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CN107949477A - 用于连续制造复合带或复合板的方法和设备 - Google Patents

用于连续制造复合带或复合板的方法和设备 Download PDF

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CN107949477A
CN107949477A CN201680051725.0A CN201680051725A CN107949477A CN 107949477 A CN107949477 A CN 107949477A CN 201680051725 A CN201680051725 A CN 201680051725A CN 107949477 A CN107949477 A CN 107949477A
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A·诺埃
M·斯塔斯克
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BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
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Abstract

本发明涉及一种用于制造复合带或复合板的方法，所述复合带或复合板包括至少一个由金属制成的下部覆盖层(1)、由金属制成的上部覆盖层(2)和至少一个设置在各覆盖层(1、2)之间的并且与它们材料锁合地连接的由塑料制成的芯层(3)，将用于下部覆盖层(1)的第一金属带(4)、用于上部覆盖层(2)的第二金属带(5)和用于芯层(3)的塑料幅材(6)连续地汇合并且在使用压力和/或热的情况下连续地彼此材料锁合地连接。所述方法的特征在于，所述金属带在连续过程启动时借助带连接装置局部地彼此连续。

Description

用于连续制造复合带或复合板的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于制造复合带或复合板的方法，所述复合带或复合板包括至少一个由金属制成的第一(例如下部)覆盖层、由金属制成的第二(例如上部)覆盖层和设置在各覆盖层之间的并且与它们材料锁合地连接的、由塑料制成的芯层，将用于第一覆盖层的第一金属带、用于第二覆盖层的第二金属带和用于芯层的塑料幅材(如塑料膜)连续地汇合并且在使用压力和/或热的情况下连续地彼此材料锁合地连接。
背景技术
这种金属-塑料复合板或夹层板例如用于汽车制造中。它们一方面应代替传统的钢板并且另一方面也代替铝板，因为它们一方面比钢板更轻，另一方面又比铝板更便宜。覆盖板在此例如具有在0.1mm至1mm范围内的厚度并且塑料芯层具有例如0.05mm至3mm的厚度。这种复合板广泛应用于汽车制造中、例如作为用于外壳的车身板亦或结构和加强部件。夹层板的特点是具有很高的弯曲和屈曲刚度并且还具有良好的变形特性，使得它们可出色地加工成相应的构件。除了重量和成本降低之外，借助这种夹层板也可改善声学特性和隔热。
在制造过程中，首先为覆盖板提供例如冷轧钢板，其通常经过退火、矫直和(电解)镀锌。以这种方式制成的覆盖板随后作为第一覆盖层和第二覆盖层在中间设有塑料幅材的情况下汇合并且在压力和/或热的情况下彼此连接，其方式为：使塑料芯层不仅与第一覆盖层而且与第二覆盖层材料锁合地连接。
例如由DE 102013110282 A1公开了一种用于制造复合带或复合板的方法。在此应由一个——表面具有不同粗糙度的——金属板形成两个覆盖板。塑料层应由聚酰胺、聚乙烯或由聚酰胺和聚乙烯的混合物制成。矫直的金属带在单面施加塑料层之前首先在一个或多个加工站中进行预处理。该带例如在一个加工站中被碱性脱脂和/或清洁。在下一加工站中带表面在一个或多个化学预处理槽中被钝化并且因而为涂层做准备。另外，可设置一个加工站用于单面涂覆增附剂或粘合剂。在该预处理之后，将塑料层施加到带的可能设有增附剂或粘合剂的侧面上。塑料层例如能以预制塑料膜的形式被层压到带上——例如借助具有压辊的层压装置，该层压装置的其中至少一个辊可加热。在施加塑料层之后，单面涂层的带通过冷却和/或干燥装置。之后将带卷绕成带卷并且暂时存储或直接运送到用于施加覆盖板或同样单面涂覆有塑料层的覆盖板的装置。在该下游的装置中例如两个分别由覆盖板和塑料涂层构成的带状半成品汇合，这两个半成品从各自的退绕机退绕并且在半成品的两个塑料层相互面对且相互贴靠的情况下被供应给辊对。在半成品即将进入由辊定义的辊隙中之前，两个半成品的塑料层通过在塑料表面侧作用的介质活化(参见DE 102013110282A1)。
一种用于制造复合板的类似方法在DE 102013013495 A1中被描述。在此，半成品塑料层的活化直接由半成品的涂覆有塑料的侧面进行。此外，在WO 91/12135 A1中也描述了复合板的制造。
在DE 102011015071 A1和DE 102012106206 A1中描述了相应的夹层板，在其中塑料层由纤维增强塑料制成。
作为替代方案，EP 2193021 B1描述了一种夹层板，在其中由塑料制成的芯层构造为含有聚酰胺-聚乙烯混合物的泡沫层。
总之，存在以经济的方式连续生产高质量的上述类型的复合板的需求。本发明着手于此。
此外，DE 102011054362 A1公开了一种用于制造具有金属边缘区域的复合板的方法，在此应这样加热复合板的选定的边缘区域，使得设置在外部覆盖板之间的塑料层软化。通过加载力到至少一个外部覆盖板的边缘区域中，覆盖板被点状或区域地相互压合，使得力加载区域中的塑料层被挤出，随后或同时借助力加载使两个覆盖板在受挤压的边缘区域中至少区域地或点状地彼此接合。
最后，DE 19950609 A1涉及一种用于减少在轧制借助焊缝连接的金属带时的废料长度的方法。在包括至少两个轧机机架的连续串列式轧机机组中，相应焊缝应在第一轧机机架之前停住或以蠕行方式移动，而第二轧机机架则继续轧制相对于焊缝前方的金属带。
发明内容
本发明所基于的任务是提供一种同类型的方法，借助该方法可经济地以高质量制造复合带或复合板。尤其是应在过程启动时避免或减少废料或废品的产生。
为了解决该任务，本发明在开头所提到的、同类型的用于制造复合带或复合板的方法中教导，所述金属带在过程启动时(在带始端区域中)借助(附加的)带连接装置局部地彼此连接。
在此，本发明基于下述认知：为了经济地制造这种复合带，尤其是应避免在过程启动时的问题并且特别是应避免产生过多的废料或废品。根据本发明形成覆盖层的两个金属带不仅连续地在中间设有塑料层的情况下并且在使用压力和热的情况下彼此材料锁合地连接，而且根据本发明在启动时使用附加的局部带连接装置，借助该带连接装置(汇合的)带在至少一个带始端区域中附加地或独立于实际的材料锁合连接彼此连接。这种用于局部连接两个金属带的连接例如可通过冲压、铆接、咬合连接(钳紧)和/或焊接进行。替选地也考虑粘接连接。这种带连接装置由用于生产金属带的生产线已知。它们用于带处理、如钢带处理亦或铝处理时的不同位置上。根据本发明借助这种带连接装置能毫无问题地启动用于制造复合带的过程。通过局部连接两个金属带确保这两个金属带在至少一个带始端区域中——独立于设置在中间的塑料层或独立于通过塑料层的材料锁合连接地——通过带连接彼此牢固地连接，从而可靠避免了在启动和尤其是进一步通过各个设备部件时在带始端区域中的分层。可整体改善用于制造夹层板的设备的运行可靠性。可靠避免了例如可能由其中一个带在后续过程中附着在辊上所引起的干扰。另一优点在于，通过带连接一个带的带张力可转移到另一个带上，因此不存在其中一个带基于带张力与另一带分离的危险。
在此例如规定，将两个金属带(在中间设有塑料幅材的情况下)汇合并且随后共同通过加热路段。在此情况下特别有利的是，金属带在汇合之后、但在共同加热之前局部地彼此连接、例如通过冲压、装订、铆接、咬合连接和/或焊接或粘接。以这种方式避免例如在通过加热路段时在带始端区域中的分层。
在一种特别优选的实施方式中，所述(两个)金属带在过程启动时首先(局部)在一个带区段中在中间未设置塑料幅材的情况下彼此连接。在过程启动时，虽然通常两个金属带在中间设有塑料幅材的情况下汇合，但本发明已经认识到有利的是，首先在预运行区域(Vorlaufbereich)中两个金属带在中间未设置塑料层的情况下汇合并且所述金属带在该预运行区域中以所描述的方式局部地彼此连接。这种实施方式具有很大的优点，即在通过设备和尤其是相应的加热和可选的加压路段时连续结构的两个表面一开始由金属带、而非由塑料带形成。这在附图说明中被示例性地详细描述。
在此，在本发明范围内，在启动过程中被供应并汇合的金属带暂时停住并且静止地例如借助传统的带连接装置局部地彼此连接。但作为替代方案在本发明范围内局部带连接也在带运动时(例如在蠕行模式中)形成。这例如可通过可移动地安装带连接装置、如装订机或类似物来实现。
带连接优选在一个带、如上部带的带始端区域中形成。在此本发明基于这样的认识，即优选带之一、如下部带在启动过程中完全被拉入设备中，使得该带借助相应设置的牵引辊亦或卷取机被拉过设备。与此相应地，另一金属带、如上部金属带随后被供应到汇合装置的区域中并且与另一带(如下部带)汇合，使得之后在一个带、如上部带的带始端的区域中形成带连接。
本发明的技术方案还涉及一种用于尤其是根据上述类型的方法制造复合带或复合板的设备，所述复合带或复合板包括至少一个由金属制成的第一覆盖层、由金属制成的第二覆盖层和设置在各覆盖层之间并且与它们材料锁合连接的由塑料制成的芯层。该设备包括汇合装置，在其中金属带可在中间设有塑料幅材的情况下汇合。此外，必要时该设备还包括设置在汇合装置下游的加热和/或加压装置，借助其在使用压力和/或热的情况下将金属带与塑料幅材连续地材料锁合地连接，从而形成复合带或者说夹层带或夹层板。根据本发明，该设备的特征在于，在所述汇合装置中或其下游并且优选在汇合装置和加热和加压装置之间设置有(附加的)带连接装置，用于在过程启动时局部连接金属带。
该带连接装置可构造为冲压装置(拼接)。作为替代方案，带连接装置可构造为铆接装置，在其中带形锁合地通过单独的铆钉连接。优选带连接装置可构造为咬合连接装置，在其中带例如通过钳紧并且特别优选通过没有切割边缘的钳紧彼此连接。就此而言，带连接装置构造为咬合连接装置，在其中带例如通过钳紧并且特别优选通过没有切割边缘的钳紧彼此连接。因此，优选使用这样的带连接装置，在其中两个金属带彼此形锁合地机械连接。但作为替代方案在所述连接的范围内，带连接装置构造为焊接装置。替选地，带连接也可通过粘接来实现。为此例如可通过喷胶来施加粘合剂。这也直接设置在汇合装置、如砑光机中。作为替代方案，也可通过胶带实现连接。带连接装置因此也可集成在汇合装置中。
为了制造复合板在本发明范围中特别优选使用由钢板制成的覆盖板。但本发明也包括使用由其它金属、如铝或铝合金或镁或镁合金制成的覆盖板。
优选使用冷轧镀锌钢板、如电解镀锌和/或热浸镀锌钢板。
金属覆盖板优选具有0.1mm至1mm、优选0.2mm至0.6mm的厚度。
塑料芯层可具有0.05mm至3mm、如0.3mm至2mm的厚度。厚度说明涉及成品的复合幅材。
塑料幅材优选构造为塑料膜。塑料幅材例如可由热塑性塑料、如聚乙烯、聚丙烯和/或聚酰胺制成。在本发明范围中塑料或塑料幅材也指填充有添加剂、如纤维的塑料或塑料幅材、如纤维增强的塑料和塑料幅材以及含有塑料作为成分的材料。此外，在本发明范围中覆盖板在中间设有多个塑料层的情况下彼此连接，因此可为两个覆盖层分别配置至少一个塑料层，从而两个塑料层彼此连接。
此外优选规定，用于各覆盖板、即第一覆盖板和第二覆盖板的金属带(基本上)具有相同的带宽。此外，优选第一金属带和第二金属带在汇合之前或期间彼此对中。为此可在设备中设置常规的测量装置和控制装置或者说调节装置。当例如第一带在特定带位置中通过设备并且第二带被供应给第一带时，有利的是，可以使第二带相对于第一带对中。
附图说明
下面参照仅示出一种实施例的附图详细阐述本发明。在附图中：
图1以简化的横截面图示出复合带或复合板；
图2以高度简化的侧视图示出用于制造根据图1的复合带的设备；
图3示出第二种实施方式的根据图1的对象；并且
图4示出第三种实施例的根据图1的对象。
具体实施方式
借助图2至4中所示的设备可制造复合带或复合板，所述复合带或复合板包括至少一个由金属制成的第一覆盖层、由金属制成的第二覆盖层2和至少一个设置在覆盖层1、2之间的、由塑料制成的芯层3，所述覆盖层1、2与由塑料制成的芯层3材料锁合地连接。
