DE3902451A1 - Verfahren zum verbinden von streifen - Google Patents
Verfahren zum verbinden von streifenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Verbinden von Streifen, und insbesondere ein Verfahren
zum Verbinden von Streifen wie flexible,
streifenförmige Metallplatten, Metallfolien, flexible
streifenförmige Filme und dgl.
Diese Art von Verfahren zum Verbinden von Streifen
beinhaltet ein Verfahren, bei dem die Enden der
Streifen übereinandergelegt werden und bei dem sie
mittels eines auf zwei Seiten klebenden Bandes
verbunden werden, oder bei dem sie durch die Verwendung
von Ultraschallwellen geschmolzen werden, um
miteinander verbunden zu werden, ein Verfahren, um die
Streifen mechanisch übereinanderzupassen und ein
Verfahren, um die Streifen durch Schweißen zu
verbinden.
In Fig. 3 ist eine Erläuterungsskizze eines
herkömmlichen Verfahrens dargestellt, bei dem Streifen
mittels Schweißen verbunden werden. Wie in Fig. 3
gezeigt, wird ein nachfolgender Streifen 70 von
einer Rolle 72 abgerollt, wird auf eine Führungsrolle
74 übertragen und wird dann der Verbindungsvorrichtung
76 zugeführt. Die Verbindungsvorrichtung 76 beinhaltet
eine Vorschneidevorrichtung 78, welche ihrerseits mit
Schneideeinrichtungen 80, 80 versehen ist. Die vordere
Kante 70 A des nachfolgenden Streifens 70 wird
durch die Vorschneidevorrichtung 78 geschnitten, so daß
sie genau gegen das hintere Ende 82 A eines
vorausgehenden Streifens 82 gedrückt werden kann, mit
dem sie verbunden werden soll.
Nach der Vorschneidevorrichtung 78 ist eine
Schweißvorrichtung 84 angeordnet, welche aus Klammern
86, 88 und einem Schweißbrenner 90 besteht. Das vordere
Ende 70 A des nachfolgenden Streifens 70 wird durch die
Klammern 86 gehalten und das hintere Ende 82 A des
vorausgehenden Streifens 82 wird gehalten, wodurch der
nachfolgende Streifen 70 und der vorausgehende Streifen
82 gegeneinander gedrückt oder geringfügig
übereinandergeschoben werden können. Als Schweißmethode
wird ein TIG-Bogenschweißverfahren in diesem Fall
verwendet, aber es können auch andere Schweißverfahren
verwendet werden, so z. B. ein
MIG-Bogenschweißverfahren, Gasschweißen, ein
Laserschweißverfahren mit CO₂ oder YAG-Lasern und dgl.
Der Schweißbrenner 90 ist oberhalb der
zusammengedrückten Teile der Streifen angeordnet und
wird in Richtung der Breite der entsprechenden Streifen
70, 82 bewegt, um die Streifen 71 A, 82 A
zusammenzuschweißen. Wenn die Dicke der Streifen 70, 82
0,3 mm oder kleiner ist, schmelzen die Streifen 70, 82,
die verbunden werden sollen, sehr leicht und darum ist
es in diesen Fällen bevorzugt, daß die Streifenenden
70 A und 82 A sich geringfügig überlappen, bevor sie
zusammengeschweißt werden.
Nach der Schweißvorrichtung 84 ist eine Walzvorrichtung
92 angeordnet, die eine rollende Walze 94 und einen
Gegenbalken 96 umfaßt. Die zusammengeschweißten Teile
des folgenden Streifens 70 und des vorhergehenden
Streifens 82 können durch die Tätigkeit der Rolle 94
gewalzt werden.
Falls bei dem vorerwähnten konventionellen
Streifenschweißverfahren der führende Streifen 82 oder
der folgende Streifen 70 zweimal dicker ist als der
andere, ist es schwierig, die Verbindungsbedingungen
festzusetzen, wenn sie durch Verwendung von
Ultraschallwellen oder durch Schweißen verbunden werden
sollen. Weiterhin ist es schwierig, falls die
Materialien oder die Oberflächenbehandlungen der
Streifen unterschiedlich sind, derartige Streifen
mittels Ultraschallwellen oder Schweißen zu verbinden.
Da zur Zeit ein Verfahren, um Streifen zu führen oder
zuzuführen, schwierig ist, bewirken die vorstehend
erwähnten Nachteile, daß sich die Verbindungsbereiche
der Streifen, wenn die Streifen geführt werden,
wiederholt falten, wodurch vollständige Falten in den
Streifenverbindungsbereichen erzeugt werden, oder
wodurch bewirkt wird, daß die Streifen in den
Verbindungsbereichen brechen, da die
Streifenverbindungsbereiche bewegt werden, wenn
Zugkräfte durch Führungsrollen und dgl. auf sie
ausgeübt werden. Es besteht weiterhin ein Bedürfnis
nach größerer Verschiedenheit der Produkte und darum
müssen die Form und die Materialien dieser Streifen
unterschiedlich gestaltet werden. Die herkömmlichen
Verbindungsverfahren sind jedoch nicht dazu in der
Lage, mit Produktionsplänen zu arbeiten, die den
vorerwähnten gesteigerten Bedürfnissen entsprechen.
In Fig. 10 ist ein Verfahren zum Verbinden von
überstehenden Streifen gemäß dem Stand der Technik
gezeigt. Wie in Fig. 10 zu sehen ist, werden die
Metallstreifen 50 und 52 übereinander angeordnet und
die Verbindungsbereiche 53 werden durch die Verwendung
eines zweiseitigen Klebebandes zusammengeklebt oder
durch Verwendung von Ultraschallwellen
zusammengeschweißt (siehe Fig. 4 und 6 der japanischen
Patent-Offenlegungsschrift Nr. 59-24 526).
Bei der Verwendung dieses bekannten, in Fig. 10
gezeigten Verfahrens zum Verbinden von Metallplatten,
können die Verbindungsbereiche 53 jedoch nicht glatt
mit einer Führungswalze und dgl. zusammengeführt
werden, da die Verbindungsbereiche in der Höhe
voneinander unterschiedlich sind. Zum Beispiel, beim
Beschichten einer lichtempfindlichen Schicht bei der
Herstellung einer Platte zur Herstellung in der
Planographie, muß die Beschichtungseinrichtung
zurückgezogen werden, um zu verhindern, daß die
Metallstreifen beschädigt werden oder brechen, wenn die
Verbindungsbereiche der Metallstreifen mit einem
Höhenunterschied der Beschichtungseinrichtung zugeführt
werden. Wenn die Beschichtungseinrichtung nicht
zurückgezogen wird, haben die Verbindungsbereiche 53
nachteilige Effekte auf die Beschichtungszustände des
Streifens, wodurch sich eine schlechte Qualität der
beschichteten Streifen ergibt.
