DE4414037A1 - The joining of the ends of thin metal strips - Google Patents
The joining of the ends of thin metal stripsInfo
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Abstract
Description
Es gibt eine Reihe von Herstellungsvorgängen, bei denen folien artige Metallbänder von einem Coil abgewickelt und einer Be arbeitungsmaschine, z. B. zur Herstellung der Wellrippen des Kühlers eines Kraftfahrzeugsmotors zugeführt werden. Da die Verarbeitung dieser Metallbänder kontinuierlich erfolgt, muß dann, wenn das von einem Coil kommende Metallband zu Ende geht, ein neues Metallband zur Verfügung gestellt werden, das der Verarbeitungsmaschine möglichst nahtlos im Anschluß an das Ende des ersten Bandes zugeht.There are a number of manufacturing processes that involve foils like metal strips unwound from a coil and a loading working machine, e.g. B. for the production of the corrugated ribs Radiator of a motor vehicle engine are supplied. Since the Processing of these metal strips is done continuously then when the metal strip coming from a coil comes to an end, a new metal band will be made available which the Processing machine as seamlessly as possible after the end of the first volume.
Man hat dies bisher dadurch erreicht, daß zum Beispiel stumpf gestoßene Bandenden mit einem beschichteten Klebeband überklebt werden, oder daß die Bandenden über eine WIG-Schweißung oder über eine Laserpunktschweißung miteinander zusammengefügt wurden, um den Verarbeitungsvorgang kontinuierlich weiterführen zu können. Solche Verfahren zum Verbinden von Bandenden er fordern aber einmal relativ hohe Investitionen und führen zum anderen auch zu einer Nahtstelle, an der eine an sich uner wünschte Materialverdickung vorliegt.So far, this has been achieved, for example, by blunting Taped butted ends of the tape with a coated adhesive tape be, or that the tape ends via a TIG weld or joined together via laser spot welding were to continue the processing operation continuously to be able to. Such methods of connecting tape ends he but require relatively high investments and lead to others also to an interface where one is inherently unimportant Desired material thickening is present.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden der Enden von dünnen Metall bändern vorzuschlagen, die eine einfache und schnelle Verbin dung der Bandenden erlaubt. The invention is therefore based on the object of a method and a device for connecting the ends of thin metal propose tapes that are a simple and quick connection end of the band allowed.
Die zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehene Erfindung ist durch das Ausstanzen von je einer von zwei schwalbenschwanzartig in einandergreifenden Verzahnungen an jeder der beiden zu verbin denden Endkanten und durch das formschlüssige Ineinanderfügen der jeweiligen Zähne und Zahnlücken gekennzeichnet. Dabei wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Größe der Zähne und Zahnlücken so gewählt, daß sie im Maßbereich der Banddicke, d. h. also im Bereich von wenigen zehnteln Millimetern liegt. Diese Ausgestaltung ergibt genügend Zusammenhalt der Bandenden, ohne daß an der Verbindungsstelle eine Verdickung oder ein Verbindungsbereich auftritt, der sich bei der an schließend vor zunehmenden Verformung in der Verarbeitungs maschine anders als die übrigen Bandbereiche verhält.The invention intended to achieve this object is through punching out one of two dovetail-like interlocking gears to connect to each of the two end edges and through the positive interlocking of the respective teeth and tooth gaps. Doing so in an advantageous development of the invention, the size of the Teeth and tooth gaps chosen so that they are in the dimensional range of Tape thickness, d. H. in the range of a few tenths of a millimeter lies. This configuration results in sufficient cohesion Belt ends without thickening at the connection point or a connection area that occurs at the closing before increasing deformation in processing machine behaves differently than the other belt areas.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens werden diese "Mini verzahnungen" schräg zu den Längskanten der Bänder und ins besondere so verlegt, daß sie pfeilförmig verlaufen, und zwar mit ihrer Spitze in der Längsmittelebene der Bänder. Hierdurch wird vermieden, daß die Verbindungsstelle zum Beispiel bei der Verarbeitung der Bänder zu Wellrippen, deren Wellungen senk recht zu den Längskanten verlaufen, bei der Verformung eine Beeinträchtigung erfährt oder ein Lösen der Verbindungsstelle eintritt.In a further development of the inventive idea, these "mini gears "at an angle to the longitudinal edges of the strips and ins special so laid that they run arrow-shaped, namely with its tip in the longitudinal median plane of the ligaments. Hereby it is avoided that the connection point, for example at the Processing of the ribbons into corrugated ribs, the corrugations of which lower run right to the longitudinal edges, one at the deformation Experiences impairment or loosening of the connection point entry.
In weiterer Ausgestaltung des neuen Verfahrens können die Band enden übereinandergelegt, dann die Verzahnungen gleichzeitig ausgestanzt werden, wobei dann die Verzahnung des einen Band endes unmittelbar in jene des anderen Bandendes hereingedrückt wird. Man kann auf diese Weise im wesentlichen in einer Arbeitsstation die gesamte erwünschte Verbindung der Bandenden erreichen.In a further embodiment of the new process, the band ends superimposed, then the teeth at the same time are punched out, the toothing of one band then immediately pressed into that of the other end of the band becomes. One can essentially in one way Workstation the entire desired connection of the tape ends to reach.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich eine Vorrichtung als besonders vorteilhaft und einfach erwiesen, die gekennzeichnet ist durch beidseitig und quer zu den Bandober flächen bewegbare Klemm- und Schneidstempel zur Herstellung der Verzahnungen und durch eine Fördereinrichtung zum Ineinander fügen dieser Verzahnungen.A method has been used to carry out the method according to the invention Device proved to be particularly advantageous and simple, the is characterized by on both sides and across the band upper Movable clamping and cutting stamps for the production of Gears and through a conveyor to each other add these gears.
Dabei können in einfacher Weise jeweils zwei parallel neben einanderliegende, senkrecht zu den Oberflächen der aufeinander gelegten Bandenden bewegbare Stempel vorgesehen sein, von denen ein Stempelpaar zwei einander zugeordnete Klemmstempel und das andere ein Schneidstempelpaar bildet.In this case, two can be parallel to each other in a simple manner one on top of the other, perpendicular to the surfaces of each other placed band ends movable stamps are provided, of which a pair of stamps two associated stamps and that others form a pair of cutting punches.
In Weiterbildung dieser Vorrichtung können die beiden Schneid stempel ein Schneidteil bilden, dessen Länge der doppelten Dicke der Wandenden entspricht, wobei die Schneidstempel je weils einen gleichgerichteten Hub ausführen, der aber jeweils nur der Dicke eines der zu verbindenden Bandenden entspricht. Durch diese Ausgestaltung wird mit dem Schneidhub auch schon die Förderbewegung zum formschlüssigen Ineinanderfügen der an beiden Bandenden gebildeten Verzahnung bewirkt, und es brauchen nur noch die abgetrennten Abfallstücke entfernt zu werden.In a further development of this device, the two cutting stamp form a cutting part, the length of which is double Thickness of the wall ends corresponds, with the cutting punches each because perform a rectified stroke, but each only corresponds to the thickness of one of the band ends to be connected. With this configuration, the cutting stroke is already sufficient the conveying movement for the positive interlocking of the toothing formed both ends of the band, and need it only the separated pieces of waste to be removed.
Besonders vorteilhaft und haltbar hat sich für die Zahnform der Miniverzahnungen eine omegaartige Ausgestaltung für die Schneidstempel erwiesen.The tooth shape has been particularly advantageous and durable Mini gears an omega-like design for the Cutting stamp proven.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und sie wird im folgenden anhand dieses Ausführungsbeispieles erläutert.The invention is based on an embodiment in the Drawing shown and it is based on this Embodiment explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die beiden Enden eines folienartigen Metallbandes, die erfindungs gemäß miteinander verbunden worden sind, Fig. 1 is a schematic plan view of the two ends of a sheet-like metal strip, the fiction, have been connected to each other according to,
Fig. 1a eine vergrößerte Darstellung der für die Verbindung der Bandenden eingesetzten Verzahnung, Fig. 1a is an enlarged view of the teeth used for the connection of the band ends,
Fig. 2 die Ansicht der Verzahnung der Fig. 1a in der Band laufrichtung gesehen, Fig. 2 seen the view of the teeth of Fig. 1a in the tape running direction,
Fig. 3 die Draufsicht auf die Verzahnung der Fig. 2, Fig. 3 shows the top view of the teeth of Fig. 2,
Fig. 4 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Schneid- und Fügevorganges für die Bandenden nach Fig. 1 in einem ersten Schritt, Fig. 4 is a schematic representation of an apparatus for carrying out the cutting and joining operation for the belt ends of Fig. 1 in a first step,
Fig. 5 die Vorrichtung der Fig. 4 in einem weiteren Schritt, Fig. 5 shows the device of FIG. 4 in a further step,
Fig. 6 die Vorrichtung der Fig. 4 bei der Durchführung des Schneid- und Fügevorganges, Fig. 6 shows the device of FIG. 4 for carrying out the cutting and joining operation,
Fig. 7 einen weiteren Verfahrensschritt zur Entnahme der miteinander verbundenen Bandenden und Fig. 7 shows a further process step for the removal of the joined belt ends, and
Fig. 8 das Zusammendrücken der entstandenen Abfallstücke vor dem Entfernen. Fig. 8 the compression of the resulting pieces of waste before removal.
In der Fig. 1 sind schematisch die einander zugewandten Enden eines ersten folienartigen Metallbandes (1), z. B. eines Aluminiumbandes und eines zweiten, aus dem gleichen Material bestehenden Bandes (2) gezeigt, die beide z. B. in Richtung des Pfeiles (3) einer nicht gezeigten Verarbeitungsmaschine zu geführt werden, mit der die Bänder (1) und (2) in an sich be kannter Weise in eine Wellenform zur Bildung von Wellrippen gebracht werden, wie sie bei Kühlern von Kraftfahrzeugmotoren oder auch bei anderen Wärmetauschern im Kraftfahrzeugbau zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche quer zu den Rohren eines Rippenrohrblockes verlaufend vorgesehen werden. Beim Ausfüh rungsbeispiel haben beide Bänder (1) und (2) z. B. eine Dicke (s) von 0,1 mm.In Fig. 1, the mutually facing ends of a first sheet-like metal strip ( 1 ), z. B. an aluminum strip and a second, made of the same material band ( 2 ), both of which, for. B. in the direction of arrow ( 3 ) of a processing machine, not shown, with which the tapes ( 1 ) and ( 2 ) are brought in a manner known per se into a waveform to form corrugated fins, as is the case with coolers of motor vehicle engines or also be provided in other heat exchangers in motor vehicle construction to increase the heat exchange surface extending transversely to the tubes of a finned tube block. In the example, both tapes ( 1 ) and ( 2 ) have z. B. a thickness (s) of 0.1 mm.
Die beiden Bänder (1) und (2) sind an ihren Enden jeweils mit einer pfeilförmig verlaufenden Verzahnung (4) versehen, deren Spitze (4a) auf der Mittellängsebene (5) der Bänder (1 und 2) liegt. Die Anordnung der Verzahnung (4) ist symmetrisch zu dieser Mittellängsebene (5) gewählt und die Fig. 1a läßt er kennen, daß die Verzahnung (4) eine omegaartige Zahnform auf weist, wobei die einzelnen Zähne (6) des Bandes (2) bzw. (6′) des Bandes (1) jeweils identisch und so ausgebildet sind, daß die Zähne (6) in die Zwischenräume zwischen den Zähnen (6′) formschlüssig hereingreifen und umgekehrt. Die Länge der Zähne (6, 6′a) liegt dabei im Maßbereich der Dicke (s) der Bänder (1 und 2). Beim Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der Bänder 0,1 mm. Die Größe (a) wird dann mit 0,4 mm gewählt.The two strips ( 1 ) and ( 2 ) are each provided with arrow-shaped teeth ( 4 ) at their ends, the tip ( 4 a) of which lies on the central longitudinal plane ( 5 ) of the strips ( 1 and 2 ). The arrangement of the teeth ( 4 ) is chosen symmetrically to this central longitudinal plane ( 5 ) and Fig. 1a he knows that the teeth ( 4 ) has an omega-like tooth shape, the individual teeth ( 6 ) of the band ( 2 ) or . ( 6 ') of the band ( 1 ) are each identical and designed so that the teeth ( 6 ) positively engage in the spaces between the teeth ( 6 ') and vice versa. The length of the teeth ( 6 , 6 'a) is in the range of the thickness (s) of the strips ( 1 and 2 ). In the exemplary embodiment, the thickness of the strips is 0.1 mm. The size (a) is then chosen to be 0.4 mm.
Aus den Fig. 2 und 3, in denen das verzahnte Ende - in ver größerter Darstellung - des Bandes (2) gezeigt ist, geht her vor, daß die größte Breite (d) jedes Zahnes (6) 3×r ent spricht, wobei (r) jeweils der Abrundradius der omegaförmigen Zahnformen ist. Die engste Stelle (c) der omegaförmigen Zahn form entspricht dabei 2 r und der Abstand der für die Bildung des breitesten Zahnteiles des Omega vorgesehenen beiden Aus rundungskreise jeweils mit dem Radius (r), nämlich der Abstand (b), entspricht beim Ausführungsbeispiel gleich (r). (r) wird dabei mit 0,1 mm gewählt, d. h. mit dem gleichen Maß, wie die Dicke (s) der Bänder (1) und (2). Es wird daraus deutlich, daß es sich bei der Verzahnung (4) um eine Art "Miniverzahnung" handelt, die aber, da über die Pfeilform dieser Verzahnung eine große Anzahl von einzelnen Zähnen (6) bzw. (6′) gebildet werden können, für einen ausgezeichneten formschlüssigen Zusammenhalt der Bänder (1) und (2) sorgen kann, die durch diese Art der Verbindung auch fluchtend zueinander in einer Ebene liegen.From Fig. 2 and 3, in which the toothed end - in ver enlarged view - of the band ( 2 ) is shown, it goes that the greatest width (d) of each tooth ( 6 ) speaks 3 × r ent, whereby (r) is the rounding radius of the omega-shaped tooth shapes. The narrowest point (c) of the omega-shaped tooth shape corresponds to 2 r and the distance between the two rounding circles provided for the formation of the widest tooth part of the omega, each with the radius (r), namely the distance (b), corresponds in the exemplary embodiment to the same ( r). (r) is selected with 0.1 mm, ie with the same dimension as the thickness (s) of the strips ( 1 ) and ( 2 ). It is clear from this that the toothing ( 4 ) is a kind of "mini toothing", which, however, since a large number of individual teeth ( 6 ) or ( 6 ') can be formed via the arrow shape of this toothing, can ensure excellent interlocking cohesion of the straps ( 1 ) and ( 2 ), which due to this type of connection also lie flush in one plane.
Die Fig. 4 bis 8 zeigen nun schematisch eine Vorrichtung, mit der die in der Fig. 1 gezeigte Verbindung der Bandenden in einfacher Weise realisiert werden kann.The Figs. 4 to 8 show schematically an apparatus with which the compound of the strap ends shown in FIG. 1 can be realized in a simple manner.
Die Fig. 4 zeigt zunächst, daß eine Vorrichtung zur Herstellung der Verzahnung (4) aus zwei nebeneinander und parallel zuein ander bewegbaren Stempelpaaren besteht, wobei das aus den Stempeln (7) und (8) bestehende Stempelpaar ein Klemmstempel paar (7, 8) bildet und das Stempelpaar (9, 10) ein Schneid stempelpaar, das in nicht näher dargestellter, weil bekannter Weise mit einem Schneidprofil in der Form der zu erzeugenden Omegaverzahnung (Fig. 3) versehen ist. Zwischen diese beiden Stempelpaare (7, 8) bzw. (9, 10) werden die Enden der Bänder (1) und (2) beim Ausführungsbeispiel so eingelegt, daß das Ende des Bandes (2) unterhalb des dieses Ende überlappenden Endes des Bandes (1) liegt. Fig. 4 shows first that a device for producing the toothing ( 4 ) consists of two side by side and parallel to each other movable pairs of stamps, the pair of stamps consisting of the stamps ( 7 ) and ( 8 ) a clamping stamp pair ( 7 , 8 ) forms and the pair of punches ( 9 , 10 ) a pair of punches, which is provided in a manner not shown, because it is known, with a cutting profile in the form of the omega toothing to be produced ( FIG. 3). Between these two pairs of punches ( 7 , 8 ) and ( 9 , 10 ) the ends of the strips ( 1 ) and ( 2 ) are inserted in the exemplary embodiment in such a way that the end of the strip ( 2 ) below the end of the strip overlapping this end ( 1 ) lies.
Die Vorrichtung arbeitet dann wie folgt
Gemäß Fig. 5 werden die Stempelpaare (7) und (8) bzw. (9) und
(10) senkrecht auf die Oberflächen der übereinanderliegenden
Bänder (1) und (2) zugefahren, so daß diese beiden Bandenden
fest eingeklemmt werden. Das Klemmstempelpaar (7, 8) bleibt
nach Fig. 6 beim weiteren Arbeitsschritt stehen und hält den
Zusammenhalt der beiden Bänder aufrecht, während das Schneid
stempelpaar (9, 10) um die Stärke (s) der Bänder (1) und (2) im
Sinn der Pfeile (11) nach unten gegenüber dem Klemmstempelpaar
(7, 8) verfahren wird. Von dem Ende des oben liegenden Bandes
(1) wird daher das Endstück (1′) abgestanzt und bleibt oberhalb
des Bandes (2) liegen, während der ausgeschnittene Teil des
Bandes (1), der die Zahnform nach Fig. 3 aufweist, um die
Stärke der Bänder (1) und (2) nach unten bewegt worden ist,
wobei gleichzeitig der vom Band (2) abgeschnittene Endteil (2′)
jeweils um eine weitere Bandstärke unterhalb der nun fluchten
den und miteinander verbundenen Bänder (1) und (2) zu liegen
kommt.The device then works as follows
According to FIG. 5, the pairs of punches ( 7 ) and ( 8 ) or ( 9 ) and ( 10 ) are moved vertically onto the surfaces of the strips ( 1 ) and ( 2 ) lying one above the other, so that these two strip ends are firmly clamped. The pair of clamping punches ( 7 , 8 ) remains in accordance with FIG. 6 during the further working step and maintains the cohesion of the two bands, while the pair of cutting punches ( 9 , 10 ) about the strength (s) of the bands ( 1 ) and ( 2 ) in The direction of the arrows ( 11 ) is moved downwards relative to the pair of clamping stamps ( 7 , 8 ). From the end of the top band ( 1 ), the end piece ( 1 ') is therefore punched and remains above the band ( 2 ), while the cut-out part of the band ( 1 ), which has the tooth shape according to FIG. 3, around the Thickness of the tapes ( 1 ) and ( 2 ) has been moved downwards, with the end part ( 2 ') cut off from the tape ( 2 ) being in each case one more tape thickness below the now aligned and interconnected tapes ( 1 ) and ( 2 ) comes to rest.
Da durch die Schneidstempel (9) und (10), die ihre Lage (9′) und (10′) nach Fig. 6 eingenommen haben, aus beiden Bändern (1 und 2) die Zahnform nach Fig. 3 ausgestanzt worden ist, befin det sich nun das mit den Zähnen (6′) ausgestattete Ende des Bandes (1) mit seinen Zähnen (6′) innerhalb der Zwischenräume der durch den Stanzvorgang am Rand des Bandes (2) gebildeten Zähne (6), so daß die Zähne (6) und (6′) gemäß Fig. 1a form schlüssig ineinandergreifen und die Verzahnung (4) bilden.6, the tooth form according to FIG. 3 has been punched out of both strips ( 1 and 2 ) by the cutting punches ( 9 ) and ( 10 ), which have assumed their position ( 9 ') and ( 10 ') according to FIG. 6 now det the with the teeth (6 ') equipped end of the tape (1) with its teeth (6') within the interstices of the teeth formed by the punching process at the edge of the belt (2) (6), so that the teeth ( 6 ) and ( 6 ') according to Fig. 1a interlock positively and form the toothing ( 4 ).
Nach diesem Vorgang werden die Klemmstempel (7) und (8) und die Schneidstempel (9) und (10) gemäß Fig. 7 wieder auf Abstand ge bracht, so daß die über die Verzahnung (4) untereinander ver bundenen Bänder (1) und (2) für den weiteren Verarbeitungsvor gang entnommen werden können. Die abgetrennten Endstücke (1′) bzw. (2′) verbleiben noch in der Vorrichtung und können nach Fig. 8 nach dem erneuten Zusammenfahren der Stempel (7, 8) bzw. (9, 10), da sie ebenfalls auf ihren einander zugewandten Seiten mit der Verzahnung (4) versehen sind, zusammengefügt und als Abfall entfernt werden.After this operation, the clamping punch (7) and (8) and the cutting punch (9) and (10) shown in FIG. 7 are again ge spaced placed so that the via the toothing (4) to each other with affiliated bands (1) and ( 2 ) can be removed for further processing. The separated end pieces ( 1 ') or ( 2 ') remain in the device and can after Fig. 8 after re-moving the stamp ( 7 , 8 ) or ( 9 , 10 ), since they also face on each other Pages are provided with the toothing ( 4 ), put together and removed as waste.
Das neue Verfahren eröffnet daher die einfache Möglichkeit, Bandenden ausschließlich auf mechanische Weise sicher zu ver binden, und zwar so, daß keine Materialdoppelung auftritt und auch keine aufwendigen Einrichtungen für die Bandverbindung vorgesehen werden müssen. Die Ausbildung der Verzahnung (4) in der Form einer sogenannten Miniverzahnung und ihre pfeilförmige Anordnung sorgen dafür, daß eine Unzahl von Zähnen form schlüssig ineinander greift, so daß, ohne daß die Eigenschaften der an dieser Stelle zusammengefügten Bänder (1) und (2) wesentlich verändert werden, ein ausgezeichneter Zusammenhalt gewährleistet ist.The new method therefore opens up the simple possibility to securely bind tape ends only in a mechanical manner, in such a way that no duplication of material occurs and also no complex devices for the tape connection have to be provided. The formation of the toothing ( 4 ) in the form of a so-called mini toothing and its arrow-shaped arrangement ensure that a myriad of teeth interlock positively so that the properties of the strips ( 1 ) and ( 2 ) joined together at this point be changed significantly, excellent cohesion is guaranteed.
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