JP4370495B2 - ２層で重なる薄い帯状の層の間の結合部 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に示される種類の結合部に向けられている。巻付け可能な帯は、板圧延機又は焼なまし炉において連続的に処理される。これらは巻き物いわゆるコイルの形で装置の入口範囲に設けられ、装置を通過し、その処理後装置の終端で再びコイルに巻付けられる。入口側コイルの使い果たし後、その終端を新しいコイルの始端区域に結合することが重要であり、この新しいコイルは、装置内で種々の処理個所を一緒に通される。それから装置の出口において、結合部を再び分離することができる。それから処理の完了したコイル状の帯は除かれ、装置内を通される帯は、更に作業する際再び装置の終端でコイルに巻付けられることができる。
【０００２】
公知の装置（米国特許第４３９１０３７号明細書）では、両方の重なる端部区域は、打抜き工具により互いに結合される。打抜き工具の上刃及び下刃は、両方の帯へ十字状切込みを入れ、それから２つの十字切込みの間にある切片が縁曲げされる。縁曲げのため、結合個所で４つの層が重なる。結合個所におけるこの大きい厚さは、結合された端部区域を、帯材料を処理する装置のロールの間へ通す際、問題を生じる。結合される打抜き個所は長方形輪郭を持ち、荷重がかかる際この輪郭の長方形尖端に、結合部の強度を低下する厄介な切欠き効果が認められる。打抜き工具は若干の使用後摩耗し、交換せねばならず、これはめんどうである。
【０００３】
結合部の製造は更に時間がかかる。なぜならば、各結合個所に工具の２回の往復運動が必要であり、即ち第１の作業段階における両方の帯の切断と、それから第２の作業段階における扁平化及び穴縁の縁曲げの際のプレスとが、必要である。類似の問題が綴じ機で形成されるすべての結合部（ソ連邦特許出願公開第１５９０１６８号明細書）においても生じ、ここでは帯の重なる端部区域に十字状切込みが形成される。
【０００４】
幅の狭い金属材料製帯製品用の加工機械において、順次に続く帯の端面を互いに突合わせ溶接することが公知である。それにより結合範囲に平らな製品が得られ、加工機械に問題なく通すことができるけれども、溶接結合が結合個所における製品の材料特性を変える。結合個所には、適当の荷重をかけさえすればよい。
【０００５】
英国文書ＧＢ２９１６８４号から、２つの金属箔の結合方法が公知であり、機械的なやり方で穴が２つの箔層へ設けられ、これが一種の付着結合を生じ、続いて溶接により、付加的な結合部が形成される。この付加的な結合部は、帯を曲げる際付着結合が外れるのを防止する。溶接過程用の電極はロール上にある。溶接過程の際の巻戻し運動は不均一な溶接個所を生じる。なぜならば、電極ピンにより同時に同じエネルギが異なる穴へ供給されないからである。更に装置は長い電流通路を持ち、それが全装置を損なうことがある。
【０００６】
米国特許第４，７５５，６５２号明細書から、溶接による２つの金属層を結合する別の可能性が公知である。この場合環状溶接個所を形成するため、溶接前の別の工程で、金属層に空洞が予め作られ、続いて溶接により両方の金属層の結合が行われる。この結合方法における欠点は、盲穴又は凹凸が形成されることによる、別の付加的な工程である。１つの工程で、２つの金属板の結合が更にレーザ溶接により行われる。しかしレーザ溶接装置は多くの適用事例において高価すぎる。
【０００７】
本発明の基礎になっている課題は速やかに製造され、小さい全高を持ち、大きい強度の点ですぐれている、上位概念にあげた種類の安価な結合部を開発することである。これは、本発明によれば、請求項１の特徴にあげた手段により達せられ、この手段に次の特別な意味が与えられる。
【０００８】
本発明は、本発明による環状溶接個所はあらゆる側から荷重をかけることができ、引張り荷重及び圧縮荷重がかかる際、それにより生じる結合部の高い強度の点ですぐれていることを知った。互いに正反対の層であらゆる側に、従って帯の長さ方向にも、このような環状溶接の際２つの溶接継目が存在して、重なり範囲における帯の両方の層の位置を、確実に面で互いに接する状態に保つ。いわゆるＳロールを持つ加工装置におけるこの結合個所の通過は、環状溶接個所が両方の帯の端面に対し離れていても、自由縁範囲の開く危険を回避する。本発明による環状溶接個所の形成は、速やかにかつ安価に行われる。環状溶接個所は大きい引張り荷重及び圧縮荷重に容易に耐える。
【０００９】
環状溶接個所は、任意の輪郭を持つことができ、例えば長円形に形成されるか、三角形状を持つことができる。切欠き効果の危険は、輪郭が隅を持つ時にも、環状溶接個所によっては生じない。縦荷重及び横荷重は、環状溶接個所により損傷なしに、一方の帯から他方の帯へ容易に伝達される。その際環状溶接個所の輪郭として、円形輪郭を選ぶことがよいことがわかった。更に環内部に穴を持つ溶接個所を形成するのが推奨される。穴を囲む縁の所で板材料が互いに流れ込んで、両方の帯の間に特にしっかりした結合を行う。
【００１０】
本発明のそれ以外の手段及び利点は、従属請求項、以下の説明及び図面から明らかになる。図面には本発明の実施例が示されている。
【００１１】
互いに異なる金属の帯材料１１，２１から成ることができる２つの帯は詳細には示していないが帯材料１１，２１を処理する装置を通過する。帯１０，２０は、それぞれコイル１２，２２の形で装置の始端及び終端に存在する。従ってその端部区域を特別な仕方で互いに結合することが重要である。そのため両方の端部区域は面で互いに重なるので、重なり範囲１５が生じる。この方法段階は図３に示されている。
【００１２】
図３によれば、テーブル１８上で両方の端部区域１３，２３の重なり範囲１５が生じ、このテーブルの上方に１つ又は多数の電極２８が設けられている。この場合電極２８は円形輪郭２９を持っている。電極２８とテーブル１８との間に充分高い電圧が発生され、従ってその間にある両方の層に対して溶接火花が形成される。それにより図２からわかる製品が生じる。
【００１３】
溶接作用１９により、電極２８の各作用個所に、環状の溶接個所３０が形成され、以下単に「環状溶接個所」と称される。円形の電極周囲２９のため、環状溶接個所３０は円形状３３を持っている。別の環形状３３も考えられ、そのために適当に別の輪郭２９を持つ電極２８を使用しさえすればよい。環内部３１には穴３２が生じ、ここで帯１０，２０の両方の層が分離されている。これは、両方の層１３，２３の焼き切りによって簡単に行われる。それにより帯材料１１，１２は、穴縁３３を囲む範囲へ互いに流れ込んでいる。図２に点のハツチングにより示される極めて大きい強度の材料混合物３５が生じる。重なり範囲１５は、比較的狭くすることができる。注意すべきことは、結合される両方の帯１０，２０の厚さ１４及び２４の和の値のみをほぼ持つ結合部の小さい全高３４である。これは、処理装置における結合された帯１０，２０の通過にとって非常に好都合である。
【００１４】
環状溶接継目３０のため、あらゆる方向に常に、両方の帯１０，２０の間の二重の溶接個所が存在して、これらの溶接個所は、環形状への適当な直径視方向において、１つの線上にある。従って各環状溶接継目３０の互いに正反対の位置における両方の帯の二重の固定部が常に存在する。複数の環状溶接個所は、図１の線２５により明らかな直線状列に互いに設けられ、帯幅全体にわたって延びている。環状溶接個所３０の列２５は、帯の横方向に通っているのがよい。互い違いに設けられるこのような溶接個所３０の２つの列２５も考慮することができる。環状溶接個所３０から成るこのような結合部は、装置にあるいわゆるＳロールへ問題なく通される。このようなロールのゴム被覆された表面は、本発明による結合個所によって損傷されない。特にこの場合結合部の僅かな全高３４が有利に認められる。
【００１５】
図２からわかるように、環状溶接個所３０は、第１の帯１０の端部１７から間隔１６をおいて設けられている。第２の帯２０においても同じ状態が存在する。なぜならば、そこでも帯２０の端部２６は、同じような縦間隔２７をおいて設けられているからである。しかし既に述べたように、重なり範囲１５は比較的狭い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による２つの結合個所を持つ２つのコイルの間の縁片を切欠いて概略的に示す。
【図２】 図１の切断個所ＩＩ−ＩＩに沿う結合範囲の一部の断面を拡大して示す。
【図３】 先行する方法段階における図２の結合範囲を示す。
【符号のリスト】
１０ 帯
１１ 帯材料
１２ コイル
１３ １０の端部区域
１４ １０の厚さ
１５ １３，２３の重なり範囲
１６ １７，３０間の間隔
１７ １０の端部
１８ １０，２０用の載置テーブル
１９ １６における溶接火花
２０ 他方の帯
２１ ２０の帯材料
２２ ２０から成るコイル
２３ １０の端部区域
２４ ２０の厚さ
２５ ３０の列配置
２６ ２０の端部
２７ ２６，３０間の間隔
２８ 電極
２９ ２８の円形輪郭
３０ 環状溶接個所，結合個所
３１ ３０の環内部
３２ ３１の穴
３３ ３０の円形輪郭，穴縁
３４ ３０の全高
３５ １１及び２１から成り互いに流れ込む溶融材料

Claims (8)

1. 金属材料（１１，１２）から成る帯（１０，２０）の層であって、２層に重なって薄く形成され、かつ溶接個所（３０）により互いに結合され、かつ重なり範囲（１５）で互いに重なる端部区域（１３，２３）を持ち、これらの端部区域（１３，２３）が、連続的に動作する装置において連続処理を受けるものにおいて、１つの重なり範囲（１５）において、帯（１０，２０）の両方の層を貫通して複数の環状溶接個所（３０）が延び、環状溶接個所（３０）が、両方の帯（１０，２０）の端部（１７，２６）から離れた所にあり、環状溶接個所（３０）の環内部（３１）において、両方の帯（１０，２０）の層の帯材料（１１，２１）へ穴（３２）が高熱により形成され、両方の帯（１０，２０）の金属材料（１１，２１）が、穴（３２）を囲む環状溶接個所（３０）の縁（３５）の所で互いに流れ込んでいる（３５）ことを特徴とする、帯の層。
2. 複数の環状溶接個所（３０）が少なくとも１つの直線状列（２５）に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の帯の層。
3. 環状溶接個所（３０）の直線状列（２５）が帯の横方向に延びていること特徴とする、請求項２に記載の帯の層。
4. 環状溶接個所（３０）が円形（３３）である、ことを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の方法。
5. 金属材料（１１，１２）から成りかつ重なり範囲（１５）で互いに重なる端部区域（１３，２３）を持ちかつ２層に重なる薄い帯（１０，２０）の層を、連続的に動作する装置における帯（１０，２０）の連続処理の際、溶接により結合する方法において、環状溶接個所（３０）が両方の帯（１０，２０）の端部（１７，２６）から離れた所に位置するように、帯（１０，２０）の両方の層を結合するための複数の環状溶接個所（３０）が１つの重なり範囲（１５）に形成され、環状溶接個所（３０）の環内部（３１）において、両方の帯（１０，２０）の層の帯材料（１１，２１）へ穴（３２）が高熱により形成され、両方の帯（１０，２０）の金属材料（１１，２１）が、穴（３２）を囲む環状溶接個所（３０）の縁（３５）の所で互いに流れ込むことを特徴とする、帯の層の結合方法。
6. 複数の環状溶接個所（３０）が少なくとも１つの直線状列（２５）に位置せしめられることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 環状溶接個所（３０）の直線状列（２５）が帯の横方向に延びることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 環状溶接個所（３０）が円形（３３）であることを特徴とする、請求項５〜７の１つに記載の方法。

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