为了制造根据图1的这种复合带，在根据图2至4的设备中提供用于第一覆盖层的第一金属带4和用于第二覆盖层的第二金属带5以及用于芯层的塑料幅材6。第一金属带4和第二金属带5以及塑料幅材6连续地汇合并且通过使用压力和/或热连续地彼此材料锁合地连接。为此在设备中设置有至少一个汇合装置11。
第一金属带4从第一退绕机7退绕并且必要时被涂覆增附剂。关于此以及其它可选的预处理可能性的细节在图中未示出。用于第二覆盖层的第二金属带5从另一退绕机13退绕并且必要时被涂覆增附剂。在此也未示出关于此以及其它可选的预处理可能性的细节。
例如可构造为塑料膜的塑料幅材6从退绕机9退绕并且必要时被预热。未示出关于塑料幅材的预热以及可选的金属带预热的细节。
第一金属带4和第二金属带5在中间设有塑料幅材6的情况下在连续过程中汇合并且以这种方式制造根据本发明的复合幅材。由金属带4、5和塑料幅材6形成的复合物随后可经过未详细示出的加热和加压路段以及可能的其它设备部件。以这种方式制造的复合带可作为连续带卷绕到卷取机15上或立即在设备中被切割成片或板。细节未示出。
当然，这种设备通常配备有相应的驱动器、张紧辊、带储存器等。细节也未在图中示出。
在本发明范围中特别重要的是这种例如在图2至3中以不同变型示意性示出的设备的启动过程，因为根据本发明金属带4、5在连续过程启动时借助带连接装置17局部彼此连接。
为此，图2示出具有基本上水平的带导向的第一种实施方式、即带连接在基本上水平运行的带中形成。
在所示实施方式中，金属带4、5在启动阶段中在未供应塑料幅材6的情况下汇合。因此，第一金属带4和第二金属带5在启动阶段中在中间未设置塑料幅材6的情况下汇合。这在图2中示出。第一金属带4和第二金属带5因此首先在中间未设置塑料幅材6的情况下经过汇合装置11并且到达带连接装置17的区域中，在该带连接装置中两个金属带在中间未设置塑料幅材6的情况下彼此连接，并且更确切地说局部彼此连接。通过带连接装置17形成的带连接——其可以说形成在带宽上延伸的接缝——与在连续过程中产生的通过塑料幅材的材料锁合连接不同。为了带连接在本实施方式中将带停住。在形成带连接之后，才继续运输金属带。只有在形成带连接之后才向汇合装置11中供应塑料幅材，因此在局部带连接之后是希望的多层结构。
在此在启动时例如规定，首先将第一带4完全拉入设备中，使得第一带例如借助未示出的牵引辊和/或卷取机15被牵拉经过设备。第二金属带5通过驱动器16以其带始端被供应并被引导到下部带4上、并且更确切地说穿过汇合装置11、如压辊对直至到达带连接装置17的区域中。一旦第二带5的带始端已到达带连接装置17，第二带5也停住并且第二带5可与第一带4局部连接，在此在中间未设置有塑料幅材。在形成连接之后，可断开驱动器16，因为随后可由带连接保持带牵拉。之后，第一金属带4和第二金属带5共同被牵拉经过设备并且塑料幅材6随后也被引入汇合装置11的区域中，由此产生希望的多层结构。
图3示出这种设备的一种变型的实施方式，在其中带连接并非在水平的带导向中产生，而是在大致竖直的带导向中产生。在所示实施方式中，仍是第一金属带4首先被拉入设备中并且停住。随后通过驱动器16供应第二带5。一旦带始端到达带连接器17，则进行局部带连接，并且更确切地说在竖直的带导向中进行局部带连接。汇合装置11在此也由一个辊对构成或构造为可打开和关闭的砑光机。在本实施方式中，驱动辊16与砑光机11组合。但也可设置单独的驱动器16。在此，图3示出处于打开位置中的汇合装置11，但辊对在用于汇合带的运行期间关闭。由金属带4、5和塑料幅材6形成的复合物随后可经过另一砑光机和/或再加热路段18或者说加热和加压路段。这仅在图3中示出，但其也可设置在根据图2和4的变型方案中。
图4示出一种变型的实施方式，在其中塑料幅材6在连续过程中以两个阶段被供应给金属带4、5。汇合装置11具有第一层压单元11a，在该第一层压单元中塑料幅材6与第一金属带4汇合。此外，汇合装置11具有第二层压单元11b，第二金属带5被供应到该第二层压单元中并且与塑料幅材6连接。在本实施方式中也设置有带连接器17。因此，在启动过程中可首先将第一金属带4完全拉入设备中并使其停住。在供应塑料幅材6之前，首先将第二金属带5供应到第二层压单元11b中。一旦第二金属带5的带始端已到达带连接器17，则进行局部带连接。随后可再次断开驱动器16，使得由带连接保持第二金属带5的带牵拉。之后，第一金属带4连同固定其上的第二金属带5被拉过设备并且对于连续的过程供应塑料幅材6。
图4中所示的金属带4和5的分离的供应不仅可在所示的竖直的实施方式中实现，而且也可在水平的实施方式中实现。这并未在图中示出。
此外，在附图中还示出带剪12和另外的驱动器14，它们在过程中断时尤为重要。
因此，根据本发明，提前的带连接十分重要。这具有避免在带始端区域中的分层的优点。通过这种方式避免了生产过程的干扰。这对于整个过程的经济性极为重要。此外，在汇合装置11下游的设备区域中可靠防止了塑料幅材与其它设备部件和尤其是辊、如压紧过程中的压辊发生连接，因此也在这方面保护了设备部件并且避免了干扰。

Claims (13)

1.用于制造复合带或复合板的方法，所述复合带或复合板包括至少一个由金属制成的第一覆盖层(1)、由金属制成的第二覆盖层(2)和至少一个设置在各覆盖层(1、2)之间的并且与它们材料锁合地连接的由塑料制成的芯层(3)，
将用于第一覆盖层(1)的第一金属带(4)、用于第二覆盖层(2)的第二金属带(5)和用于芯层(3)的塑料幅材(6)连续地汇合并且在使用压力和/或热的情况下连续地彼此材料锁合地连接，
其特征在于，所述金属带(4、5)在连续过程启动时借助带连接装置(17)局部地彼此连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属带(4、5)在过程启动时首先在中间未设有塑料幅材的情况下局部地彼此连接。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属带(4、5)在过程启动时暂时停住并且静止地局部地彼此连接。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属带在带运输过程中局部地彼此连接、例如以减速蠕行模式局部地彼此连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属带(4、5)通过冲压、铆接、咬合连接、粘接和/或焊接局部地彼此连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属带(4、5)在汇合之后并且在共同加热之前局部地彼此连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属带在其中一个带的带始端的区域中彼此连接。
8.用于制造复合带或复合板的设备，所述复合带或复合板包括至少一个由金属制成的下部覆盖层(1)、由金属制成的上部覆盖层(2)和设置在各覆盖层(1、2)之间并且与它们材料锁合地连接的、由塑料制成的芯层(3)，
所述设备包括汇合装置(12)，在该汇合装置中金属带(4、5)能在中间设有塑料幅材(6)的情况下汇合，
其特征在于，在所述汇合装置(11)中或沿带运行方向在该汇合装置下游设置有带连接装置(17)，用于在过程启动时局部地连接金属带(4、5)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述带连接装置(17)构造为冲压装置、铆接装置、咬合连接装置、粘接装置和/或焊接装置。
10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述带连接装置(17)构造用于产生运动带的带连接，例如其方式为：将带连接装置(17)构造为沿运输方向可运动的。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的设备，其特征在于，在所述汇合装置(11)下游设置有加热和/或加压装置(18)，所述带连接装置(11)优选设置在汇合装置(11)和加热和/或加压装置(18)之间。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的设备，其特征在于，所述带连接装置(17)构造用于大致水平通过的带连接。
13.根据权利要求8至11中任一项所述的设备，其特征在于，所述带连接装置(17)构造用于大致竖直通过的带连接。
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