本發(fā)明涉及一種用于連接鋼質(zhì)帶材的帶材端部的裝置。

背景技術(shù)：

對(duì)于處理金屬帶材有利的是，金屬帶材以盡可能長(zhǎng)的形式存在。最佳地，存在所謂的連續(xù)帶材，因?yàn)樵谶@種連續(xù)帶材中可連續(xù)不斷地進(jìn)行處理。在連續(xù)式處理線上處理連續(xù)帶材之后，連續(xù)帶材被再次剪開。通過拼合或連接有限長(zhǎng)度的鋼質(zhì)帶材產(chǎn)生連續(xù)帶材。在帶材的連接工藝中，尤其特別重要的是以下兩個(gè)因素：連接的速度和焊接或連接的質(zhì)量。連接的速度是連接帶材端部所需的持續(xù)時(shí)間。它是決定生產(chǎn)的、對(duì)于后續(xù)工藝具有重大意義的因素。一共同決定性的因素是焊接的質(zhì)量，該因素限制用于連接的盡可能短的時(shí)間段。尤其在焊縫處不應(yīng)出現(xiàn)對(duì)負(fù)荷能力的不均勻的或不期望的削弱。這種缺陷降低了中間產(chǎn)品的質(zhì)量并且因此還降低了最終產(chǎn)品的質(zhì)量，并且還降低了連續(xù)帶材的處理質(zhì)量。在通過焊接設(shè)備連接帶材端部之前，待連接的端部通常利用機(jī)械式剪切機(jī)進(jìn)行處理并且為焊接作準(zhǔn)備。整齊的邊緣特性是通過焊接實(shí)現(xiàn)適宜的連接質(zhì)量的前提。

文獻(xiàn)EP 20 64 023 A1設(shè)置了一種連接裝置。帶材端部引入到剪切機(jī)中并且在此通過機(jī)械式刀片進(jìn)行處理。在剪切過程之后，焊接設(shè)備運(yùn)動(dòng)到剪切區(qū)域中并且使鋼質(zhì)帶材的兩個(gè)準(zhǔn)備好的端部相連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是，在高的連接質(zhì)量的情況下提高各鋼質(zhì)帶材端部的連接速度。

所提出的目的通過具有權(quán)利要求1的特征的裝置實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中說明了有利的設(shè)計(jì)方案。

與此相應(yīng)地，裝置具有：剪切機(jī)，其中，剪切機(jī)包括具有一個(gè)或多個(gè)上刀片的上刀片支架和具有一個(gè)或多個(gè)下刀片的下刀片支架；焊接設(shè)備；至少一個(gè)焊接工作臺(tái)；以及側(cè)部件，其用于使帶材端部水平運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，焊接設(shè)備和剪切機(jī)在其作用平面中彼此分開。

作用平面主要是相應(yīng)的設(shè)備執(zhí)行其生產(chǎn)步驟的平面。因此，焊接設(shè)備的作用平面通過執(zhí)行焊接過程的平面來限定并且包括實(shí)際的焊縫，而剪切機(jī)的作用平面通過執(zhí)行實(shí)際的剪切的平面來限定。

通過分開兩個(gè)作用平面得到在剪切和焊接過程之間的較大的獨(dú)立性。結(jié)果是通過兩個(gè)工藝步驟的功能上的分開降低處理時(shí)間。鋼質(zhì)帶材的連接工藝可更快地執(zhí)行，其中，連接質(zhì)量在速度提升時(shí)沒有降低。

有利的是，焊接工作臺(tái)和下刀片支架可下降。通過焊接工作臺(tái)和下刀片支架的可下降性可確保，可通過側(cè)部件實(shí)現(xiàn)帶材水平運(yùn)動(dòng)越過下刀片和至少一個(gè)焊接工作臺(tái)。因此，側(cè)部件形成帶材布置在上面的托架，并且通過該托架可施加運(yùn)動(dòng)、尤其兩個(gè)待連接的帶材件相對(duì)彼此的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在將帶材定位在剪切機(jī)之下并且緊接著剪切過程將帶材運(yùn)輸至焊接設(shè)備時(shí)發(fā)生帶材的運(yùn)動(dòng)。通過下刀片支架和至少一個(gè)焊接工作臺(tái)的可下降性可實(shí)現(xiàn)用于連接帶材端部的裝置的緊湊的結(jié)構(gòu)方式。由于在加工位置之間的短的路徑，可在高質(zhì)量的連接工藝的情況下實(shí)現(xiàn)速度的提升。

在此，可特別有利地規(guī)定，至少一個(gè)焊接工作臺(tái)還可分別通過水平布置的偏心軸沿豎向校準(zhǔn)。通過使用偏心軸可在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)焊接工作臺(tái)的簡(jiǎn)單的豎向校準(zhǔn)，其中，運(yùn)動(dòng)可非常精確地得到控制并且可保證更可靠地保持期望的位置。

此外，有利的是，至少一個(gè)焊接工作臺(tái)布置在焊接工作臺(tái)箱中。通過使用焊接工作臺(tái)箱實(shí)現(xiàn)極其剛性的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿∠耸怪辽僖粋€(gè)焊接工作臺(tái)整合到對(duì)帶材進(jìn)行定位的側(cè)部件中。此外，通過使用焊接工作臺(tái)箱使得能夠在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)整合焊接傳感器，例如以用于監(jiān)測(cè)焊接參數(shù)。通過使用含有至少一個(gè)焊接工作臺(tái)的焊接工作臺(tái)箱還簡(jiǎn)化了用于在卷起時(shí)避免帶材缺陷的平整軋輥的支撐。

優(yōu)選地設(shè)置兩個(gè)焊接工作臺(tái)。由于設(shè)置兩個(gè)焊接工作臺(tái)，所以相對(duì)而置的帶材端部可在高度上彼此對(duì)準(zhǔn)。帶材端部的精確對(duì)準(zhǔn)是無問題且無缺陷的焊接過程的共同決定性的因素。

此外，有利的是，使兩個(gè)帶材端部連接的焊接設(shè)備構(gòu)造為激光焊接設(shè)備。通過激光焊接可在焊縫相對(duì)很窄和焊接速度很高的情況下實(shí)現(xiàn)帶材的連接。

優(yōu)選地，焊接工作臺(tái)箱和/或下刀片支架可線性地沿豎向軸線移動(dòng)。由此可以快速且可簡(jiǎn)單控制的方式實(shí)現(xiàn)盒和/或支架的下降。

還存在一有利的設(shè)計(jì)方案，此時(shí)，一個(gè)或多個(gè)下刀片和/或一個(gè)或多個(gè)上刀片布置在刀片盒中。上刀片盒是具有一個(gè)或多個(gè)上刀片的刀片盒。相應(yīng)地，下刀片盒設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)下刀片。通過使用一個(gè)或多個(gè)刀片布置在其中的刀片盒，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單地更換剪切工具。由于自然的運(yùn)行磨損，需要不時(shí)地更換刀片，并且刀片的更換可由此簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。

特別優(yōu)選地，下刀片盒在一個(gè)或多個(gè)下刀片和下刀片支架的區(qū)域中敞開地設(shè)計(jì)。由于剪切過程產(chǎn)生的切下的部分穿過形成的開口落下，并且可簡(jiǎn)單地進(jìn)行清除。由此還可明顯簡(jiǎn)化地執(zhí)行對(duì)于質(zhì)量控制所需的采樣。

此外，有利的是，側(cè)部件具有夾緊梁。通過夾緊梁可將位于側(cè)部件上的帶材通過夾緊針對(duì)剪切過程以及針對(duì)隨后的定位和焊接進(jìn)行固定。

在此，特別優(yōu)選地，夾緊凸出部布置在夾緊梁處。夾緊凸出部是用作夾緊梁朝待連接的帶材端部的方向的延長(zhǎng)部的突出部。夾緊凸出部在剪切時(shí)用作壓緊部并且在焊接時(shí)將帶材端部固定在焊接工作臺(tái)上。夾緊凸出部以直接的傳力連接將帶材保持在下刀片盒或一個(gè)或多個(gè)焊接工作臺(tái)上。

上述目的還通過具有權(quán)利要求13的特征的方法實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中說明了有利的改進(jìn)方案。

相應(yīng)地，方法包括：通過側(cè)部件將帶材端部運(yùn)輸至剪切機(jī)，其包括具有一個(gè)或多個(gè)下刀片的下刀片支架和具有一個(gè)或多個(gè)上刀片的上刀片支架；通過剪切機(jī)剪切帶材端部；通過側(cè)部件將帶材端部運(yùn)輸?shù)街辽僖粋€(gè)焊接工作臺(tái)上；通過焊接設(shè)備連接帶材端部。根據(jù)本發(fā)明，焊接設(shè)備和剪切機(jī)在分開的作用平面中起作用。

附圖說明

通過附圖的隨后的說明進(jìn)一步闡述本發(fā)明的優(yōu)選的其他實(shí)施方式和方案。其中：

圖1示出了用于連接鋼質(zhì)帶材的帶材端部的裝置1的剖面?zhèn)纫晥D；

圖2示出了用于連接鋼質(zhì)帶材的帶材端部的裝置1的立體剖視圖；

圖3示出了剪切機(jī)4和焊接裝置6的剖面?zhèn)纫晥D；

圖4示出了焊接工作臺(tái)箱7的示意性的側(cè)視圖；

圖5示出了下刀片盒50的俯視圖；并且

圖6示出了具有下刀片盒50的下刀片支架46的剖面?zhèn)纫晥D。

具體實(shí)施方式

下面借助附圖說明優(yōu)選的實(shí)施方式。在此，相同、相似或作用相同的元件在不同的附圖中通過相同的附圖標(biāo)記來表示并且部分地取消對(duì)這些元件的重復(fù)說明，以避免說明的冗余。

圖1示出了用于連接帶材端部的裝置1，該裝置設(shè)置有剪切機(jī)4。在運(yùn)輸帶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)可通過液壓系統(tǒng)沿其豎向軸線運(yùn)動(dòng)。沿豎向軸線在上刀片支架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可通過上刀片支架40下降并且在剪切位置中與下刀片盒50閉合。

為了確保帶材的對(duì)于剪切過程和運(yùn)輸過程所需的固定，設(shè)置有夾緊梁3，在圖1中示出的夾緊梁處于其夾持位置中。在側(cè)部件2上分別布置有一個(gè)夾緊梁3。側(cè)部件2有利地如此設(shè)計(jì)，即，與帶材接觸的面具有和通過側(cè)部件2預(yù)定的面類似的大小，但也可以設(shè)計(jì)為不同的形狀。通過在側(cè)部件2上的立柱32，夾緊梁3分別設(shè)置在側(cè)部件2之上。立柱32具有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其可使夾緊梁3沿豎向方向運(yùn)動(dòng)。通過夾緊梁3向下移動(dòng)可夾緊位于側(cè)部件2上的帶材。固定用于帶材端部在整個(gè)工藝步驟即剪切、接合和焊接期間的精確定位。

夾緊梁3具有夾緊凸出部30，其朝待連接的帶材端部的方向伸出超過側(cè)部件2。圖1中的實(shí)施方式示出了位于夾緊梁3處的夾緊凸出部30，其具有基本上梯形的、朝加工過程的方向逐漸變尖的橫截面。夾緊凸出部30的逐漸變尖的形狀在此確保用于焊接過程的焊接設(shè)備60可駛近待連接的帶材端部。

通過用于下刀片支架46的兩個(gè)擺動(dòng)缸54(僅示出一個(gè))可使下刀片支架46以及具有下刀片48的下刀片盒50下降。下降功能設(shè)置成用于在剪切過程之后對(duì)帶材進(jìn)行定位。帶材在剪切過程之后必須定位在焊接設(shè)備60下方。針對(duì)在剪切過程之后帶材端部的必需的定位，設(shè)置有兩個(gè)側(cè)部件2。為此，具有固定的夾緊梁3的可水平運(yùn)動(dòng)的側(cè)部件2使帶材端部在下刀片支架46下降時(shí)運(yùn)動(dòng)越過該下刀片支架。

除了剪切機(jī)4之外，設(shè)置有焊接裝置6，其例如構(gòu)造為激光焊接設(shè)備。通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)62可使具有焊接頭64的焊接設(shè)備60在豎向平面中運(yùn)動(dòng)，以便使焊接頭64靠近待連接的帶材端部。此外，焊接裝置60還可針對(duì)焊接過程水平運(yùn)動(dòng)。為了焊接裝置6的可運(yùn)動(dòng)性可設(shè)置三個(gè)或多個(gè)軸。在焊接設(shè)備60和帶材的運(yùn)輸平面下方設(shè)置有焊接工作臺(tái)箱7，其具有兩個(gè)焊接工作臺(tái)70、72。焊接工作臺(tái)箱7也可通過一個(gè)或多個(gè)擺動(dòng)缸74下降，如尤其由圖4得到的那樣，以便通過側(cè)部件2實(shí)現(xiàn)剪切的帶材端部在焊接裝置下方的定位。

在圖1中示出了擺動(dòng)缸54處在其駛出位置中。下刀片盒50的上側(cè)位于帶材端部的高度上。由于擺動(dòng)缸54駛出，下刀片支架46經(jīng)由鉸接件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。通過夾緊梁3固定在側(cè)部件2上的帶材(未示出)可在焊接設(shè)備60向上行駛的條件下通過側(cè)部件2駛近下刀片盒46而定位在下刀片盒上。通過在帶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向下行駛可執(zhí)行剪切過程。