Zusätzlich zu den vorerwähnten Nachteilen beim
Verfahren gemäß dem Stand der Technik, können die
ganzen Oberflächen der Verbindungsbereiche 53 häufig
nicht miteinander verbunden werden, und als Ergebnis
besteht die Möglichkeit, daß sich die
Verbindungsbereichsoberflächen 53 abschälen, wenn die
Metallstreifen zugeführt werden. Bei einem Verfahren,
welches eine Oberflächenbehandlung durch Verwendung
einer Behandlungslösung aufweist, kann, wenn die
Metallstreifen die Behandlungslösung durchlaufen, die
Behandlungslösung und dgl. in die Zwischenräume
zwischen die Verbindungsoberflächen 53 eindringen,
welches die schlechte Qualität der Produkte in den
folgenden Schritten erhöht.
Da es bei dem vorerwähnten Verbindungsverfahren gemäß
dem Stand der Technik nötig ist, die
aneinanderstoßenden Flächen der Metallstreifen genau
einander zuzuordnen, ist es schwierig, die
aneinanderstoßenden Oberflächen schnell und genau
aneinander anzuordnen, so daß dafür eine lange Zeit
erforderlich ist. Andererseits wird das
Verfahren, um die Metallstreifen zu verbinden,
ausgeführt, während diese zugeführt werden, und
deshalb wird ein Sammler verwendet, um das
Verbindungsverfahren durchzuführen, ohne die Zuführung
zu unterbinden. Die Kapazität eines Sammlers ist jedoch
begrenzt und so ist die Zeit, die für den
Verbindungsvorgang zur Verfügung steht, ebenfalls
begrenzt. Aus diesen Gründen ist die Zuführeinrichtung
gezwungen zu stoppen, wenn der Verbindungsvorgang zu
lange andauert.
In Fig. 13 ist eine Untersuchungsansicht des
Metallaufbaus der Bereiche von geschweißten,
verbundenen Teilen einer Aluminiumplatte gezeigt,
welche eine Dicke von 0,15 mm aufweist und eine
Aluminiumplatte, welche eine Dicke von 0,3 mm aufweist,
die um 1 mm einander überlappt sind und die durch das
TIG-Bogenschweißverfahren verschweißt sind. Wie in Fig. 13
zu sehen ist, sind die Endbereiche 70 A und 82 A der
Metallstreifen, die kaltgewalzt sind, verbunden, denn
in den Verbindungsteilen ist ein Schmelzbereich 62
erzeugt worden, der zuerst geschmolzen ist und dann
erstarrte, und in den Randbereichen des Schmelzbereichs
62 sind rekristallisierte Teile 64, 64 zu sehen, welche
durch das Schweißverfahren für eine bestimmte Zeit
erhitzt werden und welche dadurch rekristallisiert
werden. Mit anderen Worten, die geschweißten
Verbindungsbereiche des kaltgewalzten Materials
beinhalten den Schmelzbereich 62, der geschmolzen und
erstarrt ist und die rekristallisierten Bereiche 64,
64, die aufgrund der Hitze während des Schweißens
rekristallisierten. In den Randbereichen der
geschweißten Verbindungsbereiche sind noch
Mutter-Materialbereiche (welche die ursprünglichen
Metallstreifen sind) 66, in denen keine der
vorerwähnten Schmelzvorgänge, Erstarrungsvorgänge und
Rekristallisierungsvorgänge aufgetreten ist. Dies
bedeutet, daß drei Gefügestrukturen in den
Verbindungsbereichen der Metallstreifen gebildet
werden. Die geschweißten Verbindungsbereiche der
Metallstreifen, die nicht kaltgewalzt sind, können in
drei Metallstrukturen klassifiziert werden, nämlich
einen Schmelzbereich, einen Rekristallisierungsbereich
und einem Muttermaterialbereich.
Wenn die Metallstreifen mit dem konventionellen
Schweiß- und Verbindungsverfahren zusammengefügt
werden, sind die geschweißten und zusammengefügten
Teile der Metallstreifen manchmal unterschiedlich in
der Dicke zu der der Originalmetallstreifen. Wenn dünne
Streifen um 2 mm oder dgl. überlappt werden,
vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 1,5 mm, und
zusammengeschweißt werden, um miteinander verbunden zu
werden, ist die Dicke der geschweißten und verbundenen
Bereiche größer als die der ursprünglichen
Metallstreifen. Wenn die Dicke der geschweißten und
verbundenen Teile des Metalles sehr unterschiedlich
ist gegenüber der Dicke der ursprünglichen
Metallstreifen, und wenn die Metallstreifen solche
geschweißten und verbundenen Bereiche aufweisen, die
über eine große Anzahl von Kaliberwalzen geführt
werden, dann wird eine Beanspruchungskonzentration in
den geschweißten und verbundenen Bereichen auftreten,
welche bewirkt, daß die geschweißten und verbundenen
Bereiche brechen. Insbesondere, wenn Metallstreifen,
die in der Dicke unterschiedlich voneinander sind,
verbunden werden, ist die Spannungskonzentration
außerordentlich groß.
Da der Muttermaterialbereich 66 größer ist als der
rekristallisierte Bereich 64 und dieser größer oder
gleich dem Schmelzbereich 62, was die Härte und die
Zugfestigkeit angeht, wird sich, wenn eine
Biegebeanspruchung auf einen Metallstreifen wirkt, und
zwar im Muttermaterialbereich, im Bereich der
Rekristallisierung und im Schmelzbereich, die Spannung
auf den Bereich konzentrieren, wo der Wechsel der Dicke
großt ist, und in diesem Fall, ist der
Rekristallisierungsbereich, der eine geringe
Zugfestigkeit aufweist, in diesem Bereich angeordnet.
Aus diesem Grund ist bei Metallstreifen, die
Verbindungsbereiche haben, die gemäß den Verfahren des
Standes der Technik verbunden sind, und die über eine
große Anzahl von Kaliberwalzen geführt werden, die
Möglichkeit gegeben, daß sie nach kurzer Zeit brechen.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die
vorerwähnten Merkmale der Verfahren des Standes der
Technik zu beseitigen.
Es ist dementsprechend die Aufgabe der Erfindung, ein
Verfahren zum Verbinden von Streifen zu schaffen, bei
dem, selbst wenn die Streifen, die miteinander
verbunden werden solllen, in Form oder in Material
voneinander unterschiedlich sind, eine ausreichende
Festigkeit in den verbundenen Bereichen erreicht wird,
so daß die Streifen sicher über eine Kaliberwalze und
dgl. geführt werden können.
Es ist ein weiterer Aspekt der Aufgabe der Erfindung,
ein Verfahren zum Verbinden von Streifen zu schaffen,
welche, wenn die Enden der Streifen in einem Winkel von
5° oder mehr in bezug auf ihre Breite geneigt ist,
aneinanderstoßen oder sich gering zum Schweißen
überlappen, dazu geeignet ist, die aneinanderstoßenden
oder sich geringfügig überlappenden Enden der Streifen
schnell und genau zu schneiden, und die Zeit zu
verringern, die erforderlich ist, die Streifen zu
verbinden.
