Heftmaschine Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heftmaschine zum Verbinden eines Endabschnitts eines auslaufenden Metallbands mit einem Anfangsabschnitt eines einlaufenden Metallbands für eine kontinuierlich betriebene Bandanlage, wie sie typischerweise in Metallbandbehandlungs- oder Metallbandveredlungs-Betrieben eingesetzt wird. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Bandanlage aufweisend die erfindungsgemäße Heftmaschine sowie ein Verfahren zum Verbinden eines Endabschnitts eines auslaufenden Metallbands mit einem Anfangsabschnitt eines einlaufenden Metallbands in einer kontinuierlich betriebenen Bandanlage. In kontinuierlich betriebenen Bandanlagen dienen Heftmaschinen zur Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Bandlaufs und verbinden im Einlaufbereich der Bandanlage das neue Metallband mit dem auslaufenden Metallband. Je nach Anforderung an das Metallband können unterschiedliche Verbindungsarten, wie beispielsweise Clinchen, Kleben, Schweißen oder Stanzen verwendet werden. Entsprechende Heftmaschinen sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik vielfach bekannt.

Die am häufigsten in der Praxis eingesetzten Heftmaschinen nutzen Stanzverbindungen, die auch als Stitchen bekannt sind. Solche Heftmaschinen verfügen über ein einzelnes in der Heftmaschine verbautes Heftwerkzeug in ein- oder doppelreihiger Ausführung. Problematisch bei dieser Art von Stanzverbindungen ist die jedoch Tatsache, dass das Stitchen in der Regel bis zur einer Metallbanddicke von 6 mm einsetzbar ist. Aus der US 3,114,151 ist eine Heftmaschine bekannt, bei der ein Endabschnitt eines ersten Metallbands mit dem Anfangsabschnitt eines zweiten Metallbands mittels einer Stitchnaht verbunden wird. Hierbei werden beide Abschnitte der jeweiligen Metallbänder zunächst überlappt. Anschließend wird die Dicke des Überlappungsbereichs quer zur Längserstreckung der beiden Metallbänder soweit reduziert, dass ein Verbinden mittels der Stitchnaht ermöglicht wird.

Bei größeren Dickenbereichen der Metallbänder weisen die Heftwerkzeuge technologisch ungeeignete Parameter auf, da sie typischerweise auf die minimal zu heftenden Metallbanddicken ausgelegt werden. So zeigt sich insbesondere bei Aluminiumbändern, dass ein Schneidprozess beim Heften mit zu engen Messerspalten sich nicht nur auf die Haltbarkeit des Heftwerkzeugs, sondern auch auf die Qualität der Schneidkanten beim Heften nachteilig auswirkt. Besonders bei Aluminiumbändern führt dies zu erhöhter Flitterbildung im Bereich der Heftnaht. Diese Metallflitter werden in die nachfolgenden Prozessbereiche verschleppt, wo sie sich auf die Produktqualität der zu bearbeitenden Metallbänder negativ auswirken. Des Weiteren setzen sich die Metallflitter auf den Rollen der Prozesslinie ab und verursachen einen erhöhten Wartungsaufwand. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde eine Heftmaschine der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, die für ein größeres Dickenspektrum und/oder Festigkeitsspektrum einsetzbar ist, ohne die aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile aufzuweisen. Weiterhin ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Verbinden eines Endabschnitts eines auslaufenden Metallbands mit einem Anfangsabschnitt eines einlaufenden Metallbands in einer kontinuierlich betriebenen Bandanlage bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Heftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 erzielt. Die Unteransprüche betreffen jeweils bevorzugte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung, deren jeweilige Merkmale im Rahmen des technisch Sinnvollen ggf. auch über die Kategoriegrenzen der verschiedenen Ansprüche hinweg frei miteinander kombinierbar sind.

Erfindungsgemäß wird zur Verbindung des Endabschnitts eines auslaufenden Metallbands mit dem Anfangsabschnitt eines einlaufenden Metallbands eine Heftmaschine für eine kontinuierlich betriebene Bandanlage vorgeschlagen, die ein erstes Stanzwerkzeug und ein zweites Stanzwerkzeug aufweist. Das erste Stanzwerkzeug ist dazu ausgebildet, die Metallbänder miteinander zu verbinden, wenn ihre Dicken in einem ersten Dickenbereich und/oder ihre Festigkeiten in einem ersten Festigkeitsbereich liegen. Das zweite Stanzwerkzeug ist dazu ausgebildet, die Metallbänder miteinander zu verbinden, wenn ihre Dicken in einem zweiten Dickenbereich und/oder ihre Festigkeiten in einem zweiten Festigkeitsbereich liegen, wobei beide Dickenbereiche und/oder Festigkeitsbereiche sich voneinander unterscheiden.

Vorzugsweise beträgt der erste Dickenbereich 0,2 bis 2,5 mm und der zweite Dickenbereich 2,0 bis 3,5 mm.

Vorzugsweise beträgt der erste Festigkeitsbereich 20 MPa bis 250 MPa für Aluminium oder eine Legierung hiervon, und 100 MPa bis 350 MPa für Stahl und der zweite Festigkeitsbereich 200 MPa bis 600 MPa für Aluminium oder eine Legierung hiervon, und 300 MPa bis 1000 MPa für Stahl.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbinden des Endabschnitts eines auslaufenden Metallbands mit dem Anfangsabschnitt eines einlaufenden Metallbands in einer kontinuierlich betriebenen Bandanlage werden Metallbänder mit einem ersten Dickenbereich und/oder einem ersten Festigkeitsbereich mit einem ersten Stanzwerkzeug miteinander verbunden und Metallbänder mit einem zweiten Dickenbereich und/oder einem zweiten Festigkeitsbereich mit einem zweiten Stanzwerkzeug miteinander verbunden, wobei beide Dickenbereiche und/oder Festigkeitsbereiche sich voneinander unterscheiden. Durch die zwei unterschiedlichen Stanzwerkzeuge kann, je nach zu heftenden Banddicken und/oder Bandfestigkeiten der miteinander zu verbindenden Metallbänder, das passende Stanzwerkzeug entsprechend der Verbindungsanforderungen ausgewählt und verwendet werden. Dies wirkt sich nicht nur positiv auf die Qualität der Schneidkanten aus, sondern schont das entsprechend genutzte Stanzwerkzeug.

Vorzugsweise wird als Verbindungsart das Stitchen verwendet. Stitchen ist ein spezifisches Stanzverfahren, bei dem durch Erzeugen einer Stanzgeometrie und einem nachfolgenden Recken eine formschlüssige Verbindung beider Metallbänder erzeugt wird. Das Verbinden mittels Stitchnähten kann vorteilhafterweise einreihig oder mehr bevorzugt doppelreihig erfolgen.

Vorzugsweise handelt es sich bei den miteinander zu verbindenden Metallbändern um Aluminiumbänder oder Stahlbänder.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist das erste Stanzwerkzeug ein erstes Stanzmuster und das zweite Stanzwerkzeug ein zweites Stanzmuster auf, wobei beide Stanzmuster sich voneinander unterscheiden. Bei den Stanzmustern handelt es sich um unterschiedliche Stanzgeometrien, die mittels des Stempels und der Matrize in das entsprechende Metallband, beispielsweise Aluminium oder Stahl, eingestanzt werden. Durch die jeweils unterschiedlichen Stanzmuster, die die beiden Stanzwerkzeuge aufweisen, können die Stanzwerkzeuge jeweils optimal auf die jeweiligen Metallbänder ausgelegt werden, so dass die erfindungsgemäße Fleftmaschine insgesamt für ein größeres Materialspektrum einsetzbar ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das erste Stanzwerkzeug einen ersten Schneidspalt und das zweite Stanzwerkzeug einen zweiten Schneidspalt aufweist, der sich von dem ersten Schneidspalt unterscheidet. Auch dies wirkt sich vorteilhaft auf die Einsetzbarkeit der Heftmaschine aus, da die Stanzwerkzeuge somit optimal auf das zu heftende Materialspektrum spezifisch ausgelegt werden können.

Grundsätzlich kann der Werkzeugwechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Stanzwerkzeug manuell erfolgen

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Heftmaschine jedoch derart ausgebildet, dass der Werkzeugwechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Stanzwerkzeug vollautomatisch erfolgt. Hierdurch wird ermöglicht, dass der Werkzeugwechsel bei laufendem Band durchführbar ist. Ein Anhalten der gesamten Bandprozesslinie der Bandanlage ist somit nicht notwendig. In diesem Zusammenhang ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass beide Stanzwerkzeuge in einer Stanzwerkzeugkassette angeordnet sind. Die Stanzwerkzeugkassette ist dabei vorzugsweise mittels einer Verschiebeeinrichtung innerhalb der Heftmaschine verschiebbar. Die Heftmaschine weist beispielsweise einen Motor sowie eine Zahnstange auf, die mit der Stanzwerkzeugkassette zusammenwirkt und den zügigen Werkzeugwechsel erlaubt.

Die Stanzwerkzeugkassette ist dabei derart in der Heftmaschine angeordnet, dass das eine Stanzwerkzeug in einer Stanzposition und das jeweils andere in einer Parkposition angeordnet ist. Bei einem Werkzeugwechsel wird das in der Stanzposition befindliche Stanzwerkzeug gegen das jeweils andere bevorratete Stanzwerkzeug ausgetauscht, in dem die Veschiebeeinrichtung der Heftmaschine die Stanzwerkzeugkassette entsprechend verschiebt. Das jeweils in der Parkposition bevorratete Stanzwerkzeug wird vorteilhafterweise mittels Schleißplatten vor Beschädigung geschützt. Die Anordnung der Stanzwerkzeuge in einer Stanzwerkzeugkassette ermöglicht somit einen verbesserten und schnelleren Werkzeugwechsel, so dass der Aufwand für den gesamten Werkzeugwechselvorgang reduziert wird.

Der Werkzeugwechsel findet vorzugsweise im Bandlaufbetrieb zwischen zwei Stitchnähten statt. Alternativ kann der Werkzeugwechsel im Bandlaufstillstand erfolgen.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass jedes der Stanzwerkzeuge mit einer Abblasung mittels Druckluft und/oder einer Werkzeugbeölung ausgeführt ist.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft zudem eine Bandanlage aufweisend die erfindungsgemäße Heftmaschine.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen: Figur 1 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Heftmaschine in einer Seitenansicht, und

Figur 2 eine Ausführungsvariante der Stanzwerkzeugkassette.

In Figur 1 ist eine Heftmaschine 1 zum Verbinden des Endabschnitts eines auslaufenden Metallbands mit dem Anfangsabschnitt eines einlaufenden

Metallbands für eine kontinuierlich betriebene Bandanlage gezeigt, wie sie typischerweise in Metallbandbehandlungs- oder Metallbandveredlungs-Betrieben eingesetzt wird. In der vorliegenden Darstellung sind die Metallbänder nicht dargestellt, lediglich der Bandlauf B ist angedeutet. Die erfindungsgemäße Heftmaschine 1 umfasst ein erstes Stanzwerkzeug 20, das dazu ausgebildet ist, Metallbänder, deren Dicken in einem ersten Dickenbereich liegen, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 2,5 mm, miteinander zu verbinden, sowie ein zweites Stanzwerkzeug 30, das dazu ausgebildet ist, Metallbänder, deren Dicken in einem zweiten Dickenbereich liegen, vorzugsweise 2 bis 3,5 mm, miteinander zu verbinden, wobei beide Dickenbereiche sich voneinander unterscheiden.

Die beiden Stanzwerkzeuge 20, 30 sind in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante in einer Stanzwerkzeugkassette 80 angeordnet, die mittels einer Verschiebeeinrichtung 60 innerhalb der Heftmaschine 1 verschiebbar ist, so dass das erste Stanzwerkzeug 20 in einer Stanzposition 50 und das zweite Stanzwerkzeug 30 in einer Parkposition 70 innerhalb der Heftmaschine 1 angeordnet werden kann. Die Heftmaschine 1 weist hierzu einen Motor (nicht dargestellt) sowie eine Zahnstange 10 auf, die mit der Stanzwerkzeugkassette 80 zusammenwirkt und den zügigen Werkzeugwechsel erlaubt.

Zum Verbinden der beiden Metallbänder wird als Verbindungsart das Stitchen verwendet. Hierzu weist jedes der Stanzwerkzeuge 20, 30 einen entsprechenden Stempel und eine Matrize (nicht dargestellt) auf. Vorzugsweise unterscheiden sich der Stempel und die Matrize des ersten Stanzwerkzeugs 20 von dem zweiten Stanzwerkzeug 30, d.h. das erste Stanzwerkzeug 20 weist ein erstes Stanzmuster und das zweite Stanzwerkzeug ein zweites Stanzmuster auf. Ergänzend oder alternativ weisen die Stempel und die Matrize der jeweiligen Stanzwerkzeuge 20, 30 zudem unterschiedliche Schneidspalte auf. Das jeweilige in der Stanzposition 50 befindliche Stanzwerkzeug 20, 30 wird in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante der Heftmaschine 1 hydraulisch betrieben. Hierzu umfasst die Heftmaschine 1 ein hydraulisches Aggregat 40, das im unteren Teil der Heftmaschine 1 angeordnet ist.

In der dargestellten Ausführungsvariante ist das erste Stanzwerkzeug 20 in der Stanzposition 50 innerhalb der Heftmaschine 1 angeordnet. Das zweite

Stanzwerkzeug 30 ist dementsprechend bandeinlaufseitig und außerhalb der Heftmaschine 1 in der Stanzwerkzeugkassette 80 in einer Bevorratungsposition angeordnet und mittels einer Schleißplatte 51 vor möglichen Beschädigungen geschützt.

Für einen Werkzeugwechsel zwischen dem ersten und zweiten Stanzwerkzeug 20, 30 ist die Verschiebeeinrichtung 60 vorgesehen, die einen vollautomatischen Werkzeugwechsel erlaubt. Der Werkzeugwechsel kann dabei vorzugsweise im Bandlaufbetrieb zwischen zwei Stitchnähten oder im Bandlaufstillstand durchgeführt werden. ei einem Werkzeugwechsel wird in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante das erste Stanzwerkzeug 20 aus der Stanzposition 50 heraus und in die Bevorratungsposition überführt. Hierzu wird die Stanzwerkzeugkassette 80 mittels der Verschiebeeinrichtung 60 soweit verschoben, dass das erste Stanzwerkzeug 20 bandauslaufseitig angeordnet wird, während das zweite Stanzwerkzeug 30 die Stanzposition 50 erreicht. Auch bandauslaufseitig ist eine Schleißplatte 71 vorgesehen, die das erste Stanzwerkzeug 20 vor möglichen Beschädigungen schützt.

In einer alternativen Ausführungsvariante ist das erste Stanzwerkzeug 20 dazu ausgebildet, die Metallbänder miteinander zu verbinden, wenn ihre Festigkeiten in einem ersten Festigkeitsbereich liegen, wobei das zweite Stanzwerkzeug 30 sodann dazu ausgebildet ist, die Metallbänder miteinander zu verbinden, wenn ihre Festigkeiten in einem zweiten Festigkeitsbereich liegen, wobei beide Festigkeitsbereiche sich voneinander unterscheiden. Für Aluminium kann der erste Festigkeitsbereich beispielsweise 20 MPa bis 250 MPa und der zweite Festigkeitsbereich 200 MPa bis 600 MPa umfassen. Für Stahl hingegen kann der erste Festigkeitsbereich beispielsweise 100 MPa bis 350 MPa und der zweite Festigkeitsbereich 300 MPa bis 1000 MPa umfassen.

In Figur 2 ist eine Ausführungsvariante der Stanzwerkzeugkassette 80 gezeigt. Diese umfasst eine Deckplatte 81, an der mehrere T-Leisten 82 befestigt sind Mittels der T-Leisten 82 wird die Stanzwerkzeugkassette 80 in der Heftmaschine 1 gehalten und über die Zahnstange 10 (Fig. 1) verfahren. Über an der Deckplatte 81 angeordnete Anschlagselemente 83 wird die Stanzwerkzeugkassette 80 in die korrekte Endposition bewegt, die von einem Endschalter (nicht dargestellt) abgefragt wird. Unterhalb der Deckplatte 81 sind die beiden Stanzwerkzeuge 20, 30 befestigt. Wie dargestellt, umfasst jedes der Stanzwerkzeuge 20, 30 mehrere

Kufen 84, die sich beispielsweise beim Verschieben der Stanzwerkzeugkassette 80 in eine Hubbramme 11 (Fig. 1) einfädeln. Sollte der untere Werkzeugteil des jeweiligen Stanzwerkzeugs 20, 30 nach einem Heftvorgang nicht beim Senken der Hubbramme 11 durch die Schwerkraft folgen, wird durch diese Verbindung der untere Werkzeugteil durch die Hubbramme 11 zurück in die untere Endlage gezogen.

Bezugszeichen

1 Heftmaschine

10 Zahnstange 11 Hubbramme

20 erstes Stanzwerkzeug

30 zweites Stanzwerkzeug

40 hydraulisches Aggregat

50 Stanzposition 51 Schleißplatte

60 Verschiebeeinrichtung

70 Parkposition

71 Schleißplatte

80 Stanzwerkzeugkassette 81 Deckplatte

82 T-Leisten

83 Anschlagselement

84 Kufen

B Bandlauf