CH619628A5

CH619628A5 - Method of manufacturing a metal-strip product provided with several profile thicknesses in cross-section

Info

Publication number: CH619628A5
Application number: CH632777A
Authority: CH
Inventors: Joseph Winter; Eugene Shapiro; Warren F Smith
Original assignee: Olin Corp
Priority date: 1976-08-30
Filing date: 1977-05-23
Publication date: 1980-10-15
Also published as: AU2494977A; CA1051374A; IT1078105B; FR2362702A1; DE2721758A1; SE425465B; JPS5328883A; GB1551527A; SE7705206L; AU504684B2; BE854973A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines im Querschnitt mit mehreren Profildicken versehenen Metallstreifenerzeugnisses mit einem generell rechtwinkligen Querschnitt, der Abschnitte von zwei oder mehreren unterschiedlichen Dicken besitzt, welche eine allgemein abgestufte Oberflächenkonfiguration ausbilden. Die vorzunehmenden Verfahrensschritte sollen ein Ziehhobeln und einen Ziehvorgang unter Anwendung einer Vollschmierung umfassen. The invention relates to a method of producing a metal strip product having a cross-section with several profile thicknesses and having a generally rectangular cross-section which has sections of two or more different thicknesses, which form a generally graded surface configuration. The process steps to be carried out should include drawing planing and a drawing process using full lubrication.

Für verschiedene Anwendungen, wie eine Herstellung von Streifen aus einer Kupferlegierung zur Formung elektrischer Verbinder, Stecker u. dgl., ist es notwendig, Profildicken in einem Metallstreifen auszubilden. Bislang wurden herkömmliche Methoden, wie ein kontinuierliches Fräsen, angewandt, um die gewünschten Veränderungen der Profildicken zu erzielen. Diese Verfahren besitzen jedoch den Nachteil, dass sie zeitaufwendig sind und eine hohe Ausschussrate liefern. For various applications, such as the production of strips from a copper alloy to form electrical connectors, plugs and the like. Like., It is necessary to form profile thicknesses in a metal strip. Traditional methods such as continuous milling have been used to achieve the desired changes in profile thickness. However, these methods have the disadvantage that they are time-consuming and deliver a high reject rate.

Nach einem anderen bekannten Verfahren wird für eine Profildickenabnahme eines Streifens ein Walzvorgang eingesetzt. Walzmethoden sind nachteiligerweise begrenzt auf bestimmte Walzprofilformen, sie benötigen ausserdem kostspielige und komplizierte Werkzeuge, und mit ihnen lassen sich ferner keine Erzeugnisse erhalten, welche völlig frei von Strukturfehlern sind und die den üblichen Masstoleranzen genügen. According to another known method, a rolling process is used to reduce the profile thickness of a strip. Rolling methods are disadvantageously limited to certain rolled profile shapes, they also require costly and complicated tools, and furthermore they cannot be used to obtain products which are completely free from structural defects and which meet the usual dimensional tolerances.

Eine weitere bekannte Massnahme zur Metallabnahme besteht aus einer kombinierten Methode eines Hobelns mit nachfolgendem Ziehen, wie sie im US-Patent 3 055 102 beschrieben ist. Nach diesem Verfahren erfolgt eine Werkstückabnahme gleichförmig über die gesamte Werkstück-Oberfläche, indem ein Werkzeug mit einem 360°-Schneidkopf oberhalb eines Zieh- oder Strangpressgesenks angeordnet und dazwischenliegend ein Kanal zur Förderung einer Schmiermittelflüssigkeit zum Werkstück vorgesehen wird. In dieser Patentschrift wird ausgeführt, dass die Anwendung der Schmierung deshalb erfolgt, um ein Rattern oder Schwingen des Werkstucks während des kombinierten Bearbeitungsverfahrens herabzusetzen oder gar ganz ausschalten zu können, und dass aus diesen Gründen das Schmierungsmittel während des Kontakts mit dem Werkstück vorzugsweise unter Druck stehend gehalten werden soll. Another known measure for metal removal consists of a combined method of planing with subsequent pulling, as described in US Pat. No. 3,055,102. According to this method, the workpiece is removed uniformly over the entire workpiece surface by arranging a tool with a 360 ° cutting head above a drawing or extrusion die and providing a channel in between for conveying a lubricant liquid to the workpiece. This patent states that the lubrication is used to reduce or even eliminate rattling or vibrating of the workpiece during the combined machining process, and for these reasons the lubricant is preferably under pressure during contact with the workpiece to be held.

Obwohl nach der vorgenannten Patentschrift ein kombiniertes Verfahren zum Einsatz kommen soll, ergeben sich bei seiner Anwendung auf eine Herstellung von Metallstreifen mit mehreren Profildicken bestimmte Schwierigkeiten. Speziell die Einwirkung der Schnittkraft lediglich an einem Abschnitt der gesamten Oberfläche des Werkstücks würde die nach der vorgenannten Patentschrift als gelöst betrachteten Probleme noch verstärkt auftreten lassen, und zwar einem Masse, dass sich die vorgeschlagene Lösung als unzulänglich herausstellen würde. Bei einem Werkstück, welches durch die Schneidkante eines Hobelwerkzeugs schwingungserzeugenden Belastungen ausgesetzt ist, lässt sich eine Rattermarken zeigende und unebene Oberfläche nicht ohne weiteres durch die Anwendung einer Kontaktschicht aus einem Druckfluidum vermeiden. Although a combined method is to be used according to the aforementioned patent specification, certain difficulties arise when it is applied to the production of metal strips with several profile thicknesses. In particular, the action of the cutting force only on a section of the entire surface of the workpiece would make the problems considered to be solved according to the aforementioned patent specification even more pronounced, to a degree that the proposed solution would prove to be inadequate. In the case of a workpiece which is exposed to vibration-generating loads due to the cutting edge of a planing tool, an uneven surface which shows chatter marks cannot be easily avoided by using a contact layer made of a pressure fluid.

Bezüglich der Anwendung des Ziehens zur Herstellung von Metallstreifen mit mehreren Profildicken ergeben sich gewisse Komplikationen aus der Tendenz des bekannten Metallflies-sens, worunter beim normalen Ziehvorgang verstanden wird, dass eine Dickenabnahme in einem bestimmten Abschnitt zu dessen Längenzunahme führt. Dann nämlich, wenn sich die Dicke einer vorgegebenen Profilierung über ihre Breite hinweg ändert, ruft der Ziehvorgang innerhalb des Werkstücks unterschiedliche Längenänderungen hervor, was zu einem ungleichförmigen Metallfluss und Materialspannungen führt, was die Ursache für Welligkeiten, Verdrehungen, ein Einreissen oder gar Werkstückbrüche war. Obwohl eine grosse Vielfalt von Ziehverfahren bekannt ist, einschliesslich der Anwendung des hydrodynamischen Prinzips der Vollschmierung, lassen sich mit keinem dieser Verfahren die vorgenannten Schwierigkei5 With regard to the use of drawing for the production of metal strips with several profile thicknesses, there are certain complications from the tendency of the known metal tiles, which in the normal drawing process means that a decrease in thickness in a certain section leads to an increase in its length. Then, when the thickness of a given profile changes across its width, the drawing process causes different length changes within the workpiece, which leads to a non-uniform metal flow and material stresses, which was the cause of ripples, twists, tearing or even workpiece breaks. Although a wide variety of drawing methods are known, including the application of the hydrodynamic principle of full lubrication, none of these methods can solve the above-mentioned difficulties5

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ten, welche beim Ziehen komplexer Profildicken auftreten, vermeiden. Speziell mit dem in der vorgenannten Patentschrift beschriebenen Ziehgesenk lassen sich die vorstehend beschriebenen Vorgänge nicht technisch beherrschen und gleichzeitig noch Massnahmen vornehmen, die das Auftreten der vom Hobelvorgang herrührenden Verwerfungen und Rattermarkenbildungen verhindern. Avoid those that occur when pulling complex profile thicknesses. Especially with the drawing die described in the aforementioned patent, the processes described above cannot be mastered technically and, at the same time, measures can be taken to prevent the occurrence of the distortions and chatter marks caused by the planing process.

Somit lässt sich sagen, dass bei der Anwendung von in der vorgenannten Patentschrift angegebenen Hobel- und Zieh-massnahmen auf die Herstellung von Metallstreifen mit mehreren Profildicken Einzelprobleme eher verstärkt als verringert werden. Darüber hinaus können die einzelnen bekannten Verfahren des Hobelns und Ziehens unter Vollschmierung wenn überhaupt, dann nur wenig Hilfestellung bei der Beantwortung der vorgenannten Fragen leisten. It can thus be said that when using the planing and drawing measures specified in the aforementioned patent specification for the production of metal strips with several profile thicknesses, individual problems are increased rather than reduced. In addition, the individual known methods of planing and pulling with full lubrication, if at all, can offer little help in answering the aforementioned questions.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mit mehreren Profildicken versehenen Metallstreifens zu schaffen, welches eine kontinuierliche Produktion eines Metallstreifens hoher Massgenauigkeit gestattet, welches eine verringerte Menge an Metallabfällen produziert und dem Streifenerzeugnis verbesserte mechanische Eigenschaften verleiht. Ausserdem soll das Verfahren in einem einzigen Arbeitsdurchgang ausgeführt werden können. The object of the invention is to provide a method for producing a metal strip provided with a plurality of profile thicknesses, which allows continuous production of a metal strip of high dimensional accuracy, which produces a reduced amount of metal waste and gives the strip product improved mechanical properties. In addition, the process should be able to be carried out in a single pass.

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs definierten Art erfindungsgemäss gelöst durch die aufeinanderfolgenden Schritte des Hobelns des Streifens, indem der unter Gegen- bzw. Bremszug stehende Streifen durch eine Hobelvorrichtung gezogen wird, wobei eine Oberflächenverringerung des Streifens auf eine Fläche von 5 bis 50% der Gesamtoberfläche begrenzt wird und eine Volumenabnahme des Streifenmaterials im Bereich von 10 bis 60%, gemessen in bezug auf die Querschnittsfläche des Ausgangsmaterials, This object is achieved according to the invention in a method of the type defined in the introduction by the successive steps of planing the strip by pulling the strip under counter or braking tension through a planing device, the surface area of the strip being reduced to an area of 5 to 50% of the total surface is limited and a volume decrease of the strip material in the range of 10 to 60%, measured in relation to the cross-sectional area of the starting material,

liegt und des Ziehens des gehobelten Streifens durch ein dessen rechteckigen Querschnitt begrenzendes Gesenk, wobei ein unmittelbarer Oberflächenkontakt zwischen diesem Streifen und dem Gesenk vermieden, die Breitenabmessung des Streifens beibehalten und das Verhältnis von Streifenoberfläche zu Streifenquerschnittsfläche zumindest um 30% verändert wird. and the drawing of the planed strip through a die limiting its rectangular cross-section, direct surface contact between this strip and the die being avoided, the width dimension of the strip being maintained and the ratio of strip surface to strip cross-sectional area being changed by at least 30%.

Diese erfindungsgemässe Verfahren kann in unterschiedlichen Folgen praktiziert werden, indem der zugeführte Streifen auf ein vorgegebenes Kaliber gehobelt und dann unter Anwendung einer Vollschmierung auf seine Endabmessung in entweder einem einzigen fortwährenden Vorgang oder in zwei oder mehreren getrennten Verfahrensschritten, zwischen denen verschiedene Werkstoffbehandlungen wie ein Zwischenglühen eingeschaltet werden können, gezogen werden. Gemäss einer speziellen Ausführungsform wird der Streifen kontinuierlich gehobelt und danach in einem Durchgang zwischen einem einzigen Paar von Zuführungs- und Abnahmerollen gezogen. Nach einer weiteren Ausführungsform wird der Streifen auf eine vorgegebene Abmessung gezogen und dann auf sein endgültiges Mass weiter gehobelt. This method according to the invention can be practiced in different sequences by planing the supplied strip to a predetermined caliber and then applying full lubrication to its final dimension in either a single continuous process or in two or more separate process steps between which different material treatments such as intermediate annealing are switched on can be pulled. According to a special embodiment, the strip is planed continuously and then drawn in one pass between a single pair of feed and take-off rolls. According to a further embodiment, the strip is drawn to a predetermined dimension and then planed to its final dimension.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird vorteilhafterweise erreicht, dass eine Spanbildung während des Formens der jeweiligen Streifenkonfiguration herabgesetzt wird, da der Ziehvorgang so arbeitet, dass eine tatsächliche Metallabhebung verhindert wird. Ausserdem ermöglicht die Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen, dem Streifen eine grössere Festigkeit aufgrund eines Kalthärtens zu verleihen. With the method according to the invention, it is advantageously achieved that chip formation is reduced during the shaping of the respective strip configuration, since the drawing process works in such a way that an actual metal lift-off is prevented. In addition, the use of the measures according to the invention enables the strip to be given greater strength due to cold hardening.

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens umfasst eine einstellbare Hobelvorrichtung mit einem an einer horizontal und vertikal verstellbaren Einsteilvorrichtung vorgesehenen Hobelwerkzeug, welches ferner auch zur Festlegung eines speziellen Eintritts- bzw. Spanwinkels bezüglich des zugeführten Streifens verstellbar ist, und eine Ziehvorrichtung mit einem Abschnitt für die Vollschmierung, der eine Menge eines geeigneten Schmiermittels enthält, wobei dieser Abschnitt an einen Reduktionsbereich angrenzt, der in einem mit der geeigneten Profilkonfiguration versehenen Ziehgesenk endet. Der zugeführte Streifen nimmt somit das Schmiermittel auf, und dieses wird beim weiteren Durchtritt gegen die Streifenoberflächen angepresst, wodurch eine unmittelbare Oberflächenberührung am Ziehgesenk wirksam verhindert wird. A device for carrying out the method according to the invention comprises an adjustable planing device with a planing tool provided on a horizontally and vertically adjustable setting device, which can also be adjusted to determine a special entry or rake angle with respect to the supplied strip, and a drawing device with a section for the Full lubrication containing a quantity of a suitable lubricant, this section adjoining a reduction area which ends in a drawing die provided with the suitable profile configuration. The supplied strip thus takes up the lubricant, and this is pressed against the strip surfaces during further passage, thereby effectively preventing direct surface contact on the drawing die.

Weitere Vorteile der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf eine zeichnerische Darstellung ausführlich erläutert. Es zeigen: Further advantages of the invention are explained in detail in the following description of embodiments with reference to a drawing. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Hobelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen der Erfindung, 1 is a perspective view of a planing device for performing the method with the features of the invention,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Hobelvorrichtung, FIG. 2 shows a side view of part of the planing device shown in FIG. 1, FIG.

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer Ziehgesenkanordnung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen der Erfindung und Fig. 3 is a schematic cross-sectional view of a die assembly for performing the method with the features of the invention and

Fig. 4, 5 und 6 schematische Querschnittsansichten von unterschiedlichen Streifenkonfigurationen mit mehreren Profildicken, welche nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurden. 4, 5 and 6 are schematic cross-sectional views of different strip configurations with several profile thicknesses, which were produced by the method according to the invention.

Ein mit mehreren Profildicken versehener Metallstreifen mit einem generell rechtwinkligen Querschnitt, der Abschnitte von zwei oder mehreren variablen Ebenen in seiner Dicke aufweist, wird mittels eines Verfahrens gefertigt, welches ein Hindurchziehen des Streifens unter Gegen- bzw. Bremszug durch eine Hobelvorrichtung, wobei ein auf die geeignete Weise geformtes Hobelwerkzeug an der Oberfläche dieses Streifens angreift, um in diesen ein kontinuierliches Muster einzuschneiden. Der gehobelte Streifen kann dann entweder einer Zwischenglühbehandlung oder ähnlichem oder unmittelbar einem Ziehgesenk zugeführt werden, in dem der Streifen unter Vollschmierung so gezogen wird, dass keine Oberflächenberührung zwischen dem zugeführten Streifen und dem Ziehgesenk auftritt. A metal strip provided with a plurality of profile thicknesses and having a generally rectangular cross section, which has sections of two or more variable planes in its thickness, is produced by means of a method which involves pulling the strip through a planing device with counter-pulling or braking pull, one on the suitably shaped planing tool engages the surface of this strip to cut a continuous pattern therein. The planed strip can then either be subjected to an intermediate annealing treatment or the like or directly to a drawing die, in which the strip is drawn with full lubrication in such a way that there is no surface contact between the supplied strip and the drawing die.

Mit diesem Hobelverfahren kann eine Oberflächenverringerung des Streifens auf eine Fläche von 5-50% der Gesamtoberfläche erzielt werden und vorzugsweise eine zwischen etwa 10-40% der genannten Fläche liegende Abnahme, wobei eine Abnahme des Streifenvolumens im Berich von etwa 10 bis etwa 60%, vorzugsweise von etwa 15 bis etwa 50%, gemessen in bezug auf die festgestellte Änderung an der Streifenquerschnittsfläche, liegt. With this planing process, a reduction in the surface of the strip to an area of 5-50% of the total surface area can be achieved, and preferably a decrease lying between approximately 10-40% of the mentioned area, with a decrease in the strip volume in the area of approximately 10 to approximately 60%, preferably from about 15 to about 50%, measured in relation to the observed change in the strip cross-sectional area.

Das vorgenannte Verhältnis des Prozentsatzes der Gesamtoberfläche des Streifens, an der der Hobelstahl angreift, zu dem dabei abgenommenen Material korrespondiert zu dem Verhältnis von Streifenumfang zu Querschnittsfläche des Streifens vor und nach dem Hobelvorgang, da die Oberfläche gleich ist dem Umfang multipliziert mit der Länge und das Volumen gleich ist der Querschnittsfläche multipliziert mit der Länge. The aforesaid ratio of the percentage of the total surface of the strip on which the planing steel is attacking to the material removed corresponds to the ratio of the strip circumference to the cross-sectional area of the strip before and after the planing process, since the surface is equal to the circumference multiplied by the length and that Volume is equal to the cross-sectional area multiplied by the length.

Beim Ziehvorgang wird, wie vorstehend erläutert, eine hydrodynamische bzw. Vollschmierung angewandt, weshalb eine Querschnittsabnahme im Bereich von 39-55% der Dicke in einem Durchgang erleichtert stattfinden kann, wobei gleichzeitig die Breitenabmessung des Streifens unverändert bleibt und das Verhältnis von Streifenoberfläche, gemessen am Umfang des Streifens, zur Streifenquerschnittsfläche zumindest um 30% und vorzugsweise von 30-50% verändert wird. During the drawing process, as explained above, a hydrodynamic or full lubrication is used, which is why a cross-sectional decrease in the range of 39-55% of the thickness can be facilitated in one pass, while the width dimension of the strip remains unchanged and the ratio of strip surface, measured on The circumference of the strip is changed to the strip cross-sectional area by at least 30% and preferably by 30-50%.

Es ist hervorzuheben, dass bei beiden Verfahrensschritten nur eine vergleichsweise kleine Änderung der Streifenoberfläche gemessen an dessen Umfang stattfindet und dass die gröss-te Dimensionsverschiebung in der Höhe oder Dicke unter erheblicher Veränderung der Streifenquerschnittsfläche stattfindet. It should be emphasized that in both process steps there is only a comparatively small change in the strip surface measured on its circumference and that the greatest dimensional shift in height or thickness takes place with a considerable change in the strip cross-sectional area.

Wie einleitend erläutert, kann das erfindungsgemässe Verfahren in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten durchgeführt werden, um so Erzeugnisse mit einer komplexen Quer5 As explained in the introduction, the method according to the invention can be carried out in several successive steps, in order in this way to produce products with a complex cross

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schnittskonfiguration erhalten zu können. Der erste Durchgang umfasst die anfängliche Einschneidung des Musters aus mehreren Profildicken durch den Hobelvorgang, danach wird beim unter Vollschmierung stattfindenden Ziehen der vorgeformten Profilierung das Streifenmuster verfeinert und verstärkt. Mit diesem ersten Verfahrensabschnitt lassen sich bereits ein Höchstmass an Wirtschaftlichkeit und eine zufriedenstellende Qualität des Erzeugnisses erreichen, da durch den Hobehorgang die Hauptmenge des abzuhebenden Materials \om zugeführten Streifen auf wirkungsvolle Weise entfernt wird und der Ziehvorgang die gewünschte Verfeinerung der Masstoleranz und Festigkeit des Erzeugnisses durch eine Kalt-härtung liefern kann. Diese Aufeinanderfolge der Arbeitsvorgänge kann für den Fall, dass das Erzeugnis eine Vielfalt komplex ausgebildeter Vertiefungen aufweisen soll, insoweit abgewandelt werden, dass nach dem Ziehvorgang noch ein Nachhobeln v orgenommen wird. to be able to receive the cutting configuration. The first pass involves the initial incision of the pattern from several profile thicknesses by the planing process, after which the striped pattern is refined and reinforced when the preformed profile is pulled under full lubrication. With this first stage of the process, a high degree of economy and satisfactory quality of the product can already be achieved, since the lifting process effectively removes most of the material to be removed from the strip and the drawing process achieves the desired refinement of the dimensional tolerance and strength of the product can provide cold curing. In the event that the product is to have a variety of complex recesses, this sequence of work processes can be modified to the extent that after the drawing process, re-planing is still carried out.

Das bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommende Hobelverfahren ist in dem am 23. November 1976 erteilten US-Patent 3 992 977 desselben Anmelders beschrieben, und es wird auf die dort angeführten Einzelheiten Bezug genommen. In diesem Patent ist ein Hobelverfahren beschrieben, bei dem ein Streifen unter Gegen- bzw. Bremszug stehend durch eine Hobelvorrichtung gezogen wird, wobei eine die gewünschte Profilkontur mit mehreren Profildicken tragende Schneidkante eines Hobelwerkzeugs an der Oberfläche des Streifens angreift und dort das gewünschte Muster ausschneidet. The planing process used in the present invention is described in commonly assigned U.S. Patent 3,992,977 issued November 23, 1976, and reference is made to the details therein. In this patent, a planing method is described in which a strip is pulled through a planing device while standing against the braking or pulling brake, a cutting edge of a planing tool bearing the desired profile contour with several profile thicknesses engaging the surface of the strip and cutting out the desired pattern there.

Die Hobelvorrichtung, welche bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens zum Einsatz kommen kann, umfasst ein einstellbares Hobelwerkzeug mit einer Schneidkante, die eine Profilkontur aufweist, welche der herzustellenden, mit mehreren Profildicken versehenen Metallstreifenoberfläche, wie sie am endgültigen Streifenerzeugnis gewünscht wird, entspricht. Das Hobelwerkzeug ist in erster Linie in zwei Richtungen einstellbar, um eine Spanabnahme vornehmen zu können, die eine erfolgreiche Erzielung von grösstmöglichen Streifenabnahmen, gemessen hauptsächlich in Beträgen von Volumenabnahmen, liefert. Eine maximale Volumenabnahme pro Spanabhebungsdurchgang kann allgemein in bezug auf die Streckgrenze des Streifens ermittelt und dann mit der Querschnittskonfiguration des gewünschten Endproduktes koordiniert werden. Wenn so vorgegangen wird, ist die Vorrichtung dann derart eingestellt, dass mit ihr tatsächtlich die gewünschte Volumenabnahme erzielt werden kann. The planing device, which can be used to carry out the described method, comprises an adjustable planing tool with a cutting edge which has a profile contour which corresponds to the metal strip surface to be produced, which is provided with several profile thicknesses, as is desired on the final strip product. The planing tool is primarily adjustable in two directions in order to be able to carry out a chip removal, which delivers a successful achievement of the largest possible strip reductions, measured mainly in amounts of volume decreases. A maximum volume decrease per chip pass can generally be determined in relation to the yield strength of the strip and then coordinated with the cross-sectional configuration of the desired end product. If this is done, the device is set in such a way that it can actually achieve the desired volume decrease.

Eine in Fig. 1 gezeigte Hobelvorrichtung 10 weist einen Vierkanthobelstahl 11 auf, welcher in der Darstellung mit einer Schneidkante 12 angrenzend und an der Oberseite eines Metallstreifens M angreifend angeordnet ist. Wie eingangs erwähnt, besitzt die Schneidkante 12 einen Formstahlzuschnitt 13, dessen Form als Schablone für die Endformgebung des mit mehreren Profildicken versehenen Metallstreifenerzeugnisses dient. Die in Fig. 2 gezeigte vergrösserte Einzelheit verdeutlicht, dass die Schneidkante 12 einen bestimmten Rückenwinkel mit dem Streifen M einschliesst, wodurch eine kontinuierliche Arbeitsmethode des beschriebenen Verfahrens erleichtert wird. A planing device 10 shown in FIG. 1 has a square planing steel 11, which in the illustration is arranged adjacent to a cutting edge 12 and engaging on the upper side of a metal strip M. As mentioned at the beginning, the cutting edge 12 has a shaped steel blank 13, the shape of which serves as a template for the final shaping of the metal strip product provided with several profile thicknesses. The enlarged detail shown in FIG. 2 shows that the cutting edge 12 includes a certain back angle with the strip M, which facilitates a continuous working method of the described method.

Nach der Darstellung in Fig. 1 ist der Hobelstahl 11 an einem einstellbaren Werkzeughalter 14 abgestützt, und dieser Werkzeughalter umfasst einen Werkzeugsupport 15, der an einem ebenfalls einstellbaren Maschinenaufbau 16 geführt ist. Der Aufbau 16 ist über eine Bodenplatte 17, in der eine tun-nelförmige Ausnehmung zum Hindurchführen des Streifens M \ orgesehen ist, auf einer flachen Stützfläche befestigt. Auch ist der Autbau 16 mit einer horizontalen und einer vertikalen Einstelh orrichtung 18 und 19 versehen, welche jeweils spindelgetriebene Präzisionsgleitführungen umfassen. Die Einstell-vorrichtungen 18 und 19 sind Feineinstellführungen, welche zudem noch mit einer Grobeinstellvorrichtung zusammenwirken, welche den innerhalb von Führungsbahnen 21 gleitend geführten Werkzeugsupport 15 umfasst. Wenn nun eine geeignete Vertikalgrobeinstellung vorgenommen worden ist, kann 5 der Werkzeugsupport 15 in seiner Position festgelegt werden, indem eine Gewindeschraube 22 gegen den Hobelstahl 11 gespannt wird, wobei eine nichtdargestellte Gegenplatte des Werkzeughalters 15 an die Führungsbahnen 21 fest angedrückt wird. Im Anschluss an eine derartige Grobeinstellung io kann über die vorerwähnten Einstell Vorrichtungen 18 und 19 eine Feineinstellung in horizontaler und vertikaler Richtung vorgenommen werden. According to the illustration in FIG. 1, the planing steel 11 is supported on an adjustable tool holder 14, and this tool holder comprises a tool support 15, which is guided on an also adjustable machine structure 16. The structure 16 is fastened to a flat support surface by means of a base plate 17, in which a tunnel-shaped recess for passing the strip M \ or is provided. The car body 16 is also provided with a horizontal and a vertical adjusting device 18 and 19, which each comprise spindle-driven precision slide guides. The adjustment devices 18 and 19 are fine adjustment guides, which also interact with a coarse adjustment device, which includes the tool support 15, which is slidably guided within guideways 21. If a suitable coarse vertical adjustment has now been made, the position of the tool support 15 can be fixed by tightening a threaded screw 22 against the planing steel 11, a non-illustrated counter plate of the tool holder 15 being pressed firmly against the guide tracks 21. Following such a rough adjustment io, the adjustment devices 18 and 19 mentioned above can be used for fine adjustment in the horizontal and vertical directions.

Wie vorstehend erläutert, ist durch die jeweilige Streckgrenze des Materialstreifens und die im einzelnen gewünschte 15 Profilart die Schnittiefe oder maximale Spanabnahme vorgegeben. Zusätzlich zu den genannten Einstellungen in der Vertikal* und Horizontalposition des Hobelstahls erfolgt eine weitere beachtliche Einstellung des Spanwinkels an der Schneidkante. Dieser Spanwinkel kann als ein Winkel definiert wer-20 den, welcher zwischen einer Ebene, in der die vordere vertikale Hobelstahl- oder Schneidklingentläche liegt, und einer imaginären Vertikalebene, die lotrecht zur Bewegungsrichtung des Streifens steht, gebildet wird. As explained above, the depth of cut or maximum chip removal is predetermined by the respective yield strength of the material strip and the desired profile type. In addition to the settings mentioned in the vertical * and horizontal position of the planing steel, the rake angle on the cutting edge is also set considerably. This rake angle can be defined as an angle which is formed between a plane in which the front vertical planing steel or cutting blade surface lies and an imaginary vertical plane which is perpendicular to the direction of movement of the strip.

In Fig. 2, in welcher der Hobelstahl vergrössert dargestellt 25 ist, wird ein Winkel a zwischen einer lotrecht zur Richtung des Streifens M liegenden gestrichelt eingezeichneten Ebene 20 und einer geneigt verlaufenden Oberfläche 23, welche am unteren Abschnitt des Hobelstahls 11 dicht neben dem Streifen M liegend ausgebildet ist, eingeschlossen. Es wurde gefunden, 30 dass ein bestimmter kritischer Spanwinkel existiert, dessen Überschreitung dazu führt, dass die Dicke des Streifenenderzeugnisses nicht mehr mit der gewünschten Genauigkeit eingestellt werden kann. Häufig führt ein Überschreiten des kritischen Spanwinkels zu einem Einfressen des Werkzeugs mit der 35 Folge, dass vom Streifen eine zu grosse Materialmenge abgetragen wird. Der ermittelte Spielraum für einen günstigen Spanwinkel für das beschriebene Verfahren bewegt sich in einem Bereich von etwa 2,5-25° und vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 180°. Entsprechend und wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist 40 der Hobelstahl 11 derart ausgebildet, dass die gewünschte Ausformung der Schneidkante in die Stahlspitze oder Schneidkante 12 eingearbeitet ist. Dabei verläuft die mit der Schneidkante 12 zusammenfallende vordere vertikale Fläche des Hobelstahls unter einem Winkel, welcher innerhalb des vorstehend 45 angegebenen Spanwinkelbereichs liegt. In FIG. 2, in which the planing steel is shown enlarged 25, an angle a is shown between a plane 20 shown in dashed lines perpendicular to the direction of the strip M and an inclined surface 23 which is located on the lower section of the planing steel 11 close to the strip M. is formed lying, included. It has been found 30 that a certain critical rake angle exists, the exceeding of which means that the thickness of the strip end product can no longer be adjusted with the desired accuracy. Exceeding the critical rake angle often leads to tool seizure, with the result that too much material is removed from the strip. The determined range for a favorable rake angle for the described method is in a range of approximately 2.5-25 ° and preferably approximately 5 to approximately 180 °. Correspondingly and as can be seen from FIG. 2, the planing steel 11 is designed in such a way that the desired shape of the cutting edge is worked into the steel tip or cutting edge 12. The front vertical surface of the planing steel coinciding with the cutting edge 12 runs at an angle which lies within the rake angle range indicated above.

Nachdem die geeigneten Einstellungen des Hobelstahls 11 vorgenommen wurden, erfolgt ein Hobeln des Streifens M, indem dieser an der Schneidkante 12 mit der notwendigen Zugkraft, welche den Zerspanungswiderstand am Werkzeugstahl so überwinden lässt, vorbeigezogen wird. Wie vorstehend erwähnt, wird der Streifen M zum Teil von der auf den Werkzeughalter 14 abstützenden flachen Oberfläche getragen und geführt. Ausserdem können weitere nicht dargestellte Ab-stütz- und Leitmittel vorgesehen sein, welche eine seitliche 55 Kantenführung des Streifens vornehmen können, um während des Spanabnahmevorgangs ein seitliches Auswandern der Bearbeitungsbereiche zu verhindern. After the suitable settings of the planing steel 11 have been made, the strip M is planed by pulling it past the cutting edge 12 with the necessary tensile force which thus overcomes the cutting resistance on the tool steel. As mentioned above, the strip M is partially carried and guided by the flat surface resting on the tool holder 14. In addition, additional support and guide means (not shown) can be provided, which can carry out a lateral edge guide of the strip in order to prevent the machining areas from migrating sideways during the chip removal process.

Der Hobelvorgang kann, wie eingangs erwähnt, sowohl in einem einzigen Durchgang als auch in mehreren Durchgängen 60 stattfinden, so dass dann, wenn das Volumen des abzuspanen-den Materials die maximal mögliche Spanabhebung pro Durchgang überschreitet, eine Unterteilung der Spanabnahme vorgenommen wird, so dass in zwei oder mehreren Durchgängen jeweils geringere Spanmengen abgenommen werden kön-65 nen, wobei eine Aufteilung in jeweils gleich grosse Spanmengen erfolgen kann. Auf diese Weise wird die Werkstoffstreckgrenze des Streifens nicht überschritten und damit auch ein Streitenbruch verhindert. Somit kann der Streifen einem einzi As mentioned at the beginning, the planing process can take place both in a single pass and in several passes 60, so that when the volume of the material to be cut exceeds the maximum possible chip removal per pass, the chip removal is subdivided so that Smaller amounts of chips can be removed in two or more passes, with a split into equally large amounts of chips. In this way, the material yield limit of the strip is not exceeded and thus a conflict is prevented. So the strip can be one

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gen Hobeldurchgang unterzogen werden, um die gewünschte prozentuale Abnahme zu erhalten, oder er kann in mehreren Hobeldurchgängen bearbeitet werden, und zwar so, dass das Material durch die Hobelvorrichtung bewegt, auf eine Aufnahmespule zurückgewickelt und im Anschluss daran erneut durch die Vorrichtung zur Ausführung eines weiteren Hobeldurchgangs gezogen wird. be subjected to a planing pass to obtain the desired percentage decrease, or it can be machined in multiple planing passes such that the material is moved through the planing device, rewound onto a take-up spool and then again through the device to carry out another Planing passage is drawn.

Nach dem Beendigen des vorstehend beschriebenen Hobelverfahrens kann der Streifen M unter gleichzeitiger Vollschmierung einem Ziehvorgang unterworfen werden. Auch wäre es möglich, am Streifen den Hobelvorgang vorzunehmen und ihn im selben Arbeitsgang zu ziehen, wobei der gehobelte Streifen das Hobelwerkzeug verlassen und unmittelbar in die Ziehvorrichtung eintreten würde. Wahlweise kann der gehobelte Streifen aber auch aus der Vorrichtung entnommen und einer Zwischenbehandlung wie einem Zwischenglühen unterworfen werden, um vor dem Ziehen einen gewünschten Gefü-gezustand zu erhalten. Der Ziehvorgang des erfindungsgemässen Verfahrens ist für sich in dem vom 5. April 1977 erteilten US-Patent 4 015 459 des Anmelders beschrieben, in welchem insbesondere die Anwendung einer Vollschmierung hervorgehoben ist und dabei das grundlegende Merkmal der Ausbildung eines hinreichend dicken Schmierfilms, um einen direkten metallischen Kontakt zwischen dem zu verformenden Metall und dem Gesenk zu verhindern. After completion of the planing process described above, the strip M can be subjected to a drawing process with simultaneous full lubrication. It would also be possible to carry out the planing process on the strip and to pull it in the same work step, the planed strip leaving the planing tool and entering the pulling device directly. Alternatively, the planed strip can also be removed from the device and subjected to an intermediate treatment, such as intermediate annealing, in order to obtain a desired structural state before drawing. The drawing process of the method according to the invention is described in the applicant's US patent 4,015,459, issued April 5, 1977, which particularly emphasizes the use of full lubrication and thereby the basic feature of forming a sufficiently thick lubricating film to provide a direct one to prevent metallic contact between the metal to be deformed and the die.

Die erfindungsgemässe Verfahrensweise ist anhand der Darstellung gemäss Fig. 3 verdeutlicht, gemäss welcher ein mit mehreren Profildicken versehener Metallstreifen 30 durch eine Ziehwerkzeugvorrichtung 31 zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens hindurchgeleitet wird. Wie vorstehend erläutert, besitzt der Streifen 30 dabei eine erste mit mehreren Profildicken versehene Konfiguration, welche ihm durch den Hobelvorgang der vorgenannten Art verliehen wurde, woraus sich ergibt, dass der Streifen während des Ziehvorgangs durch die Ziehwerkzeugvorrichtung 31 in seiner Form nicht einer erheblichen Änderung unterliegt. Der Streifen durchläuft zunächst einen Behälter 32, in dem eine für eine vollständige Überdeckung des Streifens ausreichend grosse Menge eines Schmiermittels 33 enthalten ist. Das Hindurchführen durch den Behälter 32 erfolgt über Öffnungen 34 bzw. 35, die linear in bezug auf einen Einlass 36 eines hydrodynamischen Bereiches 37, in dem die Vollschmierung ausgebildet wird, ausgerichtet sind. Der in diesen hydrodynamischen bzw. Vollschmierungsbereich 37 eintretende Streifen trägt somit an seiner Oberfläche Schmiermittel 33, welches er während des Hindurchtritts durch den Behälter 32 aufgenommen hat. The procedure according to the invention is illustrated by the illustration according to FIG. 3, according to which a metal strip 30 provided with several profile thicknesses is passed through a drawing tool device 31 for carrying out the method according to the invention. As explained above, the strip 30 has a first configuration provided with a plurality of profile thicknesses, which it was given by the planing process of the aforementioned type, from which it follows that the strip does not undergo any significant change in shape during the drawing process by the drawing tool device 31 . The strip first passes through a container 32 in which a quantity of a lubricant 33 which is sufficiently large to completely cover the strip is contained. The passage through the container 32 takes place via openings 34 and 35, respectively, which are aligned linearly with respect to an inlet 36 of a hydrodynamic region 37 in which the full lubrication is formed. The strip entering this hydrodynamic or full lubrication region 37 thus carries on its surface lubricant 33 which it has taken up during the passage through the container 32.

Der die Vollschmierung schaffende Bereich 37 umfasst eine einstellbare Einlassdüse, welche eine Querschnittsfläche umgrenzt, die ausreichend gross ist, um den Durchtritt eines schmiermittelbeschichteten Streifens 30 zuzulassen. Sobald der Streifen 30 durch den hydrodynamischen bzw. Vollschmierbereich 37 hindurchtritt, wird das aufgenommene Schmiermittel während der Werkstückbewegung zusammengepresst und übt damit einen erheblichen Druck auf den Streifen aus. Der innerhalb des Abnahmebereichs 38 herrschende Schmiermitteldruck muss ausreichend hoch sein, damit die vom Gesenk vorgegebene Formänderung vorgenommen werden kann, ohne dass es zu einem direkten Oberflächenkontakt zwischen dem Ziehgesenk und dem Streifen kommt. Die Ermittlung des nötigen Schmiermitteldrucks hängt von mehreren Faktoren ab, wie der Viskosität des Schmiermittels, der Länge der Einlassdüse, der Ziehgeschwindigkeit und der Toleranz zwischen dem Streifen und der Düse sowie der Fliessrate des Schmiermittels im Abnahmebereich. Diese genannten Faktoren können variiert werden, um die bei einer gewünschten Querschnittsab-nahme des Streifens jeweils benötigten Druckbedingungen zu schaffen, und werden nachstehend im einzelnen näher erläutert. The area 37 providing full lubrication comprises an adjustable inlet nozzle which delimits a cross-sectional area which is sufficiently large to allow the passage of a lubricant-coated strip 30. As soon as the strip 30 passes through the hydrodynamic or full lubrication area 37, the absorbed lubricant is pressed together during the workpiece movement and thus exerts considerable pressure on the strip. The lubricant pressure prevailing within the removal area 38 must be sufficiently high that the shape change specified by the die can be carried out without there being any direct surface contact between the drawing die and the strip. The determination of the necessary lubricant pressure depends on several factors, such as the viscosity of the lubricant, the length of the inlet nozzle, the drawing speed and the tolerance between the strip and the nozzle as well as the flow rate of the lubricant in the removal area. These factors can be varied in order to create the pressure conditions required in each case for a desired decrease in the cross section of the strip, and are explained in more detail below.

Der bewegte, unter Schmiermitteldruck stehende Streifen 30 tritt aus dem hydrodynamischen bzw. Vollschmierbereich 37 in den Abnahmebereich 38 ein, wo er auf seine endgültige Form gezogen werden soll. Der Abnahmebereich 38 umfasst ein Ziehgesenk, welches die gewünschte Profildickenkonfiguration begrenzt. Wie vorstehend erläutert, findet der Ziehvorgang ohne eine unmittelbare Oberflächenberührung zwischen dem Ziehgesenk und dem Streifen 30 statt und auch ohne eine Breitenveränderung des Streifens. The moving strip 30, which is under lubricant pressure, enters from the hydrodynamic or full lubrication region 37 into the removal region 38, where it is to be drawn to its final shape. The removal area 38 comprises a drawing die, which limits the desired profile thickness configuration. As explained above, the drawing process takes place without direct surface contact between the drawing die and the strip 30 and also without changing the width of the strip.

Das wesentlichste Moment einer Vollschmierung beim vorzunehmenden Ziehvorgang besteht darin, einen genügend hohen Schmiermitteldruck zu erzeugen, um ein Ziehen ohne das Auftreten einer direkten Oberflächenberührung zwischen dem Streifen und dem Ziehgesenk zu ermöglichen. Einer der diese Bedingungen bestimmenden Faktoren ist die Schmiermittelviskosität. Es hat sich gezeigt, dass Schmiermittel mit höheren Viskositäten bestimmte Schwierigkeiten in der Anwendung des Vollschmierungsprinzips überwinden, von denen lediglich die Verhinderung eines unerwünschten Schmiermittelverlustes und auch die vorteilhafte Aufrechterhaltung eines genügenden Schmiermitteldrucks genannt seien. Die Anwendung eines Schmiermittelmaterials wie Ziehseifen lässt ferner die Herstellung des Gesenks einfacher gestalten, da Abdichtprobleme und Einrichtungen zwischen den einzelnen Teilen der Vorrichtung und die Abmessungen, insbesondere diejenigen der Länge der Einlassdüse und die Toleranz zwischen dem Streifen und dieser Düse, weniger problematisch sind. Somit ist es möglich, die Einlassdüsenlänge zu verkürzen und die Toleranz 39 gemäss Fig. 3, welche den Abstand zwischen der Düsenwandung und der Oberfläche des Streifens darstellt, zu vergrössern, mit dem weiteren Vorteil, dass die Genauigkeitsvoraussetzungen an die zugeführten Streifen nicht besonders streng angesetzt werden müssen. The most important moment of full lubrication in the drawing process to be carried out is to generate a lubricant pressure which is sufficiently high to allow drawing without the occurrence of a direct surface contact between the strip and the drawing die. One of the factors determining these conditions is the lubricant viscosity. It has been shown that lubricants with higher viscosities overcome certain difficulties in the application of the full lubrication principle, of which only the prevention of an undesired loss of lubricant and also the advantageous maintenance of a sufficient lubricant pressure are mentioned. The use of a lubricant material such as drawing soaps also makes the manufacture of the die easier, since sealing problems and devices between the individual parts of the device and the dimensions, in particular those of the length of the inlet nozzle and the tolerance between the strip and this nozzle, are less problematic. It is thus possible to shorten the inlet nozzle length and to increase the tolerance 39 according to FIG. 3, which represents the distance between the nozzle wall and the surface of the strip, with the further advantage that the accuracy requirements for the strips supplied are not particularly strict Need to become.

Weitere Faktoren, welche den Schmiermitteldruck beeinflussen, wie die Ziehgeschwindigkeit, die Flussrate des Schmiermittels durch den Abnahmebereich, werden beide in eine positive Wechselbeziehung zueinander gesetzt. So bringt z. B. eine ansteigende Ziehgeschwindigkeit eine ebenfalls ansteigende Flussrate des Schmiermittels mit sich, wobei beide Faktoren den auf den zugeführten Streifen ausgeübten Druck ansteigen lassen. Other factors that influence the lubricant pressure, such as the pulling speed and the flow rate of the lubricant through the take-off area, are both positively correlated with one another. So brings z. B. an increasing pulling speed also an increasing flow rate of the lubricant with it, both factors increasing the pressure exerted on the supplied strips.

Wie auch schon erwähnt, besteht ein weiteres Merkmal des beschriebenen Verfahrens in der besonderen Ausgestaltung des Abnahmebereichs, wobei sich bestimmte Abmessungskriterien als wichtig herausgestellt haben, um sicherstellen zu können, dass als Enderzeugnis ein Streifen erhalten wird, welcher eine hohe Geradrichtung ohne Welligkeit besitzt. Diese Kriterien sind im einzelnen: As already mentioned, a further feature of the described method is the special design of the removal area, with certain dimensional criteria having proven to be important in order to be able to ensure that a strip is obtained as the end product, which has a high straightness without ripple. The individual criteria are:

1. Dasselbe Volumen an Material, welches dem Ziehgesenk zugeführt wird, muss an dessen Ende auch ausgetragen werden. 1. The same volume of material that is fed to the drawing die must also be discharged at its end.

2. Es muss eine prozentual gleich grosse Höhenabnahme über den gesamten Querschnitt des Streifens erhalten werden und diese Abnahme muss gleichförmig an einem jeden Quer-ebenenbereich über die Deformationszone hinweg stattfinden. Dies bedeutet, dass dann, wenn man die Querebenen an irgendeinem Punkt längs der Deformationszone betrachtet, die prozentuale Abnahme über den gesamten Abschnitt des Streifens einschliesslich sämtlicher variierender Profildickenbereiche gleich sein soll. Entsprechend diesem Erfordernis müssen die Oberflächen des Gesenks, welche die Profildickenveränderungen begrenzen, zueinander unter leicht unterschiedlichen Winkeln verlaufen sowie auch in Längsrichtung des Streifenwerkstücks. Dieser einzelne Aspekt wird noch im einzelnen anhand der Beschreibung des im Experiment 1 verwendeten Ziehgesenks erläutert. 2. There must be an equal percentage decrease in height over the entire cross-section of the strip and this decrease must take place uniformly at each cross-plane area across the deformation zone. This means that if one considers the transverse planes at any point along the deformation zone, the percentage decrease over the entire section of the strip including all the varying profile thickness ranges should be the same. In accordance with this requirement, the surfaces of the die, which limit the profile thickness changes, must run at slightly different angles to one another and also in the longitudinal direction of the strip workpiece. This single aspect will be explained in more detail based on the description of the die used in Experiment 1.

3. Weiterhin darf keine Änderung der Breitenabmessung des Streifenwerkstücks als Folge des Ziehvorgangs auftreten. 3. Furthermore, no change in the width dimension of the strip workpiece may occur as a result of the drawing process.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

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50 50

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Aufgrund dieser Forderungen kann nun die stattfindende Ziehabnahme nicht gleichförmig über die gesamte Werkstückoberfläche hinweg vorgenommen werden, mit dem Ergebnis, dass das Verhältnis zwischen der Oberfläche und der Quer-schnittsfläche zumindest um 30% variiert und insbesondere zwischen 30 und 50%. Mit dieser Veränderung unterscheidet sich die Herstellung eines Erzeugnisses mittels des erfindungsgemässen Verfahrens von den bislang bekannten Herstellungsweisen von Metallstreifen mit mehreren Profildicken. Weiterhin wird mit der Aufrechterhaltung der im wesentlichen gleichen Oberflächenkomponenten über den Ziehvorgang hinweg einer der unerwarteten und überraschenden Aspekte der Erfindung erfasst, nämlich dass die Reibkomponenten während des Ziehvorgangs, welche sich normalerweise linear zu den Oberflächenkomponenten verhalten, nicht proportional wie bei herkömmlichen Ziehvorgängen verringert werden, wobei sämtliche Abmessungen des Werkstücks gleichzeitig proportional abnehmen. Speziell die besondere Abnahme der Streifenquerschnittsfläche macht das beschriebene Verfahren erfolgreich einsetzbar, wobei es um so erstaunlicher ist, dass ein Strang trotz einer erheblichen Abnahme nur in einem geringen Umfang durch die an der tatsächlich unveränderten Oberfläche ausgeübten hohen Reibkräfte Verwerfungen erfährt. Due to these requirements, the pulling taking place cannot be carried out uniformly over the entire workpiece surface, with the result that the ratio between the surface and the cross-sectional area varies by at least 30% and in particular between 30 and 50%. With this change, the production of a product by means of the method according to the invention differs from the previously known production methods of metal strips with several profile thicknesses. Furthermore, maintaining the substantially same surface components throughout the drawing process captures one of the unexpected and surprising aspects of the invention, namely that the friction components during the drawing process, which are normally linear to the surface components, are not reduced proportionally as in conventional drawing processes, whereby all dimensions of the workpiece decrease proportionally at the same time. In particular, the special decrease in the strip cross-sectional area makes the method described successfully usable, although it is all the more astonishing that, despite a considerable decrease, a strand only warps to a small extent due to the high frictional forces exerted on the actually unchanged surface.

Aus Fig. 3 ist weiter ersichtlich, dass die Vorrichtung zur Ausführung des unter Vollschmierung stattfindenden Ziehvorgangs eine besondere Ausrichtung des Behälters 32, der eine Menge des Schmiermittels 33 aufnimmt, zeigt, wobei dieser geradlinig zum hydrodynamischen bzw. Vollschmierungsbe-reich 37 ausgerichtet ist, so dass ein Streifen 30 durch die Öffnungen 34 und 35 in den die Einlassdüse aufweisenden hydrodynamischen bzw. Vollschmierungsbereich 37 eintreten kann. Der hydrodynamische bzw. Vollschmierungsbereich 37 ist somit abnehmbar mit dem Abnahmebereich 38 verbunden dargestellt, wobei es vom Erfindungsprinzip mit umfasst ist, dass beide Bereiche zu einer einheitlichen Struktur miteinander verbunden sein können. Die Verbindung zwischen dem hydrodynamischen bzw. Vollschmierungsbereich 37 und dem Abnahmebereich 38 wird über ein Dichtungselement 40, das beispielsweise aus einer etwa 0,15 mm (0.005") dicken Kupferflachdichtung bestehen kann, flüssigkeitsdicht gehalten. Beide Bereiche, der hydrodynamische bzw. Vollschmierungsbereich 37 und der Abnahmebereich 38 umfassen ein erstes und ein zweites Formbegrenzungselement. Im hydrodynamischen bzw. Vollschmierungsbereich 37 wird von dem ersten Düsenelement 41 der Basisabschnitt der Düse und vom zweiten Düsenelement 42 die Düsenabdeckung bzw. Oberseite, welche auf dem Basisabschnitt befestigt ist, gebildet. Entsprechend besteht der Abnahmebereich 38 aus einem ersten Ziehelement 43, das als Basisabschnitt des Gesenks dient, und einem zweiten Ziehelement 44, welches mit dem ersten verbunden ist. From Fig. 3 it can also be seen that the device for carrying out the pulling process taking place under full lubrication shows a special orientation of the container 32, which holds a quantity of the lubricant 33, whereby this is aligned in a straight line to the hydrodynamic or full lubrication area 37, so that a strip 30 can enter through the openings 34 and 35 into the hydrodynamic or full lubrication region 37 having the inlet nozzle. The hydrodynamic or full lubrication area 37 is thus shown detachably connected to the removal area 38, wherein the principle of the invention also includes that the two areas can be connected to one another to form a uniform structure. The connection between the hydrodynamic or full lubrication area 37 and the take-off area 38 is kept liquid-tight via a sealing element 40, which can for example consist of an approximately 0.15 mm (0.005 ") thick copper flat seal. Both areas, the hydrodynamic or full lubrication area 37 and the removal area 38 comprises a first and a second shape-limiting element .. In the hydrodynamic or full lubrication area 37, the base section of the nozzle is formed by the first nozzle element 41 and the nozzle cover or top side, which is fastened on the base section, is formed by the second nozzle element 42 Removal area 38 from a first pulling element 43, which serves as the base section of the die, and a second pulling element 44, which is connected to the first.

In der Praxis bringt es der Einsatz eines Ziehverfahrens unter Vollschmierung mit sich, dass ein vorderer Teil oder Anfangsstück des auf eine vom Ziehgesenk begrenzte Dicke zu ziehenden Streifens vorgesehen sein muss. Nach einer Ausführungsform wird der Streifen mit einem Rand über das Ziehgesenk hinausragend eingelegt und auf das zweite Ziehelement 44 eine Belastung ausgeübt, welche den Streifen 30 auf eine in Fig. 3 gezeigte Dicke herunterdrückt. Im Anschluss an diesen Vorgang kann das Ziehen des verbleibenden Streifenmaterials beginnen und kann, ohne dass dies weiter erläutert werden muss, stattfinden. In practice, the use of a drawing process with full lubrication means that a front part or starting piece of the strip to be drawn to a thickness limited by the drawing die must be provided. According to one embodiment, the strip is inserted with an edge projecting beyond the drawing die and a load is exerted on the second drawing element 44, which presses the strip 30 down to a thickness shown in FIG. 3. Following this process, the pulling of the remaining strip material can begin and can take place without further explanation.

Um die vorstehend beschriebene Verfahrensweise in vollem Umfang verständlich zu machen und um deren grundlegende Merkmale noch eindeutiger herauszuheben, werden die nachstehend beschriebenen Versuche vorgestellt, bei welchen mit mehreren Profildicken versehene Metallstreifen hergestellt wurden, die eine Querschnittsform besassen, wie sie in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt sind. In order to make the procedure described above fully understandable and to emphasize its basic features even more clearly, the experiments described below are presented, in which metal strips provided with multiple profile thicknesses and having a cross-sectional shape as shown in FIG. 5 and 6 are shown.

Beispiel I Example I

Ein aus einer Legierung CDA Alloy 260 bestehender rechteckiger Streifen wurde vorbereitet und nach den vorstehend beschriebenen erfindungsgemässen Grundsätzen in einem Verfahren behandelt, welches anfänglich einen Hobelvorgang vornimmt, und zwar mit einem in Fig. 1 gezeigten Hobelwerkzeug, welches zusammenwirkt mit einer Streifenführung sowie Vor- und Rückspulwalzen zum Abgeben und Aufwickeln des Streifens. Eine Steuerung der Abgabewalze erfolgte dabei derart, dass auf den in die Hobelvorrichtung eintretenden Streifen ein Bremszug ausgeübt wurde. Das unbehandelte Streifenmaterial hat eine Querschnittsbreite von 25,4 mm (1") und eine Dicke von 2,032 mm (0.080"). Der Streifen wurde in einem Durchgang gehobelt, um eine Streifenquerschnittsform ähnlich derjenigen in Fig. 4 zu erhalten, welche aus einem flachen, 2,032 mm (0.080") dicken Streifen mit vier 1,58 mm (V16") breiten rechtwinkligen Nuten mit einer Tiefe von 0.762 mm (0.030") besteht, wobei etwa 12% der Oberfläche entfernt sind. Die Gesamtvolumenabnahme beim Hobeldurchgang betrug etwa 9%. A rectangular strip consisting of an alloy CDA Alloy 260 was prepared and treated according to the principles described above according to the invention in a process which initially carries out a planing process, specifically with a planing tool shown in FIG. 1, which interacts with a strip guide and also a preliminary and Rewind rollers for dispensing and winding up the strip. The dispensing roller was controlled in such a way that a brake cable was applied to the strips entering the planing device. The untreated strip material has a cross-sectional width of 25.4 mm (1 ") and a thickness of 2.032 mm (0.080"). The strip was planed in one pass to obtain a strip cross-sectional shape similar to that in Fig. 4, which consisted of a flat, 2.032 mm (0.080 ") thick strip with four 1.58 mm (V16") wide rectangular grooves with a depth of 0.762 mm (0.030 ") with about 12% of the surface removed. The total volume decrease during the planing pass was about 9%.

Der auf die vorstehend erläuterte Weise gehobelte Streifen wurde nach dem Hobelvorgang unter Anwendung einer Vollschmierung auf eine Streifenquerschnittsabnahme von etwa 30% gezogen. Der Ziehvorgang wurde dadurch eingeleitet, dass eine allmählich zunehmende Druckkraft bis zu einem Höchstwert von etwa 301 auf die vordere Kante des Streifens, welche in den Abnahmebereich der Ziehvorrichtung eingelegt war, ausgeübt wurde. Nach dem Zusammendrücken des Streifens auf die Abmessungen der Ziehgesenköffnung wurde der Ziehvorgang eingeleitet, wobei ein abgestuftes Ziehgesenk Verwendung fand, welches für die grösste Streifendicke einen Ziehwinkel von 10° und für die Aussparungen bzw. Nuten oder geringere Streifendicke einen Ziehwinkel von 2,52° be-sass. Es wurde eine Ziehabnahme von 30% bei einem einzigen Ziehdurchgang erhalten mit dem Ergebnis, dass die Endabmessungen des Streifens auf eine maximale Dicke von 1,422 mm (0.056") und eine geringste Dicke gemessen zu den Nutensohlen von 0,89 mm (0.035") besass. Das erhaltene Erzeugnis zeigte eine glatte mattscheinende Oberflächentextur und war im allgemeinen gleichförmig und geradlinig. After the planing process, the strip planed in the manner explained above was drawn to a strip cross-sectional decrease of approximately 30% using full lubrication. The drawing process was initiated by exerting a gradually increasing compressive force up to a maximum value of about 301 on the leading edge of the strip, which was inserted in the removal area of the drawing device. After the strip had been compressed to the dimensions of the die opening, the pulling process was initiated, using a graduated die that had a pull angle of 10 ° for the greatest strip thickness and a pull angle of 2.52 ° for the recesses or grooves or smaller strip thickness -sass. A 30% draw increase was obtained in a single pass, with the result that the end dimensions of the strip had a maximum thickness of 1.422 mm (0.056 ") and a minimum thickness measured from the groove soles of 0.89 mm (0.035") . The product obtained had a smooth, matte surface texture and was generally uniform and straight.

Beispiel II Example II

Ein weiteres Probenmaterial aus einer CDA-Alloy 260-Legierung wurde für die Herstellung eines mit mehreren Profildicken versehenen Streifens, wie er in Fig. 5 gezeigt ist, ausgewählt. Die Anfangsabmessungen des Streifens betrugen 30,5 x 2,49 mm (1.201 x 0.098"), und es wurde dieser Streifen mit einer Hobelgeschwindigkeit von 25,92 m pro Minute (85 feet per minute) behandelt. Das Hobelwerkzeug war auf einen Schneidwinkel von 12° eingestellt und es wurde eine Schubbelastung von 2,5 t (5,535 lbs.) eingesetzt. Die erhaltene Schnitttiefe betrug 0,71 mm (0.028") und das abgenommene Volumen lag bei 18%. Die Endabmessungen des gehobelten Streifens wiesen eine grösste Dicