用于连接钢质带材的带材端部的装置的制作方法

本发明涉及一种用于连接钢质带材的带材端部的装置。

背景技术：

对于处理金属带材有利的是，金属带材以尽可能长的形式存在。最佳地，存在所谓的连续带材，因为在这种连续带材中可连续不断地进行处理。在连续式处理线上处理连续带材之后，连续带材被再次剪开。通过拼合或连接有限长度的钢质带材产生连续带材。在带材的连接工艺中，尤其特别重要的是以下两个因素：连接的速度和焊接或连接的质量。连接的速度是连接带材端部所需的持续时间。它是决定生产的、对于后续工艺具有重大意义的因素。一共同决定性的因素是焊接的质量，该因素限制用于连接的尽可能短的时间段。尤其在焊缝处不应出现对负荷能力的不均匀的或不期望的削弱。这种缺陷降低了中间产品的质量并且因此还降低了最终产品的质量，并且还降低了连续带材的处理质量。在通过焊接设备连接带材端部之前，待连接的端部通常利用机械式剪切机进行处理并且为焊接作准备。整齐的边缘特性是通过焊接实现适宜的连接质量的前提。

文献EP 20 64 023 A1设置了一种连接装置。带材端部引入到剪切机中并且在此通过机械式刀片进行处理。在剪切过程之后，焊接设备运动到剪切区域中并且使钢质带材的两个准备好的端部相连接。

技术实现要素：

基于现有技术，本发明的目的是，在高的连接质量的情况下提高各钢质带材端部的连接速度。

所提出的目的通过具有权利要求1的特征的装置实现。在从属权利要求中说明了有利的设计方案。

与此相应地，装置具有：剪切机，其中，剪切机包括具有一个或多个上刀片的上刀片支架和具有一个或多个下刀片的下刀片支架；焊接设备；至少一个焊接工作台；以及侧部件，其用于使带材端部水平运动。根据本发明，焊接设备和剪切机在其作用平面中彼此分开。

作用平面主要是相应的设备执行其生产步骤的平面。因此，焊接设备的作用平面通过执行焊接过程的平面来限定并且包括实际的焊缝，而剪切机的作用平面通过执行实际的剪切的平面来限定。

通过分开两个作用平面得到在剪切和焊接过程之间的较大的独立性。结果是通过两个工艺步骤的功能上的分开降低处理时间。钢质带材的连接工艺可更快地执行，其中，连接质量在速度提升时没有降低。

有利的是，焊接工作台和下刀片支架可下降。通过焊接工作台和下刀片支架的可下降性可确保，可通过侧部件实现带材水平运动越过下刀片和至少一个焊接工作台。因此，侧部件形成带材布置在上面的托架，并且通过该托架可施加运动、尤其两个待连接的带材件相对彼此的相对运动。在将带材定位在剪切机之下并且紧接着剪切过程将带材运输至焊接设备时发生带材的运动。通过下刀片支架和至少一个焊接工作台的可下降性可实现用于连接带材端部的装置的紧凑的结构方式。由于在加工位置之间的短的路径，可在高质量的连接工艺的情况下实现速度的提升。

在此，可特别有利地规定，至少一个焊接工作台还可分别通过水平布置的偏心轴沿竖向校准。通过使用偏心轴可在结构上实现至少一个焊接工作台的简单的竖向校准，其中，运动可非常精确地得到控制并且可保证更可靠地保持期望的位置。

此外，有利的是，至少一个焊接工作台布置在焊接工作台箱中。通过使用焊接工作台箱实现极其刚性的结构，因为取消了使至少一个焊接工作台整合到对带材进行定位的侧部件中。此外，通过使用焊接工作台箱使得能够在结构上简单地实现整合焊接传感器，例如以用于监测焊接参数。通过使用含有至少一个焊接工作台的焊接工作台箱还简化了用于在卷起时避免带材缺陷的平整轧辊的支撑。

优选地设置两个焊接工作台。由于设置两个焊接工作台，所以相对而置的带材端部可在高度上彼此对准。带材端部的精确对准是无问题且无缺陷的焊接过程的共同决定性的因素。

此外，有利的是，使两个带材端部连接的焊接设备构造为激光焊接设备。通过激光焊接可在焊缝相对很窄和焊接速度很高的情况下实现带材的连接。

优选地，焊接工作台箱和/或下刀片支架可线性地沿竖向轴线移动。由此可以快速且可简单控制的方式实现盒和/或支架的下降。

还存在一有利的设计方案，此时，一个或多个下刀片和/或一个或多个上刀片布置在刀片盒中。上刀片盒是具有一个或多个上刀片的刀片盒。相应地，下刀片盒设置了一个或多个下刀片。通过使用一个或多个刀片布置在其中的刀片盒，可实现简单地更换剪切工具。由于自然的运行磨损，需要不时地更换刀片，并且刀片的更换可由此简单地实现。

特别优选地，下刀片盒在一个或多个下刀片和下刀片支架的区域中敞开地设计。由于剪切过程产生的切下的部分穿过形成的开口落下，并且可简单地进行清除。由此还可明显简化地执行对于质量控制所需的采样。

此外，有利的是，侧部件具有夹紧梁。通过夹紧梁可将位于侧部件上的带材通过夹紧针对剪切过程以及针对随后的定位和焊接进行固定。

在此，特别优选地，夹紧凸出部布置在夹紧梁处。夹紧凸出部是用作夹紧梁朝待连接的带材端部的方向的延长部的突出部。夹紧凸出部在剪切时用作压紧部并且在焊接时将带材端部固定在焊接工作台上。夹紧凸出部以直接的传力连接将带材保持在下刀片盒或一个或多个焊接工作台上。

上述目的还通过具有权利要求13的特征的方法实现。在从属权利要求中说明了有利的改进方案。

相应地，方法包括：通过侧部件将带材端部运输至剪切机，其包括具有一个或多个下刀片的下刀片支架和具有一个或多个上刀片的上刀片支架；通过剪切机剪切带材端部；通过侧部件将带材端部运输到至少一个焊接工作台上；通过焊接设备连接带材端部。根据本发明，焊接设备和剪切机在分开的作用平面中起作用。

附图说明

通过附图的随后的说明进一步阐述本发明的优选的其他实施方式和方案。其中：

图1示出了用于连接钢质带材的带材端部的装置1的剖面侧视图；

图2示出了用于连接钢质带材的带材端部的装置1的立体剖视图；

图3示出了剪切机4和焊接装置6的剖面侧视图；

图4示出了焊接工作台箱7的示意性的侧视图；

图5示出了下刀片盒50的俯视图；并且

图6示出了具有下刀片盒50的下刀片支架46的剖面侧视图。

具体实施方式

下面借助附图说明优选的实施方式。在此，相同、相似或作用相同的元件在不同的附图中通过相同的附图标记来表示并且部分地取消对这些元件的重复说明，以避免说明的冗余。

图1示出了用于连接带材端部的装置1，该装置设置有剪切机4。在运输带材的水平平面之上布置有具有上刀片44的上刀片支架40。上刀片支架40(其包括在上刀片盒42中的上刀片44)可通过液压系统沿其竖向轴线运动。沿竖向轴线在上刀片支架40之下布置有下刀片支架46，其包括具有下刀片48的下刀片盒50。上刀片盒42可通过上刀片支架40下降并且在剪切位置中与下刀片盒50闭合。

为了确保带材的对于剪切过程和运输过程所需的固定，设置有夹紧梁3，在图1中示出的夹紧梁处于其夹持位置中。在侧部件2上分别布置有一个夹紧梁3。侧部件2有利地如此设计，即，与带材接触的面具有和通过侧部件2预定的面类似的大小，但也可以设计为不同的形状。通过在侧部件2上的立柱32，夹紧梁3分别设置在侧部件2之上。立柱32具有运动机构，其可使夹紧梁3沿竖向方向运动。通过夹紧梁3向下移动可夹紧位于侧部件2上的带材。固定用于带材端部在整个工艺步骤即剪切、接合和焊接期间的精确定位。

夹紧梁3具有夹紧凸出部30，其朝待连接的带材端部的方向伸出超过侧部件2。图1中的实施方式示出了位于夹紧梁3处的夹紧凸出部30，其具有基本上梯形的、朝加工过程的方向逐渐变尖的横截面。夹紧凸出部30的逐渐变尖的形状在此确保用于焊接过程的焊接设备60可驶近待连接的带材端部。

通过用于下刀片支架46的两个摆动缸54(仅示出一个)可使下刀片支架46以及具有下刀片48的下刀片盒50下降。下降功能设置成用于在剪切过程之后对带材进行定位。带材在剪切过程之后必须定位在焊接设备60下方。针对在剪切过程之后带材端部的必需的定位，设置有两个侧部件2。为此，具有固定的夹紧梁3的可水平运动的侧部件2使带材端部在下刀片支架46下降时运动越过该下刀片支架。

除了剪切机4之外，设置有焊接装置6，其例如构造为激光焊接设备。通过移动机构62可使具有焊接头64的焊接设备60在竖向平面中运动，以便使焊接头64靠近待连接的带材端部。此外，焊接装置60还可针对焊接过程水平运动。为了焊接装置6的可运动性可设置三个或多个轴。在焊接设备60和带材的运输平面下方设置有焊接工作台箱7，其具有两个焊接工作台70、72。焊接工作台箱7也可通过一个或多个摆动缸74下降，如尤其由图4得到的那样，以便通过侧部件2实现剪切的带材端部在焊接装置下方的定位。

在图1中示出了摆动缸54处在其驶出位置中。下刀片盒50的上侧位于带材端部的高度上。由于摆动缸54驶出，下刀片支架46经由铰接件52布置在其上部的位置中。具有下刀片48的下刀片盒50位于剪切位置中。通过夹紧梁3固定在侧部件2上的带材(未示出)可在焊接设备60向上行驶的条件下通过侧部件2驶近下刀片盒46而定位在下刀片盒上。通过在带材端部定位之后使具有上刀片盒44的上刀片支架40朝下刀片盒50向下行驶可执行剪切过程。

图2示出了立体的剖视图。示出了夹紧梁3处在其向上行驶的位置中。为了进行处理，可在装置1处引入带材或移开已经连接的带材。分别在侧部件2上布置有竖向立柱32，其设置有运动机构，从而安装在此处的具有夹紧凸出部30的夹紧梁3可沿竖向运动。侧部件2以及位于该侧部件上的具有夹紧凸出部30的夹紧梁3仅可在水平方向上运动。因为侧部件2仅可水平运动，所以在焊接工作台箱7中的焊接工作台70、72和下刀片支架46可通过摆动缸下降。两个摆动缸54(仅示出一个)通过铰接件52分别与下刀片支架46的一侧相连接。铰接件52具有三个支承。一个支承520在装置台架处作为固定的转动点，第二支承522和第三支承524构造为可运动的转动点。因此可实现下刀片支架46的竖向下降。焊接工作台箱7的下降通过摆动缸74实现。不同于图1，图2示出的下刀片支架46处在其下降的位置中。

图3通过工作平面、即焊接平面600和剪切平面400的图示说明了两个在功能上明显分开的工艺步骤。两个步骤剪切和焊接的功能上的分开尤其建立在两个优点之上。首先，不仅剪切机4而且焊接工作台箱7的结构获得明显更大的灵活性。因此可在结构上简单地尤其与带材的不同的材料和不同的带材厚度匹配。另一优点是通过更明显地分开两个工艺过程而缩短工艺时间。

图4详细示出了具有摆动缸74的焊接工作台箱7。设置有两个焊接工作台70、72，其中，一个焊接工作台70可通过在操纵侧上的偏心轴76进行调节，并且第二焊接工作台72可通过在驱动侧上的偏心轴(未示出)来调节，以使带材端部对准。通过摆动缸74可使焊接工作台箱7向下运动，以便能够实现侧部件2的水平运动过程。通过经由偏心轴调节焊接工作台70、72可使两个带材端部针对焊接过程在竖向平面中对准。

图5以俯视图示出了在端侧闭合的具有两个下刀片48的下刀片盒50。两个下刀片48在纵向侧通过两个侧向边界形成矩形横截面的开口。该开口与具有上刀片44的上刀片盒42的尺寸互补。因此，在上刀片支架40向下运动到开口中时实现剪切过程。下刀片盒50敞开地设计。通过剪切过程掉下的剪切部分穿过下刀片盒50的开口和敞开设计的下刀片支架46(未示出)落到未示出的容器或清除装置中。因此可简单地清除通过剪切过程掉下的废料。这样设计的开口还实现简单地执行取样。下刀片盒50布置在下刀片支架(未示出)上。下刀片支架46的短侧别通过铰接件52与液压摆动缸54连接。

图6示出了下刀片支架46的立体的剖面视图。在下刀片支架46上布置有具有下刀片48的下刀片盒50。不仅下刀片盒50而且下刀片支架46敞开地构造，从而通过剪切过程掉下的部分可穿过形成的开口落下并且进行清理。

一般来说，在各实施例中示出的所有的单个特征可彼此组合地和/或替换地应用，而没有背离本发明的范围。

附图标记列表

1 用于连接钢质带材的带材端部的装置

2 侧部件

3 夹紧梁

30 夹紧凸出部

32 立柱

4 剪切机

40 上刀片支架

400 剪切平面

42 上刀片盒

44 上刀片

46 下刀片支架

48 下刀片

50 下刀片盒

52 铰接件

520 第一支承/固定的转动点

522 第二支承/可运动的转动点

524 第三支承/可运动的转动点

54 下刀片支架的摆动缸

6 焊接装置

60 焊接设备

600 焊接平面

62 移动机构

64 焊接头

7 焊接工作台箱

70 焊接工作台

72 焊接工作台

74 焊接工作台箱的摆动缸

76 偏心轴