Es ist ein weiterer Aspekt der Aufgabe der Erfindung,
ein Verfahren zum Verbinden von Streifen zu schaffen,
welches in der Lage ist, die Festigkeit der
geschweißten und verbundenen Bereiche des Streifens zu
erhöhen, insbesondere, die Festigkeit der Bereiche der
geschweißten und verbundenen Bereiche, in denen
leicht eine Spannungskonzentration auftritt, um zu
verhindern, daß die geschweißten und verbundenen Teile
der Streifen brechen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Streifen nicht direkt miteinander verbunden werden,
sondern daß ein Hilfsstreifen zwischen die Streifen
geschoben wird, um die Streifen miteinander zu
verbinden.
Das heißt, bei diesem Aspekt, daß, wenn sich die
Streifen, die miteinander zu verbinden sind, in Form
und Material voneinander unterscheiden, die Form
oder das Material des Hilfsstreifen so gemacht werden
kann, daß er denen der Streifen, die miteinander zu
verbinden sind, sehr ähnlich ist, so daß die
Verbindungsbedingungen der Streifen einfach gewählt
werden können und daß die verbundenen Bereiche der
Streifen eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um so
flexibel auf Änderungen in einem Produktionsplan oder
einer Produktion mit vielen unterschiedlichen Produkten
und kleinen Produktmengen fertigzuwerden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung,
werden die Streifen teilweise übereinandergelegt, wobei
die sich überlappenden Bereiche in einem Winkel von 5°
oder mehr in bezug auf die Breitenrichtung der Streifen
geneigt sind und dann geschnitten werden, wobei der
Schnitt und die dann aneinanderstoßenden Oberflächen
zusammengeschweißt sind.
Gemäß dem vorerwähnten Streifenverbindungsverfahren
werden die Streifen teilweise einander überlappt und
die überlappten Bereiche werden um einen Winkel von 5°
oder mehr in bezug auf die Breitenrichtung der Streifen
geneigt und dann mit einer Schneideeinrichtung od. dgl.
geschnitten. Dadurch kann in den geschnittenen und
aneinanderstoßenden Oberflächen der Streifen ein
genaues Aneinanderstoßen gleichzeitig mit dem
Schneiden erreicht werden, so daß das Schweißen
unmittelbar ausgeführt werden kann, während dieses
schnell Aneinanderstoßen beibehalten wird. Dieses
eliminiert den Vorgang, die aneinanderstoßenden
Oberflächen der Streifen in bezug aufeinander
anzuordnen, und darum kann die Zeit, die für den
Verbindungsvorgang erforderlich ist, im großen Ausmaß
reduziert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, wird bei
einem Verfahren zum Verbinden von Streifen, bei dem die
Enden der Streifen geschweißt werden und in den
geschweißten und verbundenen Bereichen der Streifen ein
Schmelzbereich und ein Rekristallisierungsbereich
gebildet wird, welcher unter dem Einfluß von Hitze
während des Schweißens entsteht, folgende Verbesserung
geschaffen: die geschweißten und verbundenen Bereiche
sind so gebildet, daß ein Unterschied der Streifendicke
zwischen den Schmelzbereichen und den
Rekristallisierungsbereichen innerhalb von 30% liegt
und daß der Unterschied der Streifendicke zwischen dem
Rekristallisierungsbereich und dem Bereich, der nicht
durch die Hitze während des Schweißens beeinflußt wird,
innerhalb von 30% liegt.
Gemäß dem vorerwähnten Verfahren zum Verbinden von
Streifen, ist der Rekristallisierungsbereich, welcher
den Bereich bildet, der am meisten bei geschweißten und
verbundenen Bereichen bricht, derart ausgebildet, daß
die Dickendifferenz in einem Bereich von 30% in bezug
auf den benachtbarten Schmelzbereich und dem Bereich
ist, der nicht durch die Hitze während des Schweißens
beeinträchtigt ist, wodurch, wenn eine Zugbeanspruchung
oder eine Biegebeanspruchung auf die Streifen wirkt,
diese Zugbeanspruchung oder diese Biegebeanspruchung
sich nur schwer im rekristallisierten Bereich
konzentrieren kann. Darum werden, selbst wenn die
Streifen, die solcherart geschweißte und verbundene
Bereiche aufweisen, über eine große Anzahl von
Kaliberwalzen unter Zugbeanspruchung geführt wird, die
verbundenen Bereiche der Streifen nicht infolge der
erhöhten Beanspruchung brechen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung, die sich auf die beigefügte
Zeichnung bezieht, in der gleiche Bezugszeichen gleiche
oder ähnliche Teile bei allen Figuren der Zeichnung
sind. Es zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht auf Verbindungsbereiche von
Streifen, die in der Dicke unterschiedlich voneinander
sind und die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
zusammengefügt sind;
Fig. 2 eine Seitenansicht der verbundenen Bereiche
dieser Streifen gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführung
einer Verbindungseinrichtung, welche verwendet wird, um
das vorliegende Verbindungsverfahren auszuführen, um
streifenartige Metallstreifen zu verbinden;
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer
Verbindungsvorrichtung, welche verwendet wird, um die
vorliegende Erfindung zur Verbindung streifenförmiger
Materialien auszuführen,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer
Zusammenfügevorrichtung, welche in der
Verbindungsvorrichtung gemäß Fig. 4 vorgesehen ist;
Fig. 6 eine erläuternde Darstellung einer
Schweißeinrichtung, welche in der
Verbindungsvorrichtung gemäß Fig. 4 vorgesehen ist;
Fig. 7(A) bis (F) entsprechende erläuternde
Darstellungen eines Verfahrens zum Verbinden von
streifenartigen Metallstreifen miteinander gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der
Verbindungsbereiche der Streifen, wenn diese
geschnitten sind;
Fig. 9 eine Aufsicht auf die Verbindungsbereiche der
bandartigen Metallstreifen;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht der Bereiche, die
mit einem herkömmlichen Streifenverbindungsverfahren
zusammengeschweißt sind;
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer anderen
Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung, welche
verwendet wird, um das vorliegende Verfahren
auszuführen;
Fig. 12 eine Untersuchungsansicht des Metallaufbaus des
Schnittes der geschweißten und verbundenen Teile der
Streifen, die gemäß dem vorliegenden, erfindungsgemäßen
Verfahren miteinander verbunden sind; und
Fig. 13 eine Untersuchungsansicht des Metallaufbaus des
Schnittes der geschweißten und verbundenen Bereiche der
Streifen, die miteinander durch ein
Streifenverbindungsverfahren gemäß dem Stand der
Technik verbunden sind.
Nachfolgend wird eine genaue Beschreibung von zu
bevorzugenden Ausführungen eines Verfahrens zum
Verbinden von Streifen miteinander gemäß der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung
gegeben.
In Fig. 1 ist eine Aufsicht auf die verbundenen
Bereiche von Streifen gegeben, die mit dem Verfahren
gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden sind.
