderen Abschnitten der Metallplatten angebracht ist, abgeschabt, so dass die Oxidationsschicht abgeschabt wird, wenn die Metallplatten in die Verbindungs-Form gesteckt werden, und die abgeschabte Oxidationsschicht wird an der Aufnahme-Stelle gesammelt, die an einem vorderen Abschnitt der Schabe-Form ausgebildet ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Oxidationsschicht und die vorderen Abschnitte der Metallplatten durch das plastische Fließen an die Aufnahme-Stelle der Schabe-Form herausgestoßen, wenn die Metallplatten verbunden werden, so dass die Oxidationsschicht automatisch entfernt und die Metallplatten in einem reinen Metallzustand verbunden werden. Deshalb braucht man keinen vorausgehenden Schritt zum Entfernen der Oxidationsschicht und kein zusätzliches Verfahren zum Trimmen des überschüssigen Metalls, und das starke Verbinden der Metallplatten und das Entfernen der Oxidationsschicht werden gemäß der vorliegenden Erfindung gleichzeitig erfüllt.
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Zusätzlich werden gemäß der vorliegenden Erfindung in einem anschließenden Heißwalzverfahren, in dem sich die Metallplatte bewegt, Räder an einem unteren Ende eines Verbindungs-Geräts angebracht, so dass ein vorderer Abschnitt einer folgenden Metallplatte durch den trompetenförmigen Eingang automatisch in die Verbindungs-Form gesteckt und das Verbindungs-Gerät wird durch eine Trägheitskraft der sich bewegenden folgenden Metallplatte bewegt. Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine arretierte vorausgehende Metallplatte automatisch durch den trompetenförmigen Eingang der Verbindungs-Form in die sich bewegende Verbindungs-Form gesteckt, so dass die beiden Metallplatten in einer Bindestellung automatisch überlappt erden und in Bewegungszuständen verbunden werden.
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Ein beispielhaftes Gerät zum Warmverbinden von Metallplatten durch die Anlegung eines Drucks an die überlappten Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt folgendes ein: einen Stützrahmen; eine obere Verbindungs-Form, die an einem oberen Abschnitt des Stützrahmens angebracht wird und über einen Klemmzylinder verfügt, um die Metallplatten zu klemmen; eine untere Verbindungs-Form, die an einem unteren Abschnitt des Stützrahmens angebracht ist und einen Klemmzylinder zum Klemmen der Metallplatten hat; Abschabeformen, die eine Abschabeklinge zum Abschaben einer Oxidationsschicht der Metallplatten und von überschüssigem Metall haben; eine untere Klemme, die entsprechend zur oberen Verbindungs-Form installiert wird, wobei eine Abschabeform darin eingesteckt wird, so dass sich die Abschabeform horizontal bewegen kann; und eine obere Klemme, die entsprechend zur unteren Verbindungs-Form installiert wird, wobei eine Abschabeform darin eingesteckt wird, so dass sich die Abschabeform horizontal bewegen kann.
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Die Klemmzylinder der oberen und unteren Verbindungs-Formen können jeweils mittels Zylinderstangen mit den oberen und unteren Klemmen verbunden werden.
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Die obere Verbindungs-Form und die obere Klemme können als männliche Formen und die untere Verbindungs-Form und die untere Klemme als weibliche Formen ausgebildet sein, die jeweils die obere Verbindungs-Form und die obere Klemme umschließen, so dass die obere Verbindungs-Form und die untere Klemme und die untere Verbindungs-Form und die obere Klemme dicht miteinander in Eingriff stehen.
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Eine Vielzahl von Stangen kann jeweils an einer Seite der Abschabeformen ausgebildet sein, eine Vielzahl von Federneinsatzlöchern, die in die Vielzahl von Stangen gesteckt werden, kann horizontal in einen unteren Abschnitt der oberen Klemme und einen oberen Abschnitt der unteren Klemme gebohrt werden, und ein Halteabschnitt zum Halten der Ausschiebe-Federn kann in den Federneinsatzlöchern ausgebildet sein.
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Die Abschabeformen können auf einer Seite, die zur Seite, an der die Stangen ausgebildet sind, entgegengesetzt liegt, eine gekrümmte Fläche haben.
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Eine Rest-Aufnahme-Stelle kann an einer Seite einer jeden Abschabeform ausgebildet sein, wo die Metallplatten berührt werden.
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Trompetenförmige Eingänge, in die die Metallplatten gesteckt werden, können an linken und rechten Seiten der oberen und unteren Verbindungs-Formen und der oberen und unteren Klemmen ausgebildet sein, worin die trompetenförmigen Eingänge nach außen hin höher werden.
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Gleitende Stangen werden jeweils an die oberen und unteren Enden der oberen und unteren Klemmen montiert, und Anschläge werden jeweils an die oberen und unteren Enden der gleitenden Stangen montiert, um eine Stellung der oberen und unteren Klemmen gemäß einer Dicke der Metallplatten zu steuern.
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Die gleitenden Stangen können elastisch durch vorstehende Federn gehalten werden.
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Ein oberer Abschnitt der oberen Verbindungs-Form kann bis zur oberen Klemme verlängert sein, und die am oberen Ende der oberen Klemme angeschlossenen gleitenden Stangen können durch den verlängerten Abschnitt der oberen Verbindungs-Form dringen.
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Räder können an ein unteres Ende des Stützrahmens montiert werden.
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Inzwischen können die Metallplatten gemäß einem beispielhaften Verfahren zum Warmverbinden von Metallplatten mittels der Zufuhr eines Drucks an die überlappten Metallplatten in eine Verbindungs-Form gesteckt werden, um die überlappten Metallplatten zu verbinden, und gleichzeitig kann eine Oxidationsschicht von einer überlappten Fläche der Metallplatten durch eine Abschabeklinge abgeschabt werden, um die überlappten Metallplatten abzuschaben.
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Zusätzlich können die Metallplatten durch die Anlegung eines Drucks an die Metallplatten verbunden werden, und gleichzeitig wird ein überschüssiges Metall nach dem Verbinden an eine Überschuss-Metall-Aufnahme-Stelle herausgestoßen, um das überschüssige Metall aufzubewahren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Verbindungs-Form gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt ein Verfahren zum Stecken der Metallplatten in die Verbindungs-Form und zum Überlappen der Metallplatten gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Verbinden der überlappten Metallplatten mittels eines plastischen Fließens in der Verbindungs-Form.
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4 zeigt gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine perspektivische Ansicht einer oberen Verbindungs-Form und einer unteren Klemme, die mit der oberen Verbindungs-Form verbunden ist.
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5 zeigt gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine perspektivische Ansicht einer unteren Verbindungs-Form und einer oberen Klemme, die mit der unteren Verbindungs-Form verbunden wird.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht der in die oberen und unteren Klemmen gesteckten Abschabeformen gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt eine Vorderansicht einer Abschabeklinge und einer Rest-Aufnahme-Stelle gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt eine Vorderansicht eines Geräts zum Warmverbinden der Metallplatten gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt eine Seitenansicht eines Geräts zum Warmverbinden der Metallplatten gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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10 zeigt gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine perspektivische Ansicht des Geräts zum Warmverbinden der Metallplatten, das über Räder verfügt.
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Beschreibung der Bezugsziffern, die die primären Elemente in den Zeichnungen anzeigen:
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Metallplatte;
- 2
- linke Metallplatte;
- 3
- rechte Metallplatte;
- 4
- vorderer Abschnitt der Metallplatte;
- 5
- überlappte Fläche;
- 6
- überschüssiges Metall;
- 7
- obere Verbindungs-Form;
- 8
- untere Verbindungs-Form;
- 9
- obere Klemme;
- 10
- untere Klemme;
- 11
- Abschabeform;
- 12
- Abschabeklinge;
- 12a
- gekrümmte Fläche;
- 13
- Rest-Aufnahme-Stelle;
- 14
- Überschuss-Metall-Aufnahme-Stelle;
- 15
- Ausschiebe-Feder;
- 16
- vorspringende Feder;
- 17
- Anschlag;
- 18
- gleitende Stange;
- 19
- trompetenförmiger Eingang;
- 20
- Einsetzrolle;
- 21
- Klemmzylinder;
- 22
- Verbindungs-Zylinder;
- 23
- Stützrahmen;
- 24
- Rad;
- 25
- Wasserdruckbehälter;
- 26
- hydraulische Druckpumpe;
- 27
- Heizgerät-Einsetzstelle
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
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Ein beispielhaftes Gerät zum Warmverbinden von Metallplatten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
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1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Verbindungs-Form gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 gezeigt, werden die Metallplatten von einer oberen Verbindungs-Form 7 und einer unteren Verbindungs-Form 8 überlappt, und gemäß der vorliegenden Erfindung wird senkrecht eine Drucklast an die überlappten Flächen 5 angelegt. In diesem Fall wird eine Oxidationsschicht der Metallplatten von Abschabeformen 11 abgeschabt, die an vorderen Abschnitten der Klemmen angebracht sind, und gleichzeitig werden die überlappten Flächen 5 der Metallplatten verbunden.
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Eine Verbindungskraft im Falle einer Verwendung einer herkömmlichen Schneidklinge kann stärker sein als die Verbindungskraft im Falle der Verwendung der oberen und unteren Verbindungs-Formen 7 und 8. Jedoch können viele Probleme wie beispielsweise dasjenige auftreten, dass eine auf die überlappten Flächen 5 und die vorderen Abschnitte 4 der Metallplatten 1 aufgetragene Oxidationsschicht entfernt werden muss und ein zusätzliches Verfahren zum Trimmen eines überschüssigen Metalls 6 erforderlich ist, das während des Verbindungs-Verfahrens in der Breitenrichtung der Metallplatten 1 herausgestoßen wird.
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Um eine starke Verbindungskraft zu erlangen, wird die Oxidationsschicht der überlappten Flächen 5, wie in der 1 gezeigt, durch Abschabeklingen 12 abgeschabt, und zwar bevor die beiden Metallplatten 1 überlappt werden, und vorne an den Abschabeklingen 12 werden Überschuss-Metall-Aufnahme-Stellen 14 gebildet, so dass das überschüssige Metall 6 an die Überschuss-Metall-Aufnahme-Stellen 14 der Abschabeformen 11 gestoßen wird und gleichzeitig wird die Oxidationsschicht der vorderen Abschnitte 4 der Metallplatten an die Überschuss-Metall-Aufnahme-Stellen 14 abgegeben. Daher ist ein zusätzliches Trimmverfahren unnötig, und die überlappten Metallplatten werden gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stark verbunden. Die Überschuss-Metall-Aufnahme-Stellen 14 sind trapezförmig ausgebildet.
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Wie in der 1 gezeigt, wird eine rechte Metallplatte 3 durch die untere Verbindungs-Form 8 gehalten und ein vorderer Abschnitt der linken Metallplatte 2 wird von einem vorderen Abschnitt der rechten Metallplatte 3 überlappt. Wenn die obere Verbindungs-Form 7 dicht mit einer oberen Klemme 9 in Kontakt gerät und nach unten gleitet, wird senkrecht eine Drucklast an die überlappten Metallplatten 1 angelegt, die zwischen der oberen und unteren Verbindungs-Form 7 und 8 liegen. Daher werden die überlappten Metallplatten 1 gepresst und mittels eines plastischen Fließens verbunden.
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Zusätzlich werden gleitende Stangen 18 jeweils an obere und untere Abschnitte der oberen und unteren Klemmen 9 und 10 montiert und Anschläge 17 jeweils an obere und untere Abschnitten der gleitenden Stangen 18 montiert, um eine Stellung der oberen und unteren Klemmen 9 und 10 gemäß einer Dicke der Metallplatten 1 zu steuern. Zusätzlich werden die gleitenden Stangen 18 elastisch von den vorspringenden Federn 16 gehalten, so dass die oberen und unteren Klemmen 9 und 10, wenn die Metallplatten 1 verbunden und anschließend die Verbindungs-Formen 7 und 8 getrennt werden, durch eine Rückstellkraft der vorspringenden Federn 16 jeweils nach oben und nach unten geschnellt werden, um das überschüssige Metall 6 und die verbleibende Oxidationsschicht zu leeren.
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2 zeigt ein Verfahren zum Einsetzen der Metallplatten in die Verbindungs-Form und zum Überlappen der Metallplatten gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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** Wie in den 2a, 2b und 2c gezeigt, wird die linke Metallplatte 2 mittels Einsetzrollen 20 durch einen trompetenförmigen Eingang 19 in die Verbindungs-Formen 7 und 8 zwangs-eingesetzt. In diesem Fall wird eine Ausschiebe-Feder 15, die an der oberen Klemme 9 angebracht ist, durch eine Einsatzkraft der linken Metallplatte 2 komprimiert, und eine überlappte Fläche 5 einer rechten Metallplatte 3 wird durch eine Abschabeklinge 12 einer rechten Abschabeform 11 abgeschabt. Daher wird die auf die rechte Metallplatte 3 aufgetragene Oxidationsschicht abgeschabt und gleichzeitig wird die verbleibende Oxidationsschicht an einer Rest-Aufnahme-Stelle 13 der Abschabeform 11 gesammelt. Auf dieselbe Weise wird die rechte Metallplatte 3 mittels Einsetzrollen 20 durch einen rechten trompetenförmigen Eingang 19 in die Verbindungs-Formen 7 und 9 zwangs-eingesetzt. In diesem Fall wird eine an der unteren Klemme 10 angebrachte Ausschiebe-Feder 15 durch die Einsatzkraft der rechten Metallplatte 3 komprimiert, und die überlappte Fläche 5 der linken Metallplatte 2 wird durch eine Abschabeklinge 12 einer linken Abschabeform 11 abgeschabt. Daher wird die Oxidationsschicht der linken Metallplatte 2 abgeschabt und gleichzeitig wird die verbleibende Oxidationsschicht an einer Rest-Aufnahme-Stelle 13 gesammelt. Auf diese Weise werden die linke und die rechte Metallplatte 2 und 3 in einem Zustand überlappt, in dem die Oxidationsschicht der überlappten Flächen 5 bereits entfernt wurde.
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3 zeigt gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Verbinden der überlappten Metallplatten mittels eines plastischen Fließens in der Verbindungs-Form.
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Wie in der 3a gezeigt, wird die rechte Metallplatte 3 von der oberen Klemme 9 und der gegenüberliegenden unteren Verbindungs-Form 8 so geklemmt, dass sie sich nicht nach rechts bewegt, und die linke Metallplatte 2 wird von der unteren Klemme 10 und der gegenüberliegenden oberen Verbindungs-Form 7 so geklemmt, dass sie sich nicht nach links bewegt. Daher können sich die Metallplatten 1 nicht in der Breitenrichtung der Metallplatten 1 bewegen. In diesem Zustand wird die obere Verbindungs-Form 7 durch einen Verbindungs-Zylinder 22 nach unten geschoben und legt Druck nach unten auf die überlappten Flächen 5 der linken und rechten Metallplatten 2 und 3 an.
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Wie in den 3b, 3c und 3d gezeigt, werden, wenn die überlappten Abschnitte der linken Metallplatte 2 und der rechten Metallplatte 3 mittels eines plastischen Fließens verbunden werden, das überschüssige Metall 6 und die Oxidationsschicht herausgestoßen und an trapezförmige Überschuss-Metall-Aufnahme-Stellen 14 abgegeben, die zwischen den gekrümmten Abschnitten 12a der Abschabeformen 11 und den oberen und unteren Klemmen 9 und 10 ausgebildet sind. Wenn die obere und die untere Verbindungs-Form 7 und 8 und die obere und untere Abschabeform 11 zusammentreffen, wird zusätzlich das Verbindungs-Verfahren abgeschlossen und gleichzeitig das Verfahren zum Beseitigen des überschüssigen Metalls 6 abgeschlossen. Daher werden das Verfahren zum Entfernen einer Oxidationsschicht und das Verfahren zum Verbinden zweier Metallplatten 1 gleichzeitig abgeschlossen.
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4 zeigt gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine perspektivische Ansicht einer oberen Verbindungs-Form und einer unteren Klemme, die mit der oberen Verbindungs-Form verbunden ist.
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Wie in 4 gezeigt, wird an die erwärmten und überlappten Metallplatten 1 eine Verbindungslast angelegt. Die obere Verbindungs-Form 7 ist als männliche Form ausgebildet und die untere Klemme 10 als weibliche Form ausgebildet, die die obere Verbindungs-Form 7 umschließt. Die obere Verbindungs-Form 7 und die untere Klemme 10 stehen dicht in Eingriff, so dass die Stelle, an der die Metallplatten 1 überlappt werden, genau festgelegt und die Metallplatten 1 in der Breitenrichtung der Metallplatten 1 nicht herausgestoßen werden. Zusätzlich wird der Klemmzylinder 21 der oberen Verbindungs-Form 7 mit den Zylinderstangen mit der unteren Klemme 10 verbunden, um die Metallplatten 1 zu klemmen, die zwischen der oberen Verbindungs-Form 7 und der unteren Klemme 10 liegen. Inzwischen wird eine Vielzahl von Federneinsatzlöchern horizontal in einen oberen Abschnitt der unteren Klemme 10 gebohrt und eine Vielzahl von Stangen der Abschabeform 11 in die Federnlöcher gesteckt. Ein Halteabschnitt ist in den Federneinsatzlöchern ausgebildet, um die Ausschiebe-Federn 15 zu halten. Daher wird ermöglicht, dass sich die Abschabeform 11 horizontal bewegt, wobei den in die Federneinsatzlöcher gesteckten Ausschiebe-Federn 15 der Abschabeform 11 eine Rückstellkraft verliehen wird.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer unteren Verbindungs-Form und eine mit der unteren Verbindungs-Form verbundene Klemme gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 5 gezeigt, werden jeweils an den linken und rechten Seiten der Verbindungs-Formen 7 und 8 trompetenförmige Eingänge 19 ausgebildet. Die Höhe der trompetenförmigen Eingänge 19 steigt in einer Richtung nach außen, so dass die erwärmten Metallplatten 1 leicht in die Verbindungs-Formen 7 und 8 gesteckt werden. Die obere Klemme 9 ist als eine männliche Form ausgebildet und die untere Verbindungs-Form 8 ist als weibliche Form ausgebildet, die die obere Klemme 9 umschließt. Die obere Klemme 9 und die untere Verbindungs-Form 8, die wie die obere Verbindungs-Form 7 und die untere Klemme 10 sind, stehen dicht in Eingriff, so dass die Stelle, an der die Metallplatten 1 überlappt werden, genau festgelegt wird und die Metallplatten 1 werden nicht in der Breitenrichtung der Metallplatten 1 herausgestoßen. Zusätzlich wird der Klemmzylinder 21 der unteren Verbindungs-Form 8 mit den Zylinderstangen mit der oberen Klemme 9 verbunden, um die rechte Metallplatte 3 zu klemmen, die zwischen der unteren Verbindungs-Form 8 und der oberen Klemme 9 liegt. Inzwischen wird eine Vielzahl von Federneinsatzlöchern horizontal in einen unteren Abschnitt der oberen Klemme 9 gebohrt, so dass eine Vielzahl von Stangen der Abschabeform 11 in die Federneinsatzlöcher gesteckt werden. Ein Halteabschnitt ist in den Federneinsatzlöchern ausgebildet, um die Ausschiebe-Federn 15 zu halten. Entsprechend wird ermöglicht, dass sich die Abschabeform horizontal bewegt, wobei den in die Federneinsatzlöcher gesteckten Ausschiebe-Federn 15 der Abschabeform 11 eine Rückstellkraft verliehen wird.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, haben die Abschabeformen 11 eine Seite, an der eine Vielzahl von Stangen ausgebildet ist, die in die Federneinsatzlöcher gesteckt wird, und eine andere Seite, an der die gekrümmten Flächen 12a ausgebildet sind. Die Abschabeklingen 12 zum Abschaben der auf der Oberfläche der Metallplatten 1 aufgetragenen Oxidationsschicht sind an einem Ende der gekrümmten Flächen 12a ausgebildet, die mit der Metallplatte 1 in Kontakt stehen. Zusätzlich sind an den Flächen der Abschabeformen 11, die die Metallplatten 1 berühren, die Rest-Aufnahme-Stellen 13 ausgebildet. Die Abschabeformen 11 werden durch eine elastische Kraft der Ausschiebe-Federn 15 vorgestoßen. In diesem Zustand werden, wenn die Metallplatten 1 in die Verbindungs-Formen 7 und 8 gesteckt und die Ausschiebe-Federn 15 durch eine Einsatzkraft der Metallplatten 1 komprimiert werden, die überlappten Flächen 5 der Metallplatten 1 jeweils durch die Abschabeklingen 12 der Abschabeform 11 abgeschabt und die auf den überlappten Flächen 5 aufgetragene Schicht entfernt. Zusätzlich werden zwischen den vorderen Abschnitten 4 der Metallplatten 1, den gekrümmten Flächen 12a der Abschabeform 11 und der oberen und unteren Klemme 9 und 10 Überschuss-Metall-Aufnahme-Stellen 14 gebildet, so dass, wenn die überlappten Metallplatten 1 komprimiert und mittels des plastischen Fließens verbunden werden, das überschüssige Metall 6 und die verbleibende Oxidationsschicht an die Überschuss-Metall-Aufnahme-Stellen 14 herausgestoßen werden. Wenn die obere und untere Verbindungs-Form 7 und 8 jeweils die Abschabeformen 11 hinauf- und heruntergleiten und die Metallplatten 1 vollständig verbunden werden, wird zusätzlich das überschüssige Metall 6 ganz entfernt. Wenn die obere und die untere Verbindungs-Form 7 und 8 getrennt werden, werden das überschüssige Metall 6 und die Oxidationsschicht, die in den Überschuss-Metall-Aufnahme-Stellen lagern, vollständig durch die Rückstellkraft der Ausschiebe-Federn 15 ausgeleert.
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Wie in der 1 und der 8 gezeigt, wird ein oberer Abschnitt der oberen Verbindungs-Form 7 über das obere Ende der oberen Klemme 9 hinaus verlängert, so dass die gleitenden Stangen 18, die mit dem oberen Ende der oberen Klemme 9 verbunden sind, durch den verlängerten Abschnitt der oberen Verbindungs-Form 7 dringen. Wenn die obere Verbindungs-Form 7 eine Drucklast an die überlappten Metallplatten 1 anlegt, werden daher die obere Verbindungs-Form 7 und die obere Klemme 9 zusammen vereinigt und sie drücken die überlappten Metallplatten 1 durch den Verbindungs-Zylinder 22 zusammen, die mit der Vielzahl von oberen Enden der oberen Verbindungs-Form 7 montierten Zylinderstangen verbunden ist.
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Wie in den 8 bis 10 gezeigt, werden die obere Verbindungs-Form 7 an einem oberen Abschnitt eines Stützrahmens 23 befestigt und die untere Verbindungs-Form 8 an einem unteren Abschnitt des Stützrahmens 23 befestigt. Wenn eine folgende Metallplatte in einem bewegten Zustand durch den trompetenförmigen Eingang 19, der sich an einer Seite der Verbindungs-Formen 7 und 8 befindet, in die Verbindungs-Formen 7 und 8 gesteckt wird und die Verbindungs-Formen 7 und 8 stößt, wird automatisch eine angehaltene vorhergehende Metallplatte durch den trompetenförmigen Eingang 19, der sich an der anderen Seite der Verbindungs-Formen 7 und 8 befindet, in die Verbindungs-Formen 7 und 8 gesteckt. Danach bewegen sich die vorhergehende und die folgende Metallplatte 1 gemeinsam mit den Verbindungs-Formen 7 und 8 mit derselben Geschwindigkeit, und die vorhergehende und die folgende Metallplatte 1 werden verbunden.
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Wie oben beschrieben, werden die Metallplatten 1, wenn die Metallplatten 1 zum Schweißen zu dick sind, gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen starken Verbindungsdruck gepresst und mittels des plastischen Fließens verbunden. Solchermaßen werden die Metallplatten 1 stark verbunden. Da die auf die überlappten Flächen 5 der Metallplatten 1 aufgetragene Oxidationsschicht entfernt und gleichzeitig die Metallplatten 1 verbunden werden, ist außerdem kein zusätzliches Verfahren zum Entfernen der Oxidationsschicht erforderlich. Solchermaßen wird die Produktivität verbessert. Da die sich bewegenden Metallplatten 1 durch die trompetenförmigen Eingänge 19 der Verbindungs-Formen 7 und 8 gesteckt und an ihre genaue Verbindungsstellung gelegt werden, ist auch ein Verfahren zum Verbinden der Metallplatten 1 einfach und kann schnell durchgeführt werden. Zusätzlich werden die Räder an das untere Ende der Verbindungs-Formen montiert, so dass es möglich ist, die sich bewegenden Metallplatten zu verbinden. Daher kann das Verbindungs-Verfahren erfolgreich durchgeführt werden.
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Obwohl diese Erfindung in Verbindung dessen beschrieben wurde, was gegenwärtig als eine praktische beispielhafte Ausführungsform angesehen wird, sollte es klar sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern sie im Gegenteil dazu vorgesehen ist, verschiedene Modifikationen und entsprechende Anordnungen abzudecken, die in den Geist und Schutzumfang der anhängenden Ansprüche fallen.
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In dieser Beschreibung und den anschließenden Ansprüchen ist das Wort ”umfassen” bzw. Variationen wie beispielsweise ”umfasst” oder ”umfassend”, sofern es nicht ausdrücklich im Gegensatz dazu beschrieben wird, so zu verstehen, als impliziere es die Einschließung der geschilderten Elemente und nicht die Ausschließung irgendwelcher anderen Elemente.