圖2示出了立體的剖視圖。示出了夾緊梁3處在其向上行駛的位置中。為了進(jìn)行處理，可在裝置1處引入帶材或移開已經(jīng)連接的帶材。分別在側(cè)部件2上布置有豎向立柱32，其設(shè)置有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而安裝在此處的具有夾緊凸出部30的夾緊梁3可沿豎向運(yùn)動(dòng)。側(cè)部件2以及位于該側(cè)部件上的具有夾緊凸出部30的夾緊梁3僅可在水平方向上運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閭?cè)部件2僅可水平運(yùn)動(dòng)，所以在焊接工作臺(tái)箱7中的焊接工作臺(tái)70、72和下刀片支架46可通過擺動(dòng)缸下降。兩個(gè)擺動(dòng)缸54(僅示出一個(gè))通過鉸接件52分別與下刀片支架46的一側(cè)相連接。鉸接件52具有三個(gè)支承。一個(gè)支承520在裝置臺(tái)架處作為固定的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)，第二支承522和第三支承524構(gòu)造為可運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)。因此可實(shí)現(xiàn)下刀片支架46的豎向下降。焊接工作臺(tái)箱7的下降通過擺動(dòng)缸74實(shí)現(xiàn)。不同于圖1，圖2示出的下刀片支架46處在其下降的位置中。

圖3通過工作平面、即焊接平面600和剪切平面400的圖示說明了兩個(gè)在功能上明顯分開的工藝步驟。兩個(gè)步驟剪切和焊接的功能上的分開尤其建立在兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)之上。首先，不僅剪切機(jī)4而且焊接工作臺(tái)箱7的結(jié)構(gòu)獲得明顯更大的靈活性。因此可在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單地尤其與帶材的不同的材料和不同的帶材厚度匹配。另一優(yōu)點(diǎn)是通過更明顯地分開兩個(gè)工藝過程而縮短工藝時(shí)間。

圖4詳細(xì)示出了具有擺動(dòng)缸74的焊接工作臺(tái)箱7。設(shè)置有兩個(gè)焊接工作臺(tái)70、72，其中，一個(gè)焊接工作臺(tái)70可通過在操縱側(cè)上的偏心軸76進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且第二焊接工作臺(tái)72可通過在驅(qū)動(dòng)側(cè)上的偏心軸(未示出)來調(diào)節(jié)，以使帶材端部對(duì)準(zhǔn)。通過擺動(dòng)缸74可使焊接工作臺(tái)箱7向下運(yùn)動(dòng)，以便能夠?qū)崿F(xiàn)側(cè)部件2的水平運(yùn)動(dòng)過程。通過經(jīng)由偏心軸調(diào)節(jié)焊接工作臺(tái)70、72可使兩個(gè)帶材端部針對(duì)焊接過程在豎向平面中對(duì)準(zhǔn)。

圖5以俯視圖示出了在端側(cè)閉合的具有兩個(gè)下刀片48的下刀片盒50。兩個(gè)下刀片48在縱向側(cè)通過兩個(gè)側(cè)向邊界形成矩形橫截面的開口。該開口與具有上刀片44的上刀片盒42的尺寸互補(bǔ)。因此，在上刀片支架40向下運(yùn)動(dòng)到開口中時(shí)實(shí)現(xiàn)剪切過程。下刀片盒50敞開地設(shè)計(jì)。通過剪切過程掉下的剪切部分穿過下刀片盒50的開口和敞開設(shè)計(jì)的下刀片支架46(未示出)落到未示出的容器或清除裝置中。因此可簡(jiǎn)單地清除通過剪切過程掉下的廢料。這樣設(shè)計(jì)的開口還實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單地執(zhí)行取樣。下刀片盒50布置在下刀片支架(未示出)上。下刀片支架46的短側(cè)別通過鉸接件52與液壓擺動(dòng)缸54連接。

圖6示出了下刀片支架46的立體的剖面視圖。在下刀片支架46上布置有具有下刀片48的下刀片盒50。不僅下刀片盒50而且下刀片支架46敞開地構(gòu)造，從而通過剪切過程掉下的部分可穿過形成的開口落下并且進(jìn)行清理。

一般來說，在各實(shí)施例中示出的所有的單個(gè)特征可彼此組合地和/或替換地應(yīng)用，而沒有背離本發(fā)明的范圍。

附圖標(biāo)記列表

1 用于連接鋼質(zhì)帶材的帶材端部的裝置

2 側(cè)部件

3 夾緊梁

30 夾緊凸出部

32 立柱

4 剪切機(jī)

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 鉸接件

520 第一支承/固定的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)

522 第二支承/可運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)

524 第三支承/可運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)

54 下刀片支架的擺動(dòng)缸

6 焊接裝置

60 焊接設(shè)備

600 焊接平面

62 移動(dòng)機(jī)構(gòu)

64 焊接頭

7 焊接工作臺(tái)箱

70 焊接工作臺(tái)

72 焊接工作臺(tái)

74 焊接工作臺(tái)箱的擺動(dòng)缸

76 偏心軸