Wie in Fig. 1 gezeigt, sind das hintere Ende eines
führenden Streifens 1 und das führende Ende eines
folgenden Streifens 4 mittels eines Hilfsstreifens 2
miteinander verbunden. Der führende Streifen 1 ist so
ausgebildet, daß er eine geringere Dicke aufweist als
der folgende Streifen 4, d. h., die Dicke des führenden
Streifens 1 ist gleich oder weniger als die Hälfte der
Dicke des folgenden Streifens 4. Weiterhin sind die
Oberflächen des führenden und des folgenden Streifens 1
und 4 mit einem Walzöl behandelt worden.
Der Hilfsstreifen 2 ist mit einem entfetteten Material
gebildet und besteht aus einem Material, das einen
Längs-Elastizitätsmodul aufweist, der geringer ist als
die des vorausgehenden und folgenden Streifens 1 und 4.
Die Länge des Hilfsstreifens 2 ist ausreichend kurz in
bezug auf den vorausgehenden und folgenden Streifen 1
und 4. Vorzugsweise liegt er im Bereich zwischen 200 mm
und 5000 mm und bevorzugt kann er 1000 mm sein.
Weiterhin ist der Hilfsstreifen 2 dicker als der dünn
vorausgehende Streifen 1 und dünner als der dicke,
folgende Streifen 4. Die Dicke des Hilfsstreifens ist
vorzugsweise so gewählt, daß er im Bereich von 1 bis 2mal
dicker ist als der dünne Streifen 1 und ungefähr
halb bis 1mal so dick ist wie der folgende Streifen 4.
Die beiden Enden des Hilfsstreifens 2 stoßen an die
Enden des führenden Streifens 1 und des folgenden
Streifens 4 an und sind mit diesen entsprechend
verbunden, oder sie lappen leicht über und sind mit den
Enden des vorausgehenden und folgenden Streifens 1 und
4 durch Schweißen entsprechend verbunden. Die
verbundenen Bereiche 6 und 8 sind dann jeweils durch
Schweißen behandelt. Das Walzen wird von oberhalb der
verbundenen Bereiche ausgeführt. Zu den
Schweißverfahren, die zu diesem Zweck verwendet werden
können, gehören TIG-Bogenschweißen, MIG-Bogenschweißen,
Gasschweißen, Laserschweißen mit CO₂ und YAG-Lasern
und dgl. sowie andere Schweißverfahren. Tatsächlich
wird eines dieser Verfahren gemäß der Beschaffenheit
des vorausgehenden Streifens 1 des folgenden Streifens
4 und des Hilfsstreifen 2 ausgewählt.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbinden
von Streifen, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut
ist, sind der vorausgehende Streifen 1 und der folgende
Streifen 4 nicht direkt miteinander verbunden und
verschweißt, sondern sie sind durch die Vermittlung des
Hilfsstreifens 2 miteinander verbunden. Das heißt, der
vorausgehende Streifen 1 und der folgende Streifen 4
sind indirekt durch die Verwendung des Hilfsstreifens 2
als Mittel verbunden. Dadurch sind die Verhältnisse,
wenn ein großer Unterschied zwischen der Dicke des
vorausgehenden und des folgenden Streifens 1 und 4
besteht, zum Verbinden des Hilfsstreifens 2 mit dem
vorausgehenden Streifen und folgenden Streifen 1 und 4
einfach zu wählen, da die Dicke des Hilfsstreifens 2
ungefähr der Dicke des vorausgehenden und des folgenden
Streifens 1 und 4 entspricht. Außerdem kann das
indirekte Verbinden durch Vermittlung des
Hilfsstreifens 2 die Festigkeit der verbundenen
Bereiche erhöhen.
Aufgrund der Tatsache, daß der Hilfsstreifen 2 aus
einem entfetteten Material gebildet ist, kann das
Schweißen, selbst wenn der vorausgehende und der
folgende Streifen 1 und 4 mit einem Walzöl oder
ähnlichem behandelt wurden, leicht durchgeführt werden
und die verschweißten Teile können mit Kraft belastet
werden.
Im vorerwähnten Ausführungsbeispiel wurde die
Verwendung des Hilfsstreifens 2 gezeigt, wenn der
vorausgehende und der nachfolgende Streifen 1 und 4
sich in der Dicke voneinander unterscheiden, die
Verwendung des Hilfsstreifens 2 ist jedoch nicht darauf
beschränkt, sondern der Hilfsstreifen kann ebenfalls
verwendet werden, wenn der vorausgehende und der
nachfolgende Streifen 1 und 4 sich in der Breite
voneinander unterscheiden. Insbesondere, wenn die
Breite des vorausgehenden Streifens 1 größer ist als
die des folgenden Streifens 4, wird ein Hilfsstreifen 2
verwendet, dessen Breite geringer ist als die des
vorausgehenden Streifens 1 und größer als die des
folgenden Streifens 4. Vorzugsweise sollte die Breite
des Hilfsstreifens im Bereich von ungefähr 0,8 bis 1mal
der Breite des vorausgehenden Streifens liegen und
im Bereich von ungefähr 1 bis 1,25mal der Breite des
folgenden Streifens 4. Auch wenn sich die Streifen in
der Breite voneinander unterscheiden, können, da die
Breite des Hilfsstreifens 2 annäherungsweise der ist
des vorausgehenden Streifens und des folgenden
Streifens 1 und 4, die verbundenen Bereiche im
ausreichenden Maß einer Belastung unterworfen werden.
Obwohl im vorerwähnten Ausführungsbeispiel der
vorausgehende und der folgende Streifen 1 und 4 durch
Schweißen verbunden werden, ist dies nicht
beschränkend aufzufassen, sie können auch durch
Verwendung von Ultraschallwellen verbunden werden, oder
durch ein Verfahren der mechanischen Verbindung usw.
Zu den Streifen, bei denen die vorliegende Erfindung
ausgeführt werden kann, gehören Papier, Plastikfilme,
Metall, kunstharzbeschichtetes Papier, synthetisches
Papier und dgl. Das Material für den Plastikfilm
beinhaltet Polyolefine wie Polyäthylen, Polypropylen
und dgl., Vinylpolymere, wie Polyvinylacetat,
Polyvinylchlorid, Polystyren und dgl.; Polyamide wie
6-Nylon und dgl., Polyester wie
Polyäthylentelephthalate, Polyäthylen-2, 6-Naphthalate
und dgl., Zelluloseacetate wie Polycarbonat,
Zellulosetriacetat, Zellulosediacetat und dgl. sowie
andere ähnliche Materialien. Als Kunstharzbeschichtung,
welches für das beschichtete Papier verwendet wird,
können Polyolefine und Polyäthylen und dgl. verwendet
werden, aber dies ist nicht beschränkend.
Als Metallstreifen kann beispielsweise Aluminium
verwendet werden.
Nachfolgend werden Vergleichstests beschrieben, in
denen die Streifen, die gemäß der Erfindung miteinander
verbunden worden sind, mit Streifen verglichen werden,
die mit Verfahren gemäß dem Stand der Technik
miteinander verbunden werden.
Ein Aluminiumstreifen, der eine Dicke von 0,15 mm und
eine Breite von 200 mm aufwies, wurde als
vorausgehender Streifen verwendet, ein
Aluminiumstreifen mit einer Dicke von 0,40 mm und
Breite von 200 mm wurde als nachfolgender Streifen
verwendet. Ein Streifen, der eine Dicke von 0,30 mm und
eine Breite von 200 mm aufwies wurde als Hilfsstreifen
verwendet und zwischen dem vorausgehenden und dem
folgenden Aluminiumstreifen angeordnet und die Streifen
wurden geringfügig einander überlappt und durch eine
TIG-Bogenschweißmaschine miteinander verbunden. Eine
Probe, die durch diese Verbindung erhalten wurde, wurde
mit einer Zugkraft von 400 N (40 kg) belastet und einem
Umlauf unterworfen, der aus 10 Gummiwalzen mit 100 mm
Durchmesser und 10 Gummiwalzen mit 150 mm Durchmesser
bestand. Es wurde festgestellt, wie oft die Probe
umlief, bevor sie brach. Es wurde also ein
Kaliberwalzentest ausgeführt. Die Ergebnisse dieses
Tests sind in Tabelle 1 dargestellt.
Ein Aluminiumstreifen eines A6000-Systems mit einer
Dicke von 0,30 mm und einer Breite von 200 mm wurde als
vorausgehender Streifen verwendet, ein
Aluminiumstreifen des A6000-Systems mit einer Dicke von
0,15 mm und einer Breite von 200 mm wurde als
nachfolgender Streifen verwendet, ein Hilfsstreifen des
A1000-Systems mit einer Dicke von 0,30 mm und einer
Breite von 200 mm wurde als Hilfsstreifen verwendet und
zwischen den vorausgehenden und den folgenden
Aluminiumstreifen angeordnet; die Streifen wurden
geringfügig überlappt und mit einer
TIC-Bogenschweißmaschine zusammengeschweißt.
Die Probe wurde dann mit einer Zugkraft von 400 N (40
kg) belastet und einem Umlauf unterworfen, der aus 10
Walzen mit jeweils 100 mm Durchmesser und 10 Walzen mit
jeweils 50 mm Durchmesser bestand und der
Kaliberwalzentest wurde mit dieser Probe durchgeführt.
Es wurde also festgestellt, wie oft die Probe umlief,
bevor sie zerbrach. Die Resultate dieses Tests sind in
Tabelle 2 gezeigt.
vorausgehender Streifen 0,15 mm folgender Streifen 0,40 mm | |
Anzahl von Umläufen vor dem Zerreißen | |
Hilfsstreifen mit 0,30 mm (Beispiel) | |
11 Umläufe | |
ohne Hilfsstreifen (Vergleich) | 3 Umläufe |
vorausgehender Streifen 0,30 mm folgender Streifen 0,15 mm | |
Anzahl von Umläufen vor dem Zerreißen | |
Hilfsstreifen des A1000-Systems mit 0,30 mm (Beispiel) | |
50 Umläufe | |
kein Hilfsstreifen verwendet (Vergleich) | 19 Umläufe |
Wie in den Tabellen 1 und 2 dargestellt ist, kann die
Anzahl von Umläufen erhöht werden, wenn die Verbindung
mittels eines Hilfsstreifens ausgeführt wird.
In dieser Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren dazu
geeignet, die Bedürfnisse eines Produktionsplanes zu
erfüllen, der das Verbinden von unterschiedlichen Arten
von Streifen erfordert. Selbst wenn die Formen oder die
Materialien der zu verbindenen Streifen voneinander
unterschiedlich sind, können diese Streifen einfach
miteinander verbunden werden und zwar mit einer
ausreichenden Festigkeit und die so verbundenen
Streifen können sicher über Kaliberwalzen und dgl.
geführt werden. Bei dem Verbindungsverfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung ergeben sich auch keine
Nachteile bei den folgenden Behandlungsschritten.
Nachfolgend wird ein anderes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Streifenverbindungsverfahren
beschrieben.
In Fig. 4 ist in schematischer Darstellung ein
Ausführungsbeispiel einer Verbindungsvorrichtung zur
Durchführung der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Wie in Fig. 4 zu sehen ist, wird ein Streifen (ein
Metallstreifen) 10 von einer Rolle 12 abgewickelt, zu
einer Kaliberwalze 14 geführt und wird dann einer
Verbindungsvorrichtung 16 zugeführt. Die dargestellte
Verbindungsvorrichtung 16 besteht aus einer
Zusammenfügungsvorrichtung 18 und einer Walzvorrichtung
20.
Die Zusammenfügungsvorrichtung 18 besteht aus einer
Klammer 22, einem Paar von Messern 24, 24, einer
Schweißvorrichtung 26 und einer Klammer 28. Wie in
Fig. 5 zu sehen ist, wird das führende Ende 10 A des
Metallstreifens 10, der von der Walze 12 kommt, durch
die Klammer 22 gehalten, während das hintere Ende 30 A
des Metallstreifens 30, der mit dem Metallstreifen 10
verbunden werden soll, durch die Klammer 28 gehalten
ist. Das vordere Ende 10 A des Metallstreifens 10 und
das hintere Ende 30 A des Metallstreifens 30 überlappen
sich und die überlappten Bereiche 32 werden zumindest
mit einem Paar von Klemmwalzen 33, 33 gehalten.
Das Paar von Messern 24, 24 ist entsprechend oberhalb
und unterhalb der überlappenden Bereiche 32 der
Streifen 10 und 30 angeordnet und ist mit einem Winkel
R in bezug auf die Breitenrichtung der Metallstreifen
10 und 30 gehalten. Der Winkel sollte 5° oder mehr
betragen und vorzugsweise in etwa 25°. Als
Schneidemesser zum Schneiden der Metallstreifen 10, 30
können ein Scherungsschneider, ein Messer eines
Keilschneidesystems, inklusive eines
Gehberu-Kantentyps oder ein Freischnittmesser und dgl.
verwendet werden. Diese Messer können gemäß der Dicke
und der Materialien der zu schneidenden
Materialstreifen ausgewählt werden.
Die Schweißanordnung 26 ist nahe den Messern 24, 24
angeordnet und, wie in Fig. 6 zu sehen, besteht sie
aus einem Schweißbrenner 34, einer Einheit 36 zum
Bewegen des Schweißbrenners 34, zwei Schweißklemmen
38, 38 und einem Schweißgegenbalken 40. Die
Schweißvorrichtung 26 ist vorzugsweise eine
Hochfrequenz-Puls-Bogenschweißmaschine. Der
Schweißbrenner 34 wird, wie die Messer 24, durch die
Bewegungseinheit 36 in der Weise bewegt, daß er in
einem Winkel von R in bezug auf die Breitenrichtung der
Metallstreifen 10, 30 geneigt ist und wird verwendet,
um die Oberflächen der Metallstreifen 10, 30, die
miteinander verbunden werden sollen,
zusammenzuschweißen. Zu den Schweißverfahren, die für
diesen Zweck verwendet werden können, gehört das
TIG-Bogenschweißverfahren, das
MIG-Bogenschweißverfahren, das Gasschweißverfahren,
das Laser-Schweißverfahren mit CO₂-YAG oder dgl. Laser,
usw. Diese Schweißverfahren können gemäß der
Beschaffenheit der Metallstreifen ausgewählt und
verwendet werden.
Die Walzeneinrichtung 20 walzt die geschweißten Bereiche
der Metallstreifen 10, 30 durch sich drehende Walzen.
Eine derartige Walzbehandlung wird verwendet, um
einen Höhenunterschied zwischen den geschweißten und
verbundenen Bereichen der Metallstreifen auszugleichen
und ist insbesondere dann notwendig, wenn die
Metallstreifen 10, 30 sich etwas überlappen und dann
zusammengeschweißt werden. Weiterhin bewirkt die
Walzbehandlung mit Sicherheit eine Erhöhung der
Festigkeit der Verbindung der Metallstreifen. Dies ist
darauf zurückzuführen, daß die Zugfestigkeit der
Streifen, die während der Schweißbehandlung verringert
wurde, durch die Walzbehandlung wiedergewonnen werden
kann, nämlich durch ein Härten der Streifen.
Gemäß dem vorerwähnten Verfahren zum Verbinden von
Streifen, wird in der Zusammenführeinrichtung 18 der
Metallstreifen 10 durch die Klammer 22 gehalten und
der Metallstreifen 30 wird durch die Klammer 28
gehalten. Wie in Fig. 7(A) gezeigt ist, überlappen sich
die Enden 10 a und 30 a, wobei die sich überlappenden
Bereiche 32 durch die Klemmwalzen 33, 33 (Fig. 5)
gehalten werden. Im nächsten Schritt, der in Fig. 7(B)
dargestellt ist, werden die sich überlappenden Bereiche
32 durch die Messer 24, 24 in einer Weise geschnitten,
daß der Schnitt um einen Winkel von R (25°) in bezug
auf die Breitenrichtung der Metallstreifen 10, 30 (Fig. 8)
geneigt ist.
Wie in Fig. 7(c) dargestellt, fällt ein Rest 42, der
von dem Metallstreifen abgeschnitten wurde, infolge der
Schwerkraft nach unten, während ein Rest 44, der von
dem Metallstreifen 30 abgeschnitten wurde, durch eine
Entfernungseinrichtung (nicht dargestellt) entfernt
wird. Nachdem die Metallstreifen geschnitten sind,
werden die Klemmen 22 und 28 synchron zueinander
bewegt, und zwar in Richtung des Pfeiles A, der in Fig. 5
gezeigt ist, während sie die Metallstreifen 10, 30
halten, so daß die anstoßende Oberfläche des
Metallstreifens 10, die durch das Schneiden gebildet
worden ist und die anstoßende Oberfläche des
Metallstreifens 30, die entsprechend durch Schneiden
gebildet ist, jeweils in der Mitte des
Schweißgegenbalkens 40 der Schweißeinrichtung 26
angeordnet sind. Wenn die Dicke der Metallstreifen 10,
30 geringer ist, wird die Klammer 22 um 0,5 mm bis 1,5
mm weiterbewegt, als die Klammer 28, so daß sich die
beiden Metallstreifen geringfügig überlappen, wie in
Fig. 7(D) dargestellt. Dies wird insbesondere
durchgeführt, wenn die Dicke des Metallstreifens gleich
oder geringer als 0,3 mm ist, da dieses teilweise
Überlappen die Bildung eines Blasloches vermeiden kann.
Der Schweißbrenner 34 wird dann in der Weise bewegt,
daß er in einem Winkel von R in bezug auf die
Breitenrichtung der Metallstreifen geneigt ist und, wie
in Fig. 9 zu sehen, schweißen die aneinanderstoßenden
Oberflächen der Metallstreifen 10, 30 zusammen. Auch
wenn eine Höhendifferenz in dem geschweißten Bereich 46
auftritt, wird der geschweißte Bereich durch eine
Walze 20 gewalzt, so daß, wie in Fig. 7(F) zu sehen,
die Höhendifferenz in dem geschweißten Bereich 46
entfernt wird, um dadurch die Verbindung der Streifen
zu vervollständigen.
In diesem Fall, wie in Fig. 7(B) und (C) gezeigt,
werden die aneinandergeführten Oberflächen der
Metallstreifen 10, 30, wenn der überlappende Bereich 32
der Metallstreifen 10, 30 durch die Messer geschnitten
wird, durch die Klammern 22, 28 in einer Weise
gehalten, daß sie genau gegeneinanderstoßen. Während
dieses genaue Aneinanderstoßen aufrechterhalten wird,
werden die Metallstreifen 10, 30 zusammengeschweißt.
Aus diesem Grunde ist es hier nicht notwendig, die
aneinanderstoßenden Oberflächen der Metallstreifen in
bezug aufeinander auszurichten, wie dies im Stand der
Technik notwendig ist, wodurch die Zeit, die notwendig
ist, um die Metallstreifen 10, 30 miteinander zu
verbinden, reduziert werden kann.
Gemäß der Erfindung ist der geschweißte und verbundene
Bereich 46 in einem Winkel von 5° oder mehr in bezug
auf die Breitenrichtung der Metallstreifen 10, 30
geneigt, so daß die Schweißfestigkeit in bezug zu dem
Schweißverfahren des Standes der Technik erhöht ist,
bei denen der geschweißte und verbundene Bereich in
Breitenrichtung der Metallstreifen ausgebildet ist.
Wie vorstehend in bezug auf das erfindungsgemäße
Verfahren beschrieben, überlappen sich die Streifen
teilweise, und, nachdem die sich überlappenden Bereiche
der Streifen geschnitten sind, werden die Streifen
zusammengeschweißt und miteinander verbunden, wodurch
die aneinanderstoßenden Oberflächen der Streifen genau
in bezug aufeinander angeordnet sind und die Zeit, die
für den Verbindungsvorgang notwendig ist, kann
entsprechend reduziert werden.
Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Streifenverbindungsverfahrens
beschrieben.
In Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer
anderen Ausführungsform einer Verbindungsvorrichtung
gezeigt, welche geeignet ist, das vorliegende
Verbindungsverfahren auszuführen. In dieser Figur sind
die Teile, die der Verbindungsvorrichtung in der Fig. 3
entsprechen, mit den gleichen Bezeichnungen benannt und
werden im folgenden nicht beschrieben. Die
Verbindungsvorrichtung gemäß Fig. 11 unterscheidet sich
im Bezug auf die Walzvorrichtung von der der Fig. 3,
was später erläutert wird.
Wie in Fig. 11 zu sehen, wird ein dünner Streifen 70
von einer Rolle 72 abgewickelt, wird über eine
Führungswalze 74 und dann in die Verbindungsvorrichtung
76 geführt. Das führende Ende 70 A des dünnen
Metallstreifens 70 ist durch eine
Vorschneideeinrichtung 78 geschnitten, so daß es genau
gegen das Ende 82 A eines dicken Metallstreifens 82
angepaßt werden kann, mit dem es verbunden werden soll,
oder es kann um einen geringen Betrag über das hintere
Ende 82 A des dicken Metallstreifens 82 überlappen.
Wenn jedoch das vordere Ende 70 A des Metallstreifens
70, der von der Rolle 72 abgerollt wird, direkt gegen
oder in geringer Überlappung genau an das hintere Ende
82 A des Metallstreifens 82 angeordnet werden kann, wird
die Vorschneideeinrichtung 78 nicht benötigt.
Das führende Ende 70 A des dünnen Metallstreifens 70
wird durch eine Klammer 86 gehalten und das hintere
Ende 82 A des dicken Metallstreifens 82 wird durch eine
Klammer 88 gehalten, wodurch der dünne Metallstreifen
70 und der dicke Metallstreifen 82 aneinander anstoßen
oder sich geringfügig überlappen. Wenn sie sich
geringfügig überlappen, ist es wünschenswert, daß die
Streifen 70, 82 um ungefähr 2 mm überlappen,
vorzugsweise um 0,5 bis 1 mm, bevor sie
zusammengeschweißt werden. Insbesondere wenn die Dicke
der Metallstreifen 70, 82 gleich oder weniger als 0,3 mm
beträgt, sollten sich die Metallstreifen 70, 82
geringfügig überlappen und so zusammengeschweißt
werden, um dadurch die Bildung eines Blasloches oder dgl.
zu verhindern.
Das Schweißen durch den Schweißbrenner 90 der
Schweißvorrichtung 84 wird ebenfalls von oben oberhalb
des zusammengefügten Bereiches ausgeführt und nach dem
Schweißen ist ein geschweißter und verbundener Bereich
60 in dem Metallstreifen 70, 82 erzeugt worden.
Nach der Schweißvorrichtung 84 ist eine weitere
Vorrichtung 93 angeordnet, in der der geschweißte und
verbundene Bereich 60 der Enden 70 A, 82 A der
Metallstreifen gewalzt wird.
Wie in Fig. 12 zu sehen ist, ist der Verbindungsbereich
60 der Metallenden 70 A, 82 A vollständig geschmolzen,
wenn die Metallstreifen verschweißt werden, wodurch ein
Schmelzbereich 62 gebildet ist, dessen Struktur sich
von der inhärenten Struktur der Metallstreifen
unterscheidet. Weiterhin sind benachbart zu dem
Schmelzbereich 62 rekristallisierte Bereiche 64, 64
erzeugt worden, und zwar infolge der Hitze beim
Schweißen.
Eine sich drehende Walze 95, welche in der vorerwähnten
Weise an der Walzeinrichtung 93 angeordnet ist, ist
dazu vorgesehen, den Bereich selektiv zu walzen, der
benachbart zu dem rekristallisierten Bereich 64 ist,
und zwar an der Seite des dünnen Metallstreifens, so
daß dessen Dicke der Dicke des Muttermaterials 66
des dünnen Metallstreifens 70 gleich wird. Weiterhin
wird im wesentlichen im Mittenbereich des
Schmelzbereiches 62 eine Höhendifferenz 62 A
ausgebildet. Wenn die beiden Streifen, die miteinander
verbunden werden sollen, in der Dicke gleich sind, wird
der gesamte geschweißte und verbundene Bereich,
inklusive der beiden rekristallisierten Bereiche 64,
64, gewalzt.
Der rekristallisierte Bereich 94 wird durch die
vorerwähnte Walzeinrichtung 93 in der Weise gerollt,
daß seine Dicke im Bereich von 70% bis 130%,
vorzugsweise in dem Bereich zwischen 85% bis 115% in
bezug auf die Dicke des Schmelzbereiches 62 ist, und
kann im Bereich von 70% bis 130%, vorzugsweise im
Bereich von 85% bis 115% in bezug auf die Dicke des
Muttermaterials 66 sein (des Materials, das nicht durch
Hitze während des Schweißens beeinträchtigt ist).
Infolgedessen ist die Dicke des rekristallisierten
Bereiches 64 im wesentlichen gleich der Dicke des
Schmelzbereiches 62 und der ursprünglichen
Metallstreifen, d. h. des Muttermaterials, und dadurch
wird, selbst wenn die Metallstreifen 70, 82 über eine
Führungswalze und dgl. bewegt werden, während eine
Zugkraft und eine Biegekraft auf die Streifen wirkt,
keine Spannung in dem rekristallisierten Bereich 66
konzentriert. Dies kann die Verbindungsfestigkeit des
geschweißten und verbundenen Bereiches 60 der
Metallstreifen 70, 82 erhöhen, wodurch Schwierigkeiten
in einem komplizierten Metallstreifen-Zuführungs-
Verfahren vermieden werden, und zwar in Verfahrensschritten
zur Oberflächenbehandlung einer planographen
Platte und deren Beschichten oder Trocknen.
Nachfolgend wird ein Test beschrieben, der durchgeführt
worden ist, um die Festigkeit der geschweißten und
verbundenen Bereiche der Metallverbindung gemäß dem
vorstehend beschriebenen Verfahren zu überprüfen.
In diesem Test wurden als Prüfkörper eine
Aluminiumplatte verwendet, die eine Dicke von 0,15 mm
und eine Breite von 200 mm aufwies, und die als dünner
Metallstreifen 70 dient und eine Aluminiumplatte mit
einer Dicke von 0,3 mm und einer Breite von 200 mm,
die als dicker Metallstreifen 82 verwendet wurde. Die
beiden Metallstreifen 70, 82 wurden um 1 mm überlappt
und wurden dann durch die TIG-Bogenschweißmethode
miteinander verschweißt. Der entstandene
rekristallisierte Bereich 64 wurde dann gewalzt, so daß
die Dicke B des rekristallisierten Bereiches 64 1,14mal
dicker wurde als die Dicke A des originalen dünnen
Metallstreifens 70 (d. h. des kaltgewalzten Bereiches,
der nicht durch das Schweißen beeinträchtigt wurde) und
ebenfalls 0,98mal die Dicke C des Schmelzbereiches 62
(Fig. 12).
Ein Vergleichsmuster, das gemäß dem Verfahren des Standes
der Technik zusammengefügt worden war, und dessen
Dicke nicht durch Walzen in den Bereichen in Nachbarschaft
der rekristallisierten Bereiche 64, 64 (Fig. 13)
korrigiert worden war, wurde ebenfalls getestet.
Der Festigkeitstest wurde ausgeführt unter Verwendung
der vorerwähnten Testmuster mit einer Zugbelastung von
750 N (75 kg), die auf diese wirkten. Die Muster wurden
einem Umlauf unterworfen, der aus zwei Gummirollen mit
einem Durchmesser von 600 mm, 22 Gummirollen mit einem
Durchmesser von 200 mm und zwei Gummirollen mit einem
Durchmesser von 180 mm bestand, und die Anzahl der
Umläufe vor dem Zerreißen wurde festgestellt. Dies
diente als Führungswalzen- bzw. Kaliberwalzentest.
Die Ergebnisse, die in diesem Test erzielt wurden,
sind in Tabelle 3 dargestellt.
Art der Testmuster | |
Anzahl von Umläufen vor dem Zerreißen | |
Testmuster gemäß Stand der Technik (Fig. 13) | |
7 | |
Testmuster gemäß Erfindung (Fig. 12) | 202 oder mehr |
Wie in Tabelle 3 dargestellt ist, wurde herausgefunden,
daß der Verbindungsbereich, der durch Verwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht wurde, sehr viel
schwieriger zu zerreissen ist als derjenige, der nach
dem Verfahren des Standes der Technik hergestellt
wurde, und zwar dann, wenn beide über eine große Anzahl
von Führungswalzen geführt wurden. Tatsächlich wurde
beim Führungswalzentest, nachdem das Testmuster 202
Umläufe zurückgelegt hatte, der Test abgebrochen und es
wurde kein Bruch oder Riß beim Testmuster gefunden. Bei
dem Testmuster war der Bereich, benachbart zu dem
rekristallisierten Bereich 64 an der Seite des dünnen
Metallstreifens in Fig. 12 sehr tief gewalzt, und, bei
diesem Walzen wurde, wie in Fig. 12 gezeigt, ein
Höhenunterschied 62 A von ungefähr 0,1 mm im
Schmelzbereich 62 erzeugt. Es wurde jedoch kein Druck
oder Riß in der Höhendifferenz 62 A erzeugt.
Bei dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel wurde der
rekristallisierte Bereich 64 gewalzt, dies ist jedoch
nicht beschränkend. So kann z. B. der rekristallisierte
Bereich 62 auch bis zu einem Schmelzzustand erhitzt
werden, und es kann ein neuer rekristallisierter
Bereich an der Stelle ausgebildet werden, an der eine
Spannungskonzentration kaum auftritt.
Wie vorstehend beschrieben, kann der rekristallisierte
Bereich des verschweißten und verbundenen Bereiches der
Metallstreifen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren so
ausgebildet werden, daß seine Dicke im wesentlichen
gleich der Dicke der benachbarten Schmelzbereiche
und der ursprünglichen Metallstreifenbereiche ist, die
nicht durch das Schweißen beeinträchtigt wurden,
so daß die Festigkeit des geschweißten und verbundenen
Bereiches der Metallstreifen erhöht werden kann,
wodurch verhindert wird, daß der Verbindungsbereich
bricht oder zerreißt.
Claims (12)
1. Verfahren zum Verbinden eines ersten mit einem
zweiten Streifen (1, 4), welche sich in Form oder
Material voneinander unterscheiden, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten
Streifen (1, 4) ein Hilfsstreifen (2) angeordnet ist,
der eine vorbestimmte Länge hat, um die Festigkeit der
Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Streifen
(1, 4) zu erhöhen, und daß die zwei Enden dieses
Hilfsstreifens entsprechend mit den entsprechenden Enden
dieses ersten und zweiten Streifens verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge dieses Hilfsstreifens (2) zwischen 200 und
5000 mm beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn sich die Form des ersten und des zweiten
Streifens (1, 4) in der Dicke voneinander unterscheiden,
die Dicke dieses Hilfsstreifens (2) in der Mitte
zwischen der Dicke dieses ersten und des zweitens
Streifens (1, 4) liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn sich die Form dieses ersten und dieses zweiten
Streifens (1, 4) in der Breite voneinander unterscheiden,
die Breite dieses Hilfsstreifens (2) zwischen der
Streifenbreite des ersten und der Streifenbreite des
zweiten Streifens (1, 4) liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn die Oberflächen dieses ersten und dieses
zweiten Streifens (1, 4) mit einem Walzöl behandelt sind,
dieser Hilfsstreifen (2) aus einem entfetteten Material
gebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dieser Hilfsstreifen (2) aus einem Material
hergestellt ist, welches einen kleineren Modul der
Längselastizität oder eine kleinere Streckgrenze hat als
der erste und der zweite Streifen (1, 4).
7. Verfahren zum Verbinden von Streifen (10, 30) durch
Schweißen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Streifen
(10, 30) teilweise einander überlappen und daß die sich
überlappenden Bereiche (32) in einem Winkel von 5° oder
mehr in bezug auf die Breitenrichtung dieser Streifen
(10, 30) geschnitten werden, und wobei, nachdem das
Abfallmaterial (42, 44), welches durch diesen Schnitt
entsteht, entfernt ist, die Enden dieser Streifen (10,
30) aneinander angelegt werden, oder sich geringfügig
überlappen und dann zusammen verschweißt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Streifen (10, 30), nachdem sie geschweißt und
verbunden wurden, im Bereich der Verbindung (46) dieser
Streifen (10, 30) gewalzt werden.
9. Verfahren zum Verbinden der Streifen (70, 82), bei
welchem die Enden der Streifen (70, 82) miteinander
verschweißt und verbunden werden und der so geschweißte
und verbundene Bereich (60) der Streifen (70, 82) einen
Schmelzbereich (62) und einen Rekristallisationsbereich
(64), welcher infolge der Hitze beim Schweißen entsteht,
aufweist, und das durch folgende Verbesserungen
gekennzeichnet ist:
der geschweißte und verbundene Bereich (60) ist in einer Weise ausgebildet, daß eine Differenz in der Dicke zwischen diesem Schmelzbereich (62) und diesem Rekristallisationsbereich (64) innerhalb 30% liegt und daß eine Differenz in der Dicke zwischen diesem Rekristallisationsbereich (64) und dem Bereich (66) des Streifens, der nicht durch die Hitze beim Schweißen beeinträchtigt ist, innerhalb von 30% liegt.
der geschweißte und verbundene Bereich (60) ist in einer Weise ausgebildet, daß eine Differenz in der Dicke zwischen diesem Schmelzbereich (62) und diesem Rekristallisationsbereich (64) innerhalb 30% liegt und daß eine Differenz in der Dicke zwischen diesem Rekristallisationsbereich (64) und dem Bereich (66) des Streifens, der nicht durch die Hitze beim Schweißen beeinträchtigt ist, innerhalb von 30% liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der geschweißte und verbundene Bereich (60) dadurch
gebildet ist, daß der Schmelzbereich und die
Rekristallisationsbereiche (62, 64) sowie der
Rekristallisationsbereich (64) und der Bereich (66), der
nicht durch die Hitze beeinträchtigt ist, jeweils
gewalzt wird, nachdem diese Streifen (70, 82) geschweißt
und miteinander verbunden werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Streifen (70, 82) Metallstreifen sind, die
kaltgewalzt sind.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Metallstreifen Aluminiumstreifen sind.
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