焊接設(shè)備和焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對(duì)由金屬或塑料制成的帶、尤其是環(huán)形帶進(jìn)行焊接的焊接設(shè)備和焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在由金屬或塑料制造帶時(shí)可能必要的是，兩個(gè)帶必須沿著它們的縱軸線彼此焊接在一起。迄今，在一個(gè)設(shè)備中的底部區(qū)域上將這些帶并排布置、定向并且利用焊接單元彼此焊接在一起。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是，定向和焊接過程是復(fù)雜的并且在如此焊接的帶中之后可能產(chǎn)生應(yīng)力，這些應(yīng)力導(dǎo)致材料疲勞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)并且提供一種焊接設(shè)備和一種焊接方法，使用者借助于該焊接設(shè)備和焊接方法能夠?qū)蓚€(gè)帶優(yōu)化地彼此焊接在一起。
[0005]該任務(wù)通過按照權(quán)利要求的焊接設(shè)備和焊接方法來解決。
[0006]在下文中使用的相對(duì)的位置說明分別可以理解為沿著在焊接設(shè)備中運(yùn)動(dòng)的帶的規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向。例如如果輥1設(shè)置在輥2前方，這意味著運(yùn)行通過焊接設(shè)備的帶的一個(gè)區(qū)域始終首先經(jīng)過輥1并且隨后經(jīng)過輥2。
[0007]按本發(fā)明的用于對(duì)帶進(jìn)行焊接的焊接設(shè)備包括用于帶的引導(dǎo)系統(tǒng)、張緊系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和焊接系統(tǒng)，其中，所述張緊系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于至少在焊接過程期間在焊接區(qū)域中使所述帶處于張緊。
[0008]用于借助于按本發(fā)明的設(shè)備對(duì)帶進(jìn)行焊接的按本發(fā)明的焊接方法包括如下步驟:
[0009]-使至少兩個(gè)帶在焊接設(shè)備中引導(dǎo)；
[0010]-使帶在焊接區(qū)域中張緊；
[0011]-在至少兩個(gè)帶處于張緊期間，沿著帶的縱軸線、優(yōu)選在彼此面向的邊緣上將所述至少兩個(gè)帶縱向焊接；
[0012]-在張緊的帶的焊接過程逐步地或連續(xù)地進(jìn)行期間，帶相對(duì)于焊接系統(tǒng)逐步地或連續(xù)地運(yùn)動(dòng)。
[0013]帶可以由各種可能的材料制成，只要這些材料是可焊接的。優(yōu)選所述帶包含塑料和/或金屬。特別地，兩個(gè)帶由相同的材料(例如金屬合金)制成。盡管本發(fā)明在最簡(jiǎn)單的情況下用于連接兩個(gè)帶，但對(duì)于以下應(yīng)用情況可以是有利的:三個(gè)或更多個(gè)帶同時(shí)被連接。應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明涉及沿著帶的縱軸線并且優(yōu)選在這些帶的相應(yīng)的彼此面向的邊緣上將這些帶連接，使得作為最終產(chǎn)品得到一種寬的帶。
[0014]合適的焊接系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并且包含至少一個(gè)焊接單元(“焊接頭”)。當(dāng)然，這些焊接系統(tǒng)必須適于對(duì)所使用的帶進(jìn)行縱向焊接。優(yōu)選的焊接系統(tǒng)包括焊接單元，該焊接單元選自加熱面、加熱絲、加熱輥、激光、電弧焊接設(shè)備和氣體保護(hù)焊接設(shè)備(例如用于金屬保護(hù)氣體焊、鎢極惰性氣體焊(WIG)或等離子焊的設(shè)備)的集合。
[0015]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，焊接系統(tǒng)在焊接設(shè)備中設(shè)置成，使得焊接頭可以平行于所述帶的縱軸線(必要時(shí)彼此對(duì)接在一起的縱向邊緣)引導(dǎo)并且將這些帶彼此焊接在一起和/或帶可以在焊接頭下方通過。因此，焊接頭和帶可以固定地或可運(yùn)動(dòng)地安裝在焊接設(shè)備中，其中，帶或至少一個(gè)焊接頭必須是可運(yùn)動(dòng)的。
[0016]引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于引導(dǎo)帶通過焊接設(shè)備。張緊系統(tǒng)和/或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在此可以是引導(dǎo)系統(tǒng)的一部分，相反地，張緊系統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以構(gòu)造為引導(dǎo)系統(tǒng)或者包含這種引導(dǎo)系統(tǒng)。優(yōu)選地，引導(dǎo)系統(tǒng)包括保持結(jié)構(gòu)和設(shè)置在該保持結(jié)構(gòu)中的引導(dǎo)元件(例如輥或倒圓角的滑動(dòng)元件)。
[0017]驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于使帶和/或焊接系統(tǒng)的至少一個(gè)焊接單元運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括馬達(dá)(例如電動(dòng)馬達(dá)或內(nèi)燃機(jī))和借助于這些馬達(dá)(必要時(shí)經(jīng)由傳動(dòng)裝置)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輥或驅(qū)動(dòng)軸。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以包含引導(dǎo)元件并且因而是引導(dǎo)系統(tǒng)的一部分或包括引導(dǎo)系統(tǒng)的一部分。
[0018]在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，張緊系統(tǒng)的輥運(yùn)動(dòng)并且用作驅(qū)動(dòng)裝置。因此，張緊系統(tǒng)可以構(gòu)成或包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分。
[0019]在另一優(yōu)選的實(shí)施形式(其尤其是可與前述的實(shí)施形式相組合)中，至少一個(gè)焊接單元平行于帶的縱軸線是可運(yùn)動(dòng)的、尤其是在焊接過程期間可運(yùn)動(dòng)的。
[0020]張緊系統(tǒng)對(duì)此需要至少在焊接過程期間在焊接區(qū)域中使帶處于機(jī)械張緊。即使當(dāng)焊接過程不進(jìn)行時(shí)該機(jī)械張緊可以減弱，但如果所述張緊在帶并排引導(dǎo)的整個(gè)時(shí)期內(nèi)維持，這對(duì)于帶連接的質(zhì)量還是有利的。
[0021]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，張緊系統(tǒng)包括張緊輥，所述帶經(jīng)由這些張緊輥引導(dǎo)，其中至少一個(gè)張緊輥設(shè)置在焊接區(qū)域上游，并且其中至少一個(gè)張緊輥設(shè)置在焊接區(qū)域下游。這些張緊輥可以構(gòu)成引導(dǎo)系統(tǒng)和/或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分。
[0022]在輥轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，原則上在其外周面和其軸線之間產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩。在輥不被驅(qū)動(dòng)時(shí)，該轉(zhuǎn)矩基于摩擦效應(yīng)始終引起制動(dòng)并且在下文中被稱為“制動(dòng)力矩”。在輥被驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩超過了制動(dòng)力矩并且將所合成的力矩被稱為“驅(qū)動(dòng)力矩”。
[0023]此外，在輥和經(jīng)由這些輥運(yùn)行的帶之間始終存在摩擦，該摩擦在正常運(yùn)行(即輥的外周面與帶以相同的速度運(yùn)動(dòng))期間是具有摩擦系數(shù)R的純靜摩擦。
[0024]由于在與張緊輥接觸時(shí)的靜摩擦，在帶上作用有由該張緊輥的轉(zhuǎn)矩決定的力。與此相關(guān)的力矢量的方向在驅(qū)動(dòng)力矩的情況下朝向帶的運(yùn)動(dòng)方向(驅(qū)動(dòng)力)并且在制動(dòng)力矩的情況下正好相反(制動(dòng)力)。
[0025]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，在張緊輥和帶之間的靜摩擦系數(shù)大于0.3、尤其是大于
0.5。這尤其是通過如下方式實(shí)現(xiàn)，即張緊輥的外周面的表面具有防止帶打滑的材料或形狀。優(yōu)選的材料是塑料(如橡膠)、皮革或生膠。優(yōu)選的形狀是表面的粗糙部或細(xì)微顆粒的施加部，這些細(xì)微顆粒借助于粘合劑粘附在張緊輥上。
[0026]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，焊接設(shè)備構(gòu)造成，使得通過帶施加到張緊輥上的法向力至少在該張緊輥的外周面的一個(gè)點(diǎn)處大于帶的施加到該輥上的重力，優(yōu)選至少大于所述重力的105%、尤其是大于110%、特別優(yōu)選大于130%。
[0027]這優(yōu)選通過如下方式實(shí)現(xiàn)，即所述帶經(jīng)由壓輥被擠壓朝向張緊輥或者所述帶以環(huán)形帶的形式存在且在各張緊輥之間被張緊。在兩個(gè)張緊輥之間的張緊例如如此發(fā)生，即各張緊輥以帶的總長(zhǎng)度的大約一半(當(dāng)然扣除張緊輥的相應(yīng)的半徑)的間距彼此間隔開地設(shè)置，并且所述帶例如輸送帶在這些張緊輥之間張緊。
[0028]至少一個(gè)帶的張緊優(yōu)選通過如下方式實(shí)現(xiàn)，即由在焊接區(qū)域的下游的張緊輥施加到帶上的力的矢量減去由在焊接區(qū)域的上游的張緊輥施加到帶上的力的矢量所得到的力矢量指向與帶的運(yùn)動(dòng)方向相反的方向。這意味著，在焊接區(qū)域上游的張緊輥必須比在焊接區(qū)域下游的張緊輥更強(qiáng)地制動(dòng)或更弱地驅(qū)動(dòng)。由此，相關(guān)的帶在焊接區(qū)域中朝向上游的輥拉伸并且因而張緊。
[0029]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，焊接設(shè)備包括用于測(cè)量至少兩個(gè)帶的張緊的測(cè)量系統(tǒng)。用于該測(cè)量系統(tǒng)的適合的測(cè)量裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，優(yōu)選該測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)為，使得該測(cè)量系統(tǒng)從張緊輥獲取數(shù)據(jù)。特別地，測(cè)量系統(tǒng)包括用于測(cè)量電流強(qiáng)度或能量和/或作用于張緊輥的軸線的力的測(cè)量裝置。通過該方式，帶的張緊可以通過如下方式確定，即朝向輥擠壓的帶的力有多大或兩個(gè)輥的轉(zhuǎn)矩有多大(借助于驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)的電流或通過由安裝在輥上的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流來測(cè)量驅(qū)動(dòng)力)。
[0030]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，在焊接區(qū)域的上游和/或下游的張緊輥構(gòu)造成，使得這些張緊輥可以僅接觸其中一個(gè)帶并且與其它的輥不相關(guān)地轉(zhuǎn)動(dòng)。通過該方式可以通過制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)或?qū)佪S線的位置的再調(diào)整來調(diào)節(jié)各個(gè)帶的張緊。
[0031]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，焊接設(shè)備設(shè)計(jì)用于，沿著環(huán)形帶的長(zhǎng)度對(duì)其進(jìn)行焊接。對(duì)此借助于橫向焊縫使其中至少一個(gè)帶、尤其是其中每個(gè)帶成為環(huán)形的并且隨后使帶在焊接設(shè)備中引導(dǎo)并且沿著這些帶的側(cè)面彼此焊接在一起。
[0032]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，所述帶在環(huán)形的狀態(tài)中并排地在引導(dǎo)系統(tǒng)中引導(dǎo)并且在焊接區(qū)域中通過張緊系統(tǒng)張緊。為了進(jìn)行焊接，焊接頭沿著帶的縱軸線(尤其是彼此對(duì)接的縱向邊緣)引導(dǎo)并且將這些帶焊接在一起和/或環(huán)形帶在(尤其是靜止的)焊接頭下方通過。
[0033]焊接設(shè)備優(yōu)選構(gòu)造成，使得該焊接設(shè)備的引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于引導(dǎo)環(huán)形帶并且尤其是具有至少兩個(gè)輥，這些輥如此安裝，使得帶圍繞輥在預(yù)定的張緊下進(jìn)行引導(dǎo)。
[0034]在極簡(jiǎn)單的形式中，兩個(gè)張緊輥在確定的間距中以平行定向的軸線定向成，使得所述帶如同履帶一樣圍繞張緊輥運(yùn)行。
[0035]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，所述焊接設(shè)備包括在焊接區(qū)域中、尤其是直接在焊接部位下方設(shè)置的至少一個(gè)支承輥，經(jīng)由該支承輥來引導(dǎo)待焊接的帶。在焊接過程期間，所述帶通過該方式由支承輥支承在焊接部位上。這防止了帶在焊接部位上的下垂并且確保了帶在焊接部位上的極其精確的引導(dǎo)。
[0036]優(yōu)選地，支承輥設(shè)置成，使得該支承輥引起帶的加高，即該支承輥的外周面比帶的其余引導(dǎo)件更靠近焊接單元地引導(dǎo)這些帶(形成相對(duì)于毗鄰的帶部段的加高部)。
[0037]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，所述焊接設(shè)備包括輥，這些輥構(gòu)造成，使得它們將所述帶的兩個(gè)彼此待焊接在一起的縱向邊緣相向驅(qū)送。這能夠?qū)崿F(xiàn)一種焊接方法，在該焊接方法中，使所述帶的兩個(gè)彼此待焊接到一起的縱向邊緣彼此靠近并且隨后進(jìn)行焊接，其中，所述帶優(yōu)選如此近地靠近，使得這些帶在焊接部位的區(qū)域中相接觸。這些輥尤其是驅(qū)動(dòng)輥和/或張緊輥。
[0038]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施形式，所述焊接設(shè)備包括輥、尤其是至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輥和/或至少一個(gè)張緊輥，它們構(gòu)造為錐形的。這能夠?qū)崿F(xiàn)一種焊接方法，在該焊接方法中，所