DE3824698C2 - Verfahren und Einrichtung zum Stoßverbinden von Metallbahnen oder -bändern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Me­ tallbahnen bzw. Metallbändern, mit den Schritten, Verbinden der Enden der Metallbänder in einer Stoß- oder überlappenden Verbindung, Verschweißen der Verbindungsabschnitte der Me­ tallbänder und Walzen des verschweißten Verbindungsabschnit­ tes sowie eine Einrichtung zum Verbinden von Metallbahnen bzw. Metallbändern mit einer Vorschneidvorrichtung, einer stromab dieser angeordneten Schweißvorrichtung sowie einer stromab dieser angeordneten Walzvorrichtung.

Ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Einrichtung ist aus der DE 35 17 090 A1 bekannt. Dabei werden zum Walzen von Vorband zu Warmbreitband aufeinanderfolgend der Fertig­ straße zugeführte Vorbandlängen zu einem Endlosband verbun­ den. Anschließend wird mit konstanter Geschwindigkeit fertig­ gewalzt, und nach dem Fertigwalzen werden die Verbindungs­ stellen aus dem fertiggestellten Warmbreitband herausge­ trennt. Diese Verbindungsstellen müssen herausgetrennt wer­ den, weil der dort vorhandene Niveauunterschied einerseits eine evtl. gewünschte Oberflächenbehandlung an dieser Stelle verhindert und andererseits die Brauchbarkeit des Metallban­ des zumindest reduziert.

Aus der JP 61-88 903 (A) ist ebenfalls ein Verfahren sowie ei­ ne Vorrichtung zum Verbinden von Metallbahnen bzw. Metallbän­ dern bekannt, bei denen einander gegenüberliegende Endkanten von Metallbändern in geeigneter Weise zu einem Endlosmetall­ band verbunden werden. Auch hier weisen die Verbindungsstel­ len die oben genannten Nachteile auf.

Ein Verfahren zum Längsverbinden von Bahnen oder Bändern ist 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.

Ferner wird wie in Fig. 8(a) gezeigt ist, bei dem sogenannten Überlappungsverbindungsverfahren das Ende eines Metallbandes 70 überlappend auf das Ende eines anderen 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 weiteren herkömmlichen Stoßverbindungsverfahrens zum Verbinden von Metallbändern gezeigt. Wie aus Fig. 8(b) entnehmbar, 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 70, 72, wie es in Fig. 8(a) gezeigt ist, verbleibt jedoch ein Niveauunterschied im Verbindungsabschnitt zwischen den Metallbändern 70, 72, der es für die verbundenen Metallbändern 70, 72 unmöglich macht, in glattem und engen Kontakt mit einer Weitergabewalze oder desgleichen zu gelangen, wenn sie bewegt werden. Auch ist die Dicke des Verbindungsabschnittes größer als diejenige der Metallbänder 70, 72 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 Metallbänder 70, 72 bewegt werden. Außerdem besteht ein Problem darin, daß die überlappende Verbindungsfläche 73 mit weiteren Materialien während der Bewegung der Metallbänder 70, 72 in einem Verfahrensschritt der Behandlung der Metallbänder 70, 72, gelangen kann. Überdies kann dann, wenn der Behandlungsschritt einen Prozeß zur Behandlung der Oberfläche der Metallbänder 70, 72 unter Verwendung einer Behandlungslösung enthält, diese Behandlungslösung in die Spalte in der überlappenden Verbindungsfläche 73 eindringen, was seinerseits zu Qualitätsbeeinträchtigungen in den nachfolgenden Schritten führen kann. Außerdem werden verschiedene Nachteile bezüglich des Oberflächenbehandlungsschrittes der Metallbänder 70, 72 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 die Verbindungsfläche 73 der Metallbänder 70, 72 mit ihrer Niveaudifferenz durch die Beschichtungsvorrichtung läuft, um eine Beschädigung der Beschichtungsvorrichtung infolge der Berührung mit der Verbindungsfläche 73 zu vermeiden und im Falle, daß keine Nachbehandlung bzw. Zurückziehen wegen der Niveaudifferenz erfolgt, hat die Verbindungsfläche 73 nachteilige Wirkungen auf die beschichtete Oberfläche und führt zu Qualitätsmängeln derselben.

Auch bei dem herkömmlichen Stoßbindungsverfahren, bei dem die Metallbänder 70, 72 stumpf aneinanderliegend durch einseitige Klebebänder 76 verbunden werden, weist der Stumpfverbindungsabschnitt 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 70, 72 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 75 durch die Kanten der Stumpfverbindungsabschnitte 75 der Enden der Metallbänder 70, 72 schabend bzw. schneidenartig beeinträchtigt, mit dem Ergebnis, daß der Stumpfverbindungsabschnitt 75 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 Stumpfverbindungsabschnitt 75 gefährdende Belastung darstellen, mit der Gefahr des Bruches des Stumpfverbindungsabschnittes 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.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden von Metallbahnen bzw. Metallbändern der ein­ gangs genannten Art anzugeben, das stets ein sicheres Verbin­ den von Metallbahnen bzw. Metallbändern sowie ein Oberflä­ chenbehandlungsverfahren an den Verbindungsstellen ermög­ licht.

Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Verbinden von Metallbahnen bzw. Metallbändern anzugeben, die mit technisch einfachen Mitteln stets eine si­ chere Verbindung von Metallbahnen bzw. Metallbändern gewähr­ leistet, welche Verbindung zudem noch einer zuverlässigen Oberflächenbehandlungsverfahren unterzogen werden kann.

Die Aufgabe bezüglich des eingangs genannten Verfahrens zum Verbinden von Metallbahnen bzw. Metallbändern wird erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß der verschweißte Verbindungs­ abschnitt durch eine Druckwalze in Richtung der Breite der Metallbänder gewalzt wird.

Die Aufgabe bezüglich der eingangs genannten Einrichtung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Längsachse einer Druckwalze der Walzeinrichtung in Richtung der Metallbänder angeordnet ist.

Besonders vorteilhafte Verbindungsübergänge können dadurch erzielt werden, wenn der gewalzte Verbindungsabschnitt nach dem Walzen bezüglich der Kanten des verschweißten Verbin­ dungsabschnittes an den gegenüberliegenden Seiten ausgespart bzw. entgratet wird.

Sollen Metallbänder unterschiedlicher Breite miteinander ver­ bunden werden, so ist es für eine kontinuierliche Einleitung der Zugkräfte vorteilhaft, wenn das Ende des Metallbandes mit der größeren Breite in einer keilförmigen Weise entgratet bzw. abgeschrägt wird.

Nach der Erfindung ist es auch möglich, Metallbänder unter­ schiedlicher Dicke durch Verschweißen zu verbinden. Dabei ist es von Vorteil, wenn der verschweißte Verbindungsabschnitt anschließend von der Rückseite der Schweißnaht her gewalzt wird.

Andere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.

Da die Metallbänder miteinander verschweißt und anschließend an dem Verbindungsabschnitt in Breitenrichtung der Metallbän­ der gewalzt werden, wird nicht nur der sonst übliche Höhenun­ terschied bei dem Verbindungsabschnitt beseitigt, sondern auch noch die Festigkeit der Verbindung erhöht, so daß die Metallbahnen bzw. Bänder an diesen Abschnitten nicht mehr brechen bzw. aufgetrennt werden können, wenn diese bewegt werden. Außerdem haben die erfindungsgemäß hergestellten Ver­ bindungsabschnitte zumindest annähernd die gleiche Oberflä­ chenbeschaffenheit wie die übrigen Oberflächen der Metallbah­ nen bzw. Metallbänder, so daß die zusammengefügten Metallbah­ nen bzw. Metallbänder einheitlich und mit gleichbleibender Güte beschichtet werden können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können selbst dann Metallbänder sicher miteinander verbunden werden, wenn die Metallbänder unterschiedliche Dicken aufweisen. Da­ bei werden die Verbindungsabschnitte von der Rückseite der Schweißnaht her festgewalzt, wodurch die Festigkeit der ver­ schweißten Abschnitte ebenfalls sicher und zuverlässig erhöht wird.

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

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 einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Abschnitte der Metallbänder, 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 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angewandt wird,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, um das Walzverfahren nach der zweiten Ausführungsform 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 beigefügten 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, 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 10A des Metallbandes 10 wird in Richtung seiner Breite durch eine Vorschneidvorrichtung 18 beschnitten, d. h. die Form des Endes 10A wird so eingestellt, daß es angemessen und richtig stumpf gegen das voraus laufende Ende 22A eines Metallbandes 22, mit dem es verbunden werden soll, bewegt werden kann. Wenn jedoch das hintere Ende 10A des Metallbandes 10, das wieder aufgewickelt werden soll, direkt und richtig stumpf gegen das voraus laufende Ende 22A 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 bzw. Spannmittel 26, 28 und einem Schweißlichtbogen 30. Während das hintere Ende 10A des Metallbandes 10 durch das Spannmittel 26 und das vorauslaufende Ende 22A des Metallbandes 22 durch das Spannmittel 23 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 40 her in Richtung der Breite der Metallbänder 10, 22 schmilzt der Schweißbogen 30 die Enden 10A, 22A der Metallbänder 10, 22, um diese miteinander zu verschweißen. Wenn die Metallbänder 10, 22 eine Dicke von 0,3 mm oder weniger haben, werden die Enden 10A, 22A 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 bzw. Verbindungsabschnitt 40 zwischen den beiden Metallbändern 10 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 Stanzgesenke bzw. Stempel 44 bewegt, und es werden, wie in Fig. 4 gezeigt, die beiden Enden 46 des verschweißten Abschnittes 40 der Metallbänder 10, 22 durch die Kantenentgratvorrichtung 42 abgegratet. Um die beiden Enden 46 abzukanten bzw. zu entgraten sind die Stanzgesenke 44 in Richtung der Breite des verschweißten Abschnittes 40 gegenüberliegende angeordnet, und es werden die Enden 10A, 22A 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 Laserstrahlen, Sauerstoffplasma oder dergleichen anstelle des vorerwähnten Stanzverfahrens ausgeführt werden. Nach Abschluß solch einer Kantenentgratbehandlung werden die Metallbänder einem Beschichtungsprozeß oder dergleichen zugeführt.

Entsprechend dem vorerwähnten Verbindungsverfahren für die Metallbänder nach der vorliegenden Erfindung werden, nach dem auf Stoß Gegeneinanderführen der Enden 10A, 22A Metallbänder 10, 22 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. Da dadurch der verschweißte Abschnitt 40 eine große Verbindungsfestigkeit besitzt und auch der verschweißte Abschnitt 40 glatt bewegt werden kann, ist die Möglichkeit eines Brechens des verschweißten Abschnittes 40 vermieden. Auch ist in diesem Fall die Notwendigkeit beseitigt, die Beschichtungsvorrichtung von dem Verbindungsabschnitt 40 zurückzuziehen oder nachzubehandeln und daher kann auch der Verbindungsabschnitt 40 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 den 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 40 infolge der Wärmekonzentration, die während des Schweißvorganges auftritt sowie durch den sich verändernden Druck während des Walzvorganges beeinträchtigt bzw. gestört, so daß Spannungskonzentrationen auftreten, wenn Zugbelastungen während des Bewegungsprozesses der Metallbänder 10, 22 auftreten. Wie jedoch in Fig. 4 gezeigt ist, kann diese Spannungskonzentration dann, wenn die Enden 46 des verschweißten Abschnittes 40 der Metallbänder 10, 22 entgratet werden, beseitigt werden, so daß hierdurch die Möglichkeit beseitigt wird, daß der verschweißte Abschnitt 40 zwischen den Metallbändern 10, 22 brechen kann.

Bezugnehmend nunmehr auf die Fig. 5(a) ist in dieser eine Draufsicht gezeigt, bei der ein Metallband von geringerer Breite als das o.a. 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. Diese beiden Metallbänder 10, 22 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. Diese beiden Metallbänder 10, 22 werden durch das erfindungsgemäße Verfahren verbunden. Wie in den Fig. 5(a) und (b) gezeigt ist, werden die jeweiligen Kanten der Metallbänder 10 bzw. 22 von großer Breite nach unten zu der Breite der Metallbänder 22 bzw. 10 von geringerer Breite hin frei oder keilförmig ausgeschnitten, und zwar durch die Kanntenentgratvorrichtung 42, so daß die Enden des Metallbandes 22 bzw. 10 mit großer Breite nicht schwingen, während sie bewegt werden. Somit zeigt dies, daß das Verfahren zum Verbinden der Metallbänder 10, 22 nach der vorliegenden Erfindung auch auf Metallbänder 10, 22 angewandt werden kann, die in ihrer Breite voneinander abweichen.

Als nächstes wird eine Erläuterung von Prüfungen gegeben, denen die Metallbänder 10, 22 unterzogen werden, 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 10, 22 wurden stumpf gegeneinander in einer Stoßverbindung angelegt und anschießend durch das TIG-Lichtbogenschweißverfahren mit einer Geschwindigkeit von (1 m/Min.) verschweißt. Anschließend wurde der verschweißte Abschnitt 40 unter einer Walzkraft von 490,33 N (50 kpf) und einer Walzgeschwindigkeit von 0,008 m/s (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 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 294,2 N (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 Beispiel Nr. 1 durch das Metallverbindungsverfahren nach der Erfindung erhalten, während das Beispiel Nr. 3 durch das Verfahren nach dem Stand der Technik erhalten wurde.

Die Tabelle l zeigt, daß die Anzahl von Umläufen bis zum Bruch bei Beispiel 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 0,017 m/s (1 m/Min. verschweißt und der verschweißte Abschnitt 40 wurde anschließend mit einer Walzkraft von 490,33 N (50 kpf) und einer Geschwindigkeit von 0,008 m/s (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 ausgedruckt, 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 Kantententgratbehandlung 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 0,017 m/s (1 m/Min.) verschweißt. Anschließend wurde ihr verschweißter Abschnitt 40 mit einem Walzdruck von 441,30 N (45 kpf) und einer Walzgeschwindigkeit von (0,008 m/s (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 und anschießend miteinander verschweißt werden, 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 einer zweiten Ausführungsform 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 wie dort versehen, so daß auf eine wiederholte Beschreibung übereinstimmender Teile hier verzichtet werden kann.

Bezugnehmend wiederum auf die Walzbehandlung, die in der ersten Ausführungsform 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 10 geringerer Dicke nicht gleichmäßig durch die vorerwähnte Walzbehandlung erhöht werden, so daß der verschweißte Abschnitt 40 leichter bricht oder durchtrennt wird.

Nunmehr wird in der zweiten Ausführungsform während das hintere Ende 10A des dünnen Metallbandes 10 durch die Klemmeinrichtung 26 und das vorauslaufende Ende 22A 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 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 Verbindungsabschnitt bzw. 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 24 ist die Walzvorrichtung 32 angeordnet, mit der Druckwalze 34. Die Druckwalze 34 ist hinter dem Schweißnahtabschnitt 40, der sich zwischen den Enden 10A und 22A erstreckt angeordnet und die Druckwalze 34 walzt den Schweißnahtabschnitt 40 von hinten bzw. seiner Rückseite her.

Bei dem Verbindungsverfahren für die Metallbänder nach der vorerwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die beiden Metallbänder 10, 22 miteinander durch die Schweißvorrichtung 24 verschweißt, nachdem sie auf Stoß gegeneinanderliegend angeordnet worden sind, und der resultierende Schweißnahtabschnitt 40 wird von der Rückseite her durch die Druckwalze 34 der Walzvorrichtung 32 gewalzt. Dadurch 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 mit einer Dicke von 0,4 mm und einer Breite von 300 mm als dickes Metallband 22 verwendet.

Unter Überlappung dieser beiden Metallbänder 10, 22 um 1,5 mm wurden sie durch TIG-Lichtbogenschweißen mit einer Schweißgeschwindigkeit von 0,017 m/s (1 m/Min.) verschweißt und der verschweißte Abschnitt bzw. 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 588,40 N (60 kp), denen die Prüf- und Vergleichsmuster unterzogen wurden, wurden diese veranlaßt zwischen 10 Gummiwalzen jeweils mit einem Durchmesser von 100 nm 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 40 der Metallbänder 10,22 in seiner Festigkeit erhöht werden kann, wenn er von hinten am Schweißnahtabschnitt 40 gewalzt wird.

Da das Walzen von hinten am Schweißnahtabschnitt 40 der verbundenen Metallbänder 10, 22 ausgeführt wird, wie dies vorher für die zweite Ausführungsform 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 40 kann infolge des Walzens erhöht werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Verbinden von Metallbahnen bzw. Metallbändern (10, 22), mit den Schritten, Verbinden der Enden (10A, 22A) der Metallbänder (10, 22) in einer stoß- oder überlappenden Verbin­ dung, Verschweißen der Verbindungsabschnitte (40) der Metall­ bänder (10, 22) und Walzen des verschweißten Verbindungsab­ schnittes (40), dadurch gekennzeichnet, daß der verschweißte Verbindungsabschnitt (40) durch eine Druckwalze (34) in Richtung der Breite der Metallbänder (10, 22) gewalzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gewalzte Verbindungsabschnitt (40) nach dem Walzen bezüglich der Kanten des verschweißten Verbindungsabschnittes (40) an den gegenüberliegenden Seiten ausgespart bzw. entgratet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (10A, 22A) der Metallbänder (10, 22), die eine unter­ schiedliche Breite aufweisen, miteinander verbunden werden und das Ende des Metallbandes (22) mit der größeren Breite in einer keilförmigen Weise entgratet bzw. abgeschrägt wird.

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

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

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

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Freischneid- bzw. Entgratungsbehandlung entweder durch Stanzen, Laserschneiden oder Sauerstoffplasmaschneiden ausgeführt wird.

8. Einrichtung zum Verbinden von Metallbahnen bzw. Metallbändern (10, 22) mit einer Vorschneidvorrichtung (18), einer stromab dieser angeordneten Schweißvorrichtung (24) sowie einer stromab dieser angeordneten Walzvorrichtung (32), dadurch gekennzeich­ net, daß die Längsachse einer Druckwalze (34) der Walzeinrich­ tung (32) in Richtung der Metallbänder (10, 22) angeordnet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß stromab der Walzeinrichtung (32) eine Entgrat- bzw. Frei­ schneidvorrichtung (42) mit einem oberen und einem unteren Ge­ senk (44) vorgesehen ist.