用于連接金屬帶的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于連接第一金屬帶的帶尾與第二金屬帶的帶頭的方法和設(shè)備，尤其是在帶處理設(shè)備上進行連接，所述帶尾和帶頭彼此重疊定位并因此形成重疊部并且在重疊部的范圍內(nèi)在多個連接點上借助于沖壓鉚接在沒有穿孔的情況下并因此在沒有切削部分的情況下彼此連接。
【背景技術(shù)】
[0002]在亦稱為帶處理線的帶處理設(shè)備上，一般卷成帶卷的帶在入口部件中展開，然后通過一個或者多個處理工位并在出口部件中也許再次卷起或作為替代方案也切割成板材。為了帶不必總是新穿入，新卷的帶頭與前一卷的帶尾連接。帶連接有特殊意義，因為不完善的帶連接對其他加工可能有負面作用。
[0003]因此從實踐已知各種帶連接方法，例如通過焊接、沖壓和/或粘接(例如參見EP2202025A1 和 EP1749590A2)。
[0004]在實踐中已經(jīng)證實，作為傳統(tǒng)方法的替代方案，帶連接還可以通過沖壓鉚接產(chǎn)生，也稱為咬合連接。沖壓鉚接是一種在不用輔助材料的情況下連接金屬帶或金屬板的方法。沖壓鉚接工具(咬合工具)一般由一個或多個沖頭和一個或多個凹模組成。類似于深沖，要連接的帶用沖頭在塑性變形下壓入或壓向凹模。這時，帶在不使用鉚釘?shù)那闆r下形鎖合(和力鎖合)地彼此連接。通過凹模和沖頭的設(shè)計方案在凹模上或凹模內(nèi)材料流動到寬度中，使得類似于鉚接，實現(xiàn)形鎖合的連接，但不使用單獨的鉚釘。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，沖壓鉚接或者說咬合連接意味著在沒有穿孔并因此沒有切削部分的情況下的沖壓鉚接。
[0005]開頭描述的類型的這種方法例如從W02014/033037A1已知。在此，在帶連接的過程中借助于沖壓鉚接產(chǎn)生連接點，其中產(chǎn)生在橫向于帶運行方向上隔開的許多連接點，形成一個或多個連接點列。這時有利的是，以位置調(diào)節(jié)的方式定位一個或多個工具。
[0006]已知的借助于沖壓鉚接來連接帶的方法在實踐中得到證明，然而它還可以進一步改進。由此引入本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的任務(wù)在于，實現(xiàn)一種方法，通過該方法能夠以簡單方式通用地且高質(zhì)量地連接金屬帶。
[0008]為了解決這種任務(wù)，本發(fā)明在同類方法中教導(dǎo)，在連接之前測量第一金屬帶的帶尾的厚度和/或第二金屬帶的帶頭的厚度，并根據(jù)測量的厚度控制或調(diào)節(jié)該沖壓鉚接過程。該沖壓鉚接用具有沖頭和凹模的沖壓鉚接工具進行?，F(xiàn)在按照本發(fā)明，一個或多個沖頭在材料中的插入深度根據(jù)所測量的帶厚度控制或調(diào)節(jié)，例如進行位置調(diào)節(jié)。這時，本發(fā)明從這樣的認識出發(fā)，在沒有穿孔和因此沒有切割棱邊的情況下產(chǎn)生連接，對帶連接質(zhì)量特別重要。前提是，沖頭不過深地插入到材料中。另一方面，為了產(chǎn)生完好的和堅固的連接，重要的是，沖頭以足夠程度插入到材料中，以便沖頭在帶內(nèi)插入深度的結(jié)果具有特殊意義。因此原則上可能的是，以位置調(diào)節(jié)的方式進行接合過程。然而，按照本發(fā)明除了位置調(diào)節(jié)以夕卜，或作為位置調(diào)節(jié)的替代方案，根據(jù)各金屬帶的實際厚度控制或調(diào)節(jié)接合過程。因為在實踐中已經(jīng)證實，要連接的帶在其厚度上會偏離給定/假定的數(shù)值或額定值。因為現(xiàn)在按照本發(fā)明求出金屬帶的實際厚度，故可以在接合過程中保證，該接合過程總是以最優(yōu)插入深度進行。這時特別推薦，不僅測量第一帶的帶尾的厚度而且測量第二帶的帶頭的厚度。例如厚度測量可以通過激光厚度測量進行。
[0009]因為按照本發(fā)明進行厚度測量，所以不再需要預(yù)先把可能有較大厚度偏差、例如過厚的帶尾或帶頭切掉，而是可以在這樣區(qū)域產(chǎn)生帶連接，這些區(qū)域以后也許作為邊角料切除。
[0010]在接合之前測量一個或各個帶厚度，更確切地說，最好單獨針對這兩個帶的每一個均進行。作為替代方案，測量彼此重疊定位的帶(在接合過程之前)的整個厚度也在本發(fā)明范圍之內(nèi)?？梢栽诮雍涎b置上或在接合裝置內(nèi)測量一個或各個厚度。然而作為替代方案，也可以在其他地方、例如緊接在開卷機后面進行測量。
[0011 ] 其他有利的方案在下文中闡述。
[0012]有利的是，定位帶頭和帶尾和/或沖壓鉚接工具，使得接合工具的沖頭不碰到帶邊緣之一，和/或在帶連接之前或之后在一個或兩個帶邊緣的范圍內(nèi)進行一次或者多次側(cè)面沖壓。
[0013]在此本發(fā)明從這樣的認識出發(fā)，為了避免在帶通過該設(shè)備其他組件的過程中出現(xiàn)問題，必須產(chǎn)生完好的咬合點，而且必須避免在帶邊緣區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生或存在咬合點。例如當(dāng)一個咬合點在一個存在的帶邊緣區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生時，在這樣一個有缺陷的咬合點上視帶邊緣被沖頭覆蓋程度而定，會在帶邊緣上產(chǎn)生散邊。以后在通過帶處理線時在這個區(qū)域內(nèi)可能斷出顆粒，例如顆粒會粘著在輥上并導(dǎo)致在帶上壓緊。因此按照本發(fā)明要采取預(yù)防措施，避免咬合點出現(xiàn)或存在于帶邊緣區(qū)域中。
[0014]因此，按照本發(fā)明有可能保證在帶頭和/或帶尾定位的過程中和/或工具定位的過程中沒有接合工具的沖頭碰到帶邊緣之一。
[0015]作為替代方案或作為補充，本發(fā)明建議在一個或兩個帶邊緣的區(qū)域內(nèi)進行一次或者多次側(cè)面沖壓或者說沖邊。在實踐中金屬帶的沖邊原則上是已知的。例如可以適宜的是，在寬度不相等的帶的帶連接時進行側(cè)面沖壓，例如當(dāng)新帶比舊帶寬時是這種情況，因為新帶的較寬的角部在生產(chǎn)線上可能被掛住，例如在擠壓輥上可能被掛住。為了防止出現(xiàn)這種情況，在這種情況下傾斜地沖切角部，更確切地說用梯形或半圓形沖壓工具?，F(xiàn)在按照本發(fā)明有可能在帶的帶連接之后進行側(cè)面沖壓，更確切地說到這種程度，使得沒有接合點通過該沖壓而被切割。
[0016]作為替代方案，有可能在帶連接之前就已經(jīng)進行一次或者多次側(cè)面沖壓。例如這在在存在咬合工具碰到帶邊緣的危險時是適當(dāng)?shù)摹Ｔ谶@種情況下可以在帶連接之前進行這種程度的側(cè)面沖壓，使得用工具幾何形狀和帶寬的關(guān)系防止工具沖頭碰到帶邊緣。
[0017]除上面已經(jīng)提及的帶尾和帶頭朝設(shè)備中心對中的可能性之外，有可能只有一個帶相對于另一個帶居中地對中。這時兩個帶端部或者說兩個帶都處于設(shè)備中心以外。這時咬合工具這樣在寬度方向上移動，使其中間軸線與帶端部的中間軸線一致。這時再次存在上面解釋的可能性:防止咬合點處于帶的邊緣區(qū)域內(nèi)。
[0018]可選還有可能把咬合工具固定地保持設(shè)置在設(shè)備中心。測量這兩個帶相對于設(shè)備中心的位置。這時這樣便已知，在這兩個連接的帶端部中把咬合點設(shè)置在哪里?，F(xiàn)在每一側(cè)都這樣進行側(cè)面沖壓，使得不會沖壓到任何咬合點。在該生產(chǎn)線中還進行切邊的情況下，每一側(cè)沖壓深度尺寸定得相應(yīng)較大，然而再次不沖壓咬合點。
[0019]按照本發(fā)明的另一個方面，可選地建議，在咬合連接之前和/或在咬合連接期間給各帶加油。為了在咬合連接時把工具磨損減到最小和壽命最大化，在咬合連接的過程中對接合配對進行加油原則上是已知的。然而在實踐中已經(jīng)證實，用于深拉過程的加油在咬合連接時是不利的。這關(guān)系到，加油減小來接合配對或帶的摩擦，這可能對連接質(zhì)量或連接強度起負面作用。
[0020]由此出發(fā)，現(xiàn)在本發(fā)明優(yōu)選建議，只對處于上面的金屬帶的上表面和處于下面的金屬帶的下表面加油。因此，只從處于下面的帶的下面和從處于上面的帶上面加油，以便在兩個帶端部表面之間不發(fā)生加油。借此允許簡單而可靠地防止在實踐中觀察到的問題。但仍然可以把工具磨損減到最小并使壽命最大化。
[0021 ] 按照本發(fā)明的方法適用于各種金屬帶，例如鋁或鋁合金或銅或銅合金制成的帶。在此原則上包括一般的帶，例如退火的金屬帶。然而使非退火的金屬帶彼此連接同樣處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0022]對咬合連接需要或適當(dāng)?shù)氖?，在壓?yīng)力和拉應(yīng)力下接合配對具有良好的延展性或良好的變形能力。因此，至今在實踐中由此出發(fā)，即只有高斷裂延伸率的金屬板或帶才是適宜的。從這個原因出發(fā)在連接鋁帶時至今只限于退火的鋁帶，而本發(fā)明顯然包括退火的金屬帶的連接。但現(xiàn)在研究意想不到地表明，冷乳的非退火的金屬帶，例如帶有足夠質(zhì)量的鋁帶，可以通過咬合連接來連接。研究已經(jīng)表明，當(dāng)斷裂延伸率As。只等于6%或更小時，咬合連接本身便可以