DE3824698A1 - Verfahren und einrichtung zum stossverbinden von metallbahnen oder -baendern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Stoßverbinden von Metallbahnen oder -bändern und insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zum aneinandersetzenden Stoßverbinden der Enden von flexiblen dünnen Metallbahnen oder -bändern.

Ein Verfahren zum Längsverbinden von Bahnen oder Bändern betrifft ein Überlappungsverbindungsverfahren, bei dem die Enden der Metallbänder einander überlappend aufeinandergelegt und miteinander verbunden werden. Außerdem ist ein Stoßverbindungsverfahren bekannt, bei dem die Enden der Metallbänder stumpf gegeneinander stoßen und miteinander verbunden werden.

Wie in Fig. 8(a) gezeigt ist, wird bei einem Überlappungsverbindungsverfahren das Ende eines Metallbandes 70 überlappend auf das Ende eines Metallbandes 72 gelegt und eine Verbindungsfläche 73 zwischen den Bändern wird durch ein doppelseitiges Klebeband oder durch Ultraschallwellen miteinander verbunden (vgl. Fig. 4 und 6 der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 59-24526).

In Fig. 8(b) ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Stoßverbindungsverfahrens zum Verbinden von Metallbändern gezeigt. Wie in Fig. 8(b) gezeigt ist, werden die Enden der Metallbänder 70, 72 stumpf gegeneinander stoßend aneinander gelegt und die Ober- und Unterseite des Stumpfverbindungsabschnittes 75 wird anschließend jeweils durch einseitige Klebebänder 76 miteinander verbunden (vgl. Fig. 2 der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 59-24526).

Bei dem herkömmlichen Verfahren zum Verbinden von Metallbahnen oder -bändern wie es in Fig. 8(a) gezeigt ist, verbleibt jedoch ein Niveauunterschied im Verbindungsabschnitt zwischen den Bändern, der es für die verbundenen Metallbahnen unmöglich macht, in glattem und engem Kontakt mit einer Weitergabewalze oder dergleichen zu gelangen, wenn sie bewegt werden. Auch ist die Dicke des Verbindungsabschnittes größer als diejenige der Metallbänder und wenn im Bereich der Verbindungsfläche 73 ein nicht-haftender unverbundener Abschnitt verbleibt, dann besteht die Gefahr, daß dann die überlappende Verbindungsfläche 73 gelöst wird, während die Metallbahnen bewegt werden. Außerdem besteht ein Problem darin, daß die überlappende Verbindungsfläche 73 mit weiteren Materialien während der Bewegung der Metallbahnen in einem Verfahrensschritt der Behandlung der Metallbahnen, gelangen kann. Überdies kann dann, wenn der Behandlungsschritt einen Prozeß zur Behandlung der Oberfläche der Metallbahnen unter Verwendung einer Behandlungslösung enthält, diese Behandlungslösung in die Spalte in dem überlappenden Verbindungsabschnitt 73 eindringen, was seinerseits zu Qualitätsbeeinträchtigungen in den nachfolgenden Schritten führen kann. Außerdem werden verschiedene Nachteile bezüglich des Oberflächenbehandlungsschrittes der Metallbahnen hervorgerufen. Zum Beispiel muß in einem Schritt der Beschichtung mit einer lichtempfindlichen Schicht bei der Herstellung einer Platte zur Verwendung für den Flachdruck die Beschichtungsvorrichtung nachbehandelt bzw. zurückgezogen werden, wenn der Verbindungsabschnitt der Metallbahnen mit seiner Niveaudifferenz durch die Beschichtungsvorrichtung läuft, um eine Beschädigung der Beschichtungsvorrichtung infolge der Berührung mit dem Verbindungsabschnitt zu vermeiden und im Falle, daß keine Nachbehandlung bzw. Zurückziehen wegen der Niveaudifferenz erfolgt, hat die Überlappungsverbindungsfläche 73 nachteilige Wirkungen auf die beschichtete Oberfläche und führt zu Qualitätsmängeln derselben.

Auch bei dem herkömmlichen Stoßverbindungsverfahren, bei dem die Metallbahnen stumpf aneinanderliegend durch einseitige Klebebänder 75 und 76 verbunden werden, weist der Verbindungsabschnitt 75 unvermeidlich eine Höhendifferenz entsprechend der Dicke der Klebebänder 76 auf. Diese Höhendifferenz verursacht Nachteile ähnlich denjenigen, die im Zusammenhang mit dem vorerwähnten Überlappungsverbindungsverfahren beschrieben wurden. Wenn die verbundenen Metallbänder durch Transportwalzen oder dergleichen während ihres Behandlungs- oder Beschichtungsverfahrensabschnittes bewegt werden, werden bei dem Stoßverbindungsverfahren gemäß Fig. 8(b) die Klebebänder 76 im Bereich des Stumpfverbindungsabschnittes durch die Kanten der Stumpfverbindungsabschnitte der Enden der Metallbänder schabend bzw. schneidenartig beeinträchtigt, mit dem Ergebnis, daß der Stumpfverbindungsabschnitt eine verringerte Festigkeit aufweist und leicht durchtrennt werden kann. Außerdem werden die Metallbänder bzw. -bahnen 70, 72 Biegebeanspruchungen unterworfen, wenn sie über die Weitergabewalzen laufen, wobei diese Biegespannungen eine zusätzliche, den Verbindungsabschnitt 75 gefährdende Belastung darstellen, mit der Gefahr des Bruches des Verbindungsabschnittes 75. Solche Brüche treten sehr häufig auf, insbesondere dann, wenn ein dünnes Metallband bzw. eine dünne Metallbahn mit einer Dicke von 0,1 mm bis 0,2 mm verwendet wird oder wenn eine große Dickendifferenz zwischen den zwei miteinander verbundenen Metallbändern besteht.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile der Verbindungsverfahren im Stand der Technik zu überwinden.

Entsprechend besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Verbindungsverfahren für Metallbahnen oder -bänder anzugeben, durch das es möglich ist, zu verhindern, daß der Verbindungsabschnitt der Metallbänder bzw. -bahnen zerbrochen wird, während die Bänder bzw. Bahnen bewegt und/oder einem Beschichtungsvorgang unterzogen werden und durch das die Möglichkeit beseitigt wird, daß der Beschichtungsprozeß nachteilig durch das Verbindungsverfahren beeinflußt wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zum Verbinden von Metallbändern oder -bahnen anzugeben, durch die ein vorteilhaftes und wirtschaftliches, vor allem aber dauerhaftes Längsverbinden der Enden der Metallbahnen oder -bänder möglich ist.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgaben werden nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Metallbänder mit ihren Enden stumpf gegeneinanderliegend miteinander verschweißt und anschließend wird der verschweißte Verbindungsabschnitt gewalzt.

Da die Metallbänder nach dem Verbindungsverfahren für die Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung stumpf miteinander verschweißt und anschließend der verschweißte Verbindungsabschnitt gewalzt wird, um hierdurch jedwede Höhendifferenz innerhalb des verschweißten Verbindungsabschnittes zu vermeiden, ist die Möglichkeit beseitigt, daß die Verbindungsabschnitte der verbundenen Metallbahnen brechen bzw. aufgetrennt werden können, wenn die Metallbänder bewegt werden. Außerdem haben die Verbindungsabschnitte keinen nachteiligen Einfluß auf den Beschichtungsvorgang.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, ein Verbindungsverfahren für Metallbänder bzw. -bahnen zu schaffen, daß selbst dann, wenn die Metallbahnen, die miteinander verbunden werden sollen, eine voneinander verschiedene Dicke aufweisen, in der Lage ist, zuverlässig eine Höhendifferenz innerhalb des Verbindungsabschnittes der verbundenen Metallbahnen zu vermeiden und durch das auch die Festigkeit der Verbindungsabschnitte erhöht werden kann.

Dieses Ziel wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Enden der Metallbänder stumpf miteinander verschweißt werden und die verschweißten Verbindungsabschnitte gewalzt werden, wobei die verschweißten Verbindungsabschnitte von der Rückseite her in Bezug auf die Schweißnaht bezüglich des Anbringens derselben, gewalzt werden.

Da die Verbindungsabschnitte der verbundenen Metallbahnen von der Rückseite der Schweißnaht her gewalzt werden, kann bei dem Verbindungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung für die Metallbänder selbst dann, wenn die Metallbänder in ihrer Dicke voneinander verschieden sind, die gesamte Schweißnaht von der Rückseite her sicher und fest gewalzt werden. Daher kann die Festigkeit der verschweißten Abschnitte sicher und zuverlässig durch die Walzbehandlung erhöht werden.

Erfindungsgemäß ist außerdem eine Einrichtung zum Stoßverbinden von metallischen Bändern so ausgebildet, daß sie zumindest eine Vorschneidvorrichtung, eine Schweißvorrichtung und eine Walzvorrichtung in Abfolge enthält. Vorzugsweise ist außerdem im Anschluß an die Walzvorrichtung eine Kantentrimm- bzw. Kantenentgratvorrichtung vorgesehen.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Dabei sind die gleichen Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. In den Figuren zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung zur Durchführung eines Verfahrens zum Verbinden von Metallbändern nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung eines Walzverfahrens, das im Rahmen eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung verwendet wird,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Abschnitte der Materialbänder, die nach dem Verbindungsverfahren für die Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung verschweißt und gewalzt sind,

Fig. 4 eine Draufsicht der verschweißten Abschnitte der Kanten, die nach dem Verbindungsverfahren für die Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung entgratet sind,

Fig. 5(a) und (b) jeweils Ansichten der verschweißten Abschnitte, die erhalten werden, wenn Metallbänder unterschiedlicher Dicke miteinander durch Schweißen verbunden sind,

Fig. 6 eine erläuternde Ansicht einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung bei der ein Walzverfahren nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung angewandt wird,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, um das Walzverfahren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zu zeigen, und

Fig. 8(a) und (b) perspektivische Ansichten von verschweißten Abschnitten, die durch herkömmliche Verbindungsverfahren für Metallbänder erhalten werden.

Nachfolgend werden im einzelnen bevorzugte Ausführungsbeispiele eines Verfahrens und einer Einrichtung zum Verbinden von Metallbändern bzw. -bahnen nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Bezug nehmend zunächst auf Fig. 1 ist in dieser eine erläuternde Darstellung einer Einrichtung und eines Verfahrens zum Verbinden von Metallbändern nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird ein Metallband 10 von einer Rolle 12 abgewickelt und durch eine Weitergabewalze 14 in Gleitkontakt mit selbiger weiterbewegt und anschließend zu einer Verbindungseinrichtung 16 geführt. Die Verbindungseinrichtung 16 enthält eine Vorschneidvorrichtung 18, eine Schweißvorrichtung 24, eine Walzvorrichtung 32 und eine Kantenentgratvorrichtung 42. Die Vorschneidvorrichtung 18 ist mit Schneiden bzw. Messern 20 versehen. Das hintere Ende 10 A des Metallbandes 10 wird in Richtung seiner Breite durch eine Vorschneidvorrichtung 18 beschnitten, d. h. die Form des Endes 10 A wird so eingestellt, daß es angemessen und richtig stumpf gegen das vorauslaufende Ende 22 A eines Metallbandes 22, mit dem es verbunden werden soll, bewegt werden kann. Wenn jedoch das hintere Ende 10 A des Metallbandes 10, das wieder aufgewickelt werden soll, direkt und richtig stumpf gegen das vorauslaufende Ende 22 A des Metallbandes 22 bewegt werden kann, wird die Vorschneidvorrichtung 18 nicht verwendet.

Die Schweißvorrichtung 24 ist stromab der Vorschneidvorrichtung 18 angeordnet und besteht aus Klemmelementen 26, 28 und einem Schweißlichtbogen 30. Während das hintere Ende 10 A des Metallbandes 10 durch das Spannmittel 26 und das vorauslaufende Ende 22 A des Metallbandes 22 durch das Spannmittel 28 festgehalten ist, liegt das Metallband 10 stumpf gegen das Metallband 22 an. In diesem Falle wird ein Widerstandsinertgas-Schweißverfahren (TIG) angewandt. Alternativ hierzu kann ein MIG-Lichtbogenschweißverfahren, Gasschweißen oder Laserschweißen, wie z. B. CO₂-Laserschweißen, YAG-Laserschweißen und dergleichen verwendet werden. Bei einer Bewegung von oberhalb der verschweißten Abschnitte her in Richtung der Breite der Metallbänder 10, 22 schmilzt der Schweißbogen 30 die Enden 10 A, 22 A der Metallbänder, um diese miteinander zu verschweißen. Dann, wenn die Metallbänder 10, 22 eine Dicke von 0,3 mm oder weniger haben werden die Enden 10 A, 22 A der Metallbänder 10, 22 geringfügig vor dem Verschweißen miteinander überlappt, da dann die Metallbänder 10, 22 leicht miteinander verschmolzen werden können.

Stromab der Schweißvorrichtung 24 ist eine Walzvorrichtung 32 angeordnet, die aus einer Druckwalze 34 und einer Rückplatte 36 besteht. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann durch Betätigung der Druckwalze 34 der verschweißte Abschnitt 40 zwischen den beiden Metallbändern 20 und 22 gewalzt werden.

Stromab der Walzvorrichtung 32 ist auch eine Kantenentgratvorrichtung 42 angeordnet, die ein Paar Stanzgesenke bzw. Stempel 44 enthält. Der verschweißte Abschnitt 40 der Metallbänder 10, 22 wird zwischen die zwei Gesenke bzw. Stempel/Gesenk 44 bewegt und, wie in Fig. 4 gezeigt, die beiden Enden 46 des verschweißten Abschnittes 40 der Metallbänder 10, 22 werden durch die Kantenentgratvorrichtung 42 abgegratet. Um die beiden Enden 46 abzukanten bzw. zu entgraten sind die Gesenke 44 in Richtung der Breite des verschweißten Abschnittes 40 gegenüberliegend angeordnet und anschließend werden die Enden 10 A, 22 A der jeweiligen Metallbänder 10, 22 und die Enden 46 des verschweißten Abschnittes 40 als ein einheitliches Ganzes gestanzt. Wahlweise hierzu kann das Kantenentgraten durch Schneiden mit Hilfe von Laser, Sauerstoffplasma oder dergleichen anstelle des vorerwähnten Stanzverfahrens ausgeführt werden. Nach Abschluß solch einer Kantenentgratbehandlung werden die Metallbänder zu einem Beschichtungsprozeß oder dergleichen abgeführt.

Entsprechend dem vorerwähnten Verbindungsverfahren für die Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung werden, nach dem auf Stoß Gegeneinanderführen der Enden der Metallbänder diese Metallbänder 10, 22 miteinander durch die Schweißvorrichtung 24 verschweißt und der verschweißte Abschnitt 40 wird durch die Walzvorrichtung 32 gewalzt. Dies kann, wie in Fig. 3 gezeigt ist, jedwede Höhendifferenz innerhalb des verschweißten Abschnittes 40 beseitigen, so daß die zwei Metallbänder 10, 22 in glattem Gleitkontakt mit der Weitergabewalze bewegt und an eine nicht gezeigte Beschichtungsvorrichtung weitergegeben werden können, wo sie gleichmäßig beschichtet werden können. Infolge des Umstandes, daß der verschweißte Abschnitt 40 eine große Verbindungsfestigkeit besitzt und daß auch der verschweißte Abschnitt 40 glatt bewegt werden kann, ist in diesem Fall die Möglichkeit vermieden, daß der verschweißte Abschnitt 40 brechen kann. Auch ist in diesem Fall die Notwendigkeit beseitigt, die Beschichtungsvorrichtung von dem Verbindungsabschnitt zurückzuziehen oder nachzubehandeln und daher kann auch der Verbindungsabschnitt gleichmäßig beschichtet werden.

Infolge der Werkstückhärtung, die durch die vorerwähnte Walzbehandlung eintritt, kann der verschweißte Abschnitt 40 ebenfalls seine Zugfestigkeit wiedererlangen, bzw. erhöhen im Vergleich zu dem Zeitpunkt, wo die Verschweißung stattfindet, so daß hierdurch die Verbindungsfestigkeit erhöht wird. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere für Aluminium und ähnliche Materialien vorteilhaft und wirksam, die Kristalle enthalten, welche infolge ihres Schmelzens wenn sie verschweißt werden, größer gewählt werden können. Zwar wird die Oberflächengestalt des verschweißten Abschnittes 14 infolge der Wärmekonzentration, die während des Schweißvorgangs auftritt sowie durch den sich verändernden Druck während des Walzvorgangs beeinträchtigt bzw. gestört, so daß Spannungskonzentrationen auftreten, wenn Zugbelastungen während des Bewegungsprozesses der Metallbänder auftreten. Wie jedoch in Fig. 4 gezeigt ist, kann diese Spannungskonzentration dann, wenn die Enden 46 des verschweißten Abschnittes 40 der Metallbänder 10, 12 entgratet werden, beseitigt werden, so daß hierdurch die Möglichkeit beseitigt wird, daß der Verbindungsabschnitt zwischen den Metallbändern 10, 22 brechen kann.

Bezug nehmend nunmehr auf die Fig. 5(a) ist in dieser eine Draufsicht gezeigt, bei der ein Metallband von geringerer Breite als Metallband 10 verwendet wird, das von der Rolle 12 abgewickelt wurde, während ein Metallband von großer Breite als Metallband 22 verwendet wird, das verbunden werden soll und diese beiden Bänder werden miteinander unter Verwendung des Verbindungsverfahrens für Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung verbunden. Ebenso ist in Fig. 5(b) ein gegensätzliches Beispiel gezeigt, bei dem in perspektivischer Darstellung ein Metallband von großer Breite gezeigt wird, das als Metallband 10 verwendet wird, das wieder aufgewickelt werden soll, während ein Metallband von geringer Breite als Metallband 22 verwendet wird, das verbunden werden soll und diese beiden Bänder werden durch das erfindungsgemäße Verfahren verbunden. Wie in den Fig. 5(a) und (b) gezeigt ist, werden die jeweiligen Kanten der Metallbänder von großer Breite nach unten zu der Breite des Metallbandes von geringer Breite hin freigeschnitten oder keilförmig ausgeschnitten, und zwar durch die Kantenentgratvorrichtung 42, so daß die Enden des Metallbandes mit großer Breite nicht schwingen, während sie bewegt werden. Somit zeigt dies, daß das Verfahren zum Verbinden der Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung auch auf Metallbänder angewandt werden kann, die in ihrer Breite voneinander abweichen.

Als nächstes wird eine Erläuterung von Prüfungen gegeben, denen die Metallbänder, die durch das Verbindungsverfahren für die Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung verbunden wurden, wobei diese Tests mit jenen für herkömmliche Verbindungsverfahren verglichen werden.

In dem Test wurden Aluminiumbänder jeweils mit einer Dicke von 0,2 mm und einer Breite von 300 mm als Metallbänder 10, 22 verwendet. Das heißt diese beiden Metallbänder wurden stumpf gegeneinander in einer Stoßverbindung angelegt und anschließend durch das TIG-Lichtbogenschweißverfahren mit einer Geschwindigkeit von 1 m/Min. verschweißt. Anschließend wurde der verschweißte Abschnitt 40 unter einem Walzdruck von 50 kpf und einer Walzgeschwindigkeit von 0,5 m/Min. gewalzt. Die einer derartigen Behandlung unterzogenen Metallbänder werden durch ein Beispiel Nr. 1 repräsentiert und die verbundenen Metallbänder, die nur dem vorerwähnten Schweißvorgang unterzogen wurden, jedoch nicht dem vorerwähnten Walzvorgang unterzogen wurden, sind durch ein Beispiel Nr. 2 ausgedrückt. Außerdem betrifft ein unter Nr.3 angegebenes Beispiel verbundene Metallbänder, die mit einer Überlappungsverbindung verbunden sind und unter Verwendung eines herkömmlichen Ultraschall-Verbindungsverfahrens verbunden wurden.

Ein Weitergabenwalzen-Fördertest wurde ausgeführt, bei dem unter einer Zugkraftbelastung von 30 kp die drei Testbeispiele jeweils um 12 Gummiwalzen herumgeführt wurden, von denen jede einen Durchmesser von 100 mm aufwies und um 2 mm Gummiwalzen herumgeführt wurden, von denen jede einen Durchmesser von 200 mm aufwies. Die Anzahl der Umläufe bis zum Bruch wurde jeweils untersucht. Die Ergebnisse des Tests sind in nachfolgender Tabelle 1 festgehalten:

Tabelle 1

Hier wurde das Muster Nr. 1 durch das Metallverbindungsverfahren nach der Erfindung erhalten, während das Muster Nr. 3 durch das Verfahren nach dem Stand der Technik erhalten wurde.

Die Tabelle 1 zeigt, daß die Anzahl von Umläufen bis zum Bruch bei Muster Nr. 1, bei dem sowohl Schweißen als auch Walzen angewandt wurde, auf ein hohes Niveau erhöht wurde.

Als nächstes wurden Untersuchungen bezüglich der Zugfestigkeit, der Niveaudifferenzbedingungen und der Beschichtungsbehandlungen ausgeführt.

Das heißt Aluminiumbänder mit jeweils einer Dicke von 0,3 mm und einer Breite von 300 mm wurden verwendet als Metallbänder 10, 22. Während sie stumpf aneinandergesetzt waren, wurden die beiden Aluminiumbänder miteinander durch das TIG-Lichtbogenschweißen mit einer Schweißgeschwindigkeit von 1 m/Min. verschweißt und der verschweißte Abschnitt 40 wurde anschließend mit einer Walzkraft von 50 kpf und einer Geschwindigkeit von 0,5 m/Min. gewalzt. Die verbundenen Metallbänder, die in dieser Weise behandelt wurden, sind durch das Muster Nr. 1 bezeichnet, während die verbundenen Metallbänder, die nur dem Schweißvorgang unterzogen waren, jedoch nicht durch den Walzvorgang behandelt wurden, als Muster Nr. 2 angegeben sind. Außerdem sind als Muster Nr. 3 verbundene Metallbänder ausgedrückt, die überlappend miteinander befestigt wurden, unter Verwendung eines herkömmlichen Ultraschallverbindungsverfahrens.

Tabelle 2

Muster Nr. 1 wird durch ein Verbindungsverfahren für Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung erhalten.

Muster Nr. 3 wird durch ein Verbindungsverfahren für Metallbänder nach dem Stand der Technik erhalten.

Wie aus den angegebenen Ergebnissen ersichtlich ist, kann der Niveauunterschied durch die Walzbehandlung vermindert werden und die Ergebnisse der Beschichtungsbehandlung nach der vorliegenden Erfindung sind deutlich besser als diejenigen, die im Stand der Technik erhalten werden.

Als nächstes werden Vergleichstests bezüglich der Kantenentgratbehandlung in folgender Weise ausgeführt.

In den Tests wurde ein Aluminiumband mit einer Dicke von 0,2 mm und einer Breite von 300 mm als Metallband 10 und ein Aluminiumband mit einer Dicke von 0,2 mm und einer Breite von 200 mm als Metallband 22 verwendet. Diese beiden Metallbänder wurden miteinander um 0,5 mm überlappt und unter Anwendung des TIG-Lichtbogenschweißens mit einer Schweißgeschwindigkeit von 1 m/Min. verschweißt. Anschließend wurde ihr verschweißter Abschnitt 40 mit einem Walzdruck von 45 kpf und einer Walzgeschwindigkeit von 0,5 m/Min. gewalzt und wurden die beiden Enden des verschweißten Abschnittes 40 und das Metallband 10 jeweils freischneidend bzw. entgratend kantenbehandelt. Das verbundene Metallband, das in der vorerwähnten Weise behandelt wurde, wird nachfolgend als Muster Nr. 1 bezeichnet und das verbundene Metallband, bei dem die vorerwähnte Walzbehandlung ausgeführt wurde jedoch die Kantenentgratbehandlung nicht ausgeführt wurde, ist als Muster Nr. 2 bezeichnet.

Tabelle 3

Während der Bewegung der Bandkanten treten im verschweißten Abschnitt Risse auf. Nach dem Verbinden wurde eine ungleichmäßige Beschichtung von einigen 10 cm an den Kanten gefunden.

Wie in Tabelle 3 gezeigt, ist das Muster Nr. 1 besser bezüglich der Oberflächenbeschichtungsbehandlung als das Muster Nr. 2, bei dem keine Kantenentgratbehandlung erfolgte und keine Beschädigung wie z. B. Rißbildung oder dergleichen tritt an den Kanten beim Muster Nr. 1 während der Bewegung desselben auf.

Dies zeigt, daß die Walzbehandlung des verbundenen Abschnittes nach dem Verschweißen den Niveauunterschied beseitigen kann und daher die verbundenen Metallbänder glattbewegt werden können. Ebenfalls kann die Kantenentgratbehandlung die Möglichkeit verringern, daß der verschweißte Abschnitt 40 Risse bekommt, bricht oder abreißt.

Da die Metallstreifen auf Stoß gegeneinander gelegt werden und anschließend miteinander verschweißt sowie hieran anschließend der verschweißte Verbindungsabschnitt gewalzt wird, ist, wie oben erläutert, bei dem Verbindungsverfahren für Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung verhindert, daß der verschweißte Verbindungsabschnitt bricht oder während der Bewegung des verbundenen Bandes seinen Zusammenhalt verliert. Außerdem hat der Verbindungsabschnitt keinerlei nachteilige Auswirkung auf den nachfolgenden Beschichtungsbehandlungsvorgang.

In Fig. 6 ist eine erläuternde Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung bezüglich eines Verbindungsverfahrens für Metallbänder sowie einer hierzu gehörigen Einrichtung dargestellt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind gleiche oder ähnliche Teile wie in dem vorerwähnten ersten Ausführungsbeispiel, gezeigt in Fig. 1, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie dort, so daß auf eine wiederholte Beschreibung übereinstimmender Teile hier verzichtet werden kann.

Bezug nehmend wiederum auf die Walzbehandlung, die in dem ersten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung angewandt wird, wenn die verbundenen Metallbahnen 10, 22 in ihrer Dicke voneinander verschieden sind, ergibt sich, daß der jeweilige Druck, der von der Druckwalze auf die unterschiedlich dicken Bahnen ausgeübt wird, unterschiedlich ist, mit dem Ergebnis, daß die Schweißnaht in der Nähe der verschweißten Kanten des Metallbandes mit geringerer Dicke nicht überall gewalzt wird. Daher kann die Festigkeit des verschweißten Abschnittes in dem Metallband geringerer Dicke nicht gleichmäßig durch die vorerwähnte Walzbehandlung erhöht werden, so daß der verschweißte Abschnitt 40 leichter bricht oder durchtrennt wird.

Nunmehr wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel während das hintere Ende 10 A des dünnen Metallbandes 10 durch die Klemmeinrichtung 26 und das vorauslaufende Ende 22 A des dicken Metallbandes 22 durch die Klemmeinrichtung 28 festgehalten wird, das dünne Metallband 10 und das dicke Metallband 22 auf Stoß aneinandergelegt. Insbesondere umfaßt das Verfahren zum Verbinden eines dünnen mit einem dicken Metallband zwei Hauptfälle. In dem einen Fall werden die beiden Metallbänder 10, 22 miteinander verschweißt, während sie anstoßend auf Stoß gegeneinander liegen. In dem anderen Fall werden die Metallbänder 10, 22 verschweißt, während sie einander um etwa 2 mm überlappen, vorzugsweise bei einer Überlappung im Bereich von 0,5 bis ungefähr 1 mm. Insbesondere dann, wenn die beiden Metallbänder 10, 22 eine Dicke von 0,3 mm oder weniger aufweisen, werden sie teilweise einander überlappt bevor sie miteinander verschweißt werden, um hierdurch die Bildung von Blasen oder ein Abschmelzen zu vermeiden.

Auch hierbei wird das Verschweißen von oberhalb der aneinanderliegenden Endabschnitte ausgeführt und, wie in Fig. 7 gezeigt, an den Oberseiten der Metallbänder 10, 22 wird ein Schweißnahtabschnitt 40 ausgebildet.

Beim Schmelzen kann eine TIG-Lichtbogenschweißung, MIG-Lichtbogenschweißung ebenso wie Gasschweißung, Laserschweißen und dergleichen wahlweise je nach den Arten der verwendeten Metalle angewandt werden.

Stromab der Schweißvorrichtung ist die Walzvorrichtung 32 angeordnet, mit der Druckwalze 34. Die Druckwalze 34 ist hinter dem Schweißnahtabschnitt 40, der sich zwischen den Metallbandenden 10 A und 22 A erstreckt angeordnet und die Walze 34 walzt den Schweißnahtabschnitt 40 von hinten bzw. seiner Rückseite her.

Bei dem Verbindungsverfahren für die Metallbänder nach dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die beiden Metallbänder 10, 22 miteinander durch die Schweißvorrichtung 24 verschweißt, nachdem sie auf Stoß gegeneinanderliegend angeordnet sind und der resultierende Schweißnahtabschnitt 40 wird von der Rückseite her durch die Druckwalze 34 der Walzvorrichtung 32 gewalzt. Im Ergebnis dessen kann der gesamte Schweißnahtabschnitt 40 sicher und zuverlässig von hinten her gepreßt werden, so daß hierdurch die Verbindungsfestigkeit erhöht wird. Daher können die schweißverbundenen Metallbänder 10, 22 in glatten Gleitkontakt mit der Weitergabewalze gelangen und können zu einer (nicht gezeigten) Beschichtungsvorrichtung bewegt werden, die stromab der Weitergabewalze angeordnet ist.

Nachfolgend wird eine Beschreibung von Tests bezüglich der Festigkeit des verschweißten Abschnittes der Metallbänder, die nach dem Verbindungsverfahren der vorliegenden Erfindung verbunden wurden, gegeben.

Bei den Tests wurde ein Aluminiumband mit einer Dicke von 0,15 mm und einer Breite von 300 mm als das dünne Metallband 10 angewandt sowie ein Aluminiumband verwendet mit einer Dicke von 0,4 mm und einer Breite von 300 mm, das als dickes Metallband 22 verwendet wurde. Unter Überlappung dieser beiden Metallbänder 10, 22 um 1,5 mm wurden sie durch TIG-Lichtbogenschweißen mit einer Schweißgeschwindigkeit von 1 m/Min. verschweißt und der Schweißnahtabschnitt 40 wurde anschließend von hinten gewalzt. Andererseits wurde im Falle des Vergleichsmusters die Oberfläche des Schweißnahtabschnittes 40 direkt durch die Druckwalze 34 gewalzt.

Unter einer Belastung mit einer Zugkraft von 60 kp, denen die Prüf- und Vergleichsmuster unterzogen wurden, wurden diese veranlaßt zwischen 10 Gummiwalzen jeweils mit einem Durchmesser von 100 mm sowie 10 Gummiwalzen jeweils mit einem Durchmesser von 150 mm umzulaufen und es wurde die Anzahl der Umläufe geprüft, nach denen die Verbindungen jeweils brachen, d. h. es wurde ein Weitergabewalzen-Übergabetest ausgeführt.

Im Ergebnis dieses Übergabetests zeigte sich, daß, während das herkömmliche Vergleichsmuster beim 5. Umlauf brach, das Prüfmuster nach der vorliegenden Erfindung beim 20. Umlauf durchtrennt wurde. Daher zeigt die Untersuchung, daß der verschweißte Abschnitt der Metallbänder in seiner Festigkeit erhöht werden kann, wenn er von hinten am Schweißnahtabschnitt gewalzt wird.

Da das Walzen von hinten am Schweißnahtabschnitt der verbundenen Metallbänder ausgeführt wird, wie dies vorher für das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezüglich Verfahren und Einrichtung erläutert wurde, kann die Schweißnaht von hinten mit einem gleichmäßigen Druck gepreßt werden, d. h. die Festigkeit des verschweißten Abschnittes kann infolge des Walzens erhöht werden.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern umfaßt sämtliche Modifikationen und veränderten Gestaltungen sowie Äquivalente im Rahmen der Ansprüche.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verbinden von Metallbahnen, gekennzeichnet durch die Schritte des Verbindens der Enden der Metallbahnen (10, 22) in einer Stoß- oder überlappenden Verbindung, Verschweißen der Verbindungsabschnitte der Bänder (10, 22) und Walzen des verschweißten Verbindungsabschnittes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschweißte Verbindungsabschnitt durch eine Druckwalze (34) in Richtung der Breite der Metallbänder (10, 22) gewalzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gewalzte Verbindungsabschnitt nach dem Walzen bezüglich der Kanten des verschweißten Verbindungsabschnittes (40) an den gegenüberliegenden Seiten ausgespart bzw. entgratet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (10 A, 22 A) der Metallbänder (10, 22), die eine unterschiedliche Breite aufweisen, miteinander verbunden werden und das Ende des Metallbandes (22) mit größerer Breite in einer keilförmigen Weise entgratet bzw. abgeschrägt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (10 A, 22 A) von Metallbändern (10, 22), die sich in ihrer Dicke voneinander unterscheiden, durch Verschweißen verbunden sind und der geschweißte Verbindungsabschnitt (40) anschließend von der Rückseite der Schweißnaht her gewalzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Metallbänder (10 A, 22 A) vor ihrem Verbinden vorgeschnitten sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen TIG-Lichtbogenschweißen, MIG-Lichtbogenschweißen, Gasschweißen oder Laserschweißen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Freischneid- bzw. Entgratungsbehandlung entweder durch Stanzen, Laserschneiden oder Sauerstoffplasmaschneiden ausgeführt wird.

9. Einrichtung zum Verbinden von Metallbahnen, gekennzeichnet durch eine Vorschneidvorrichtung (18), eine stromab dieser angeordnete Schweißvorrichtung (24) sowie eine stromab dieser angeordnete Walzvorrichtung (32).

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß stromab der Walzvorrichtung (32) eine Entgrat- bzw. Freischneidvorrichtung (42) mit einem oberen und einem unteren Gesenk (44) vorgesehen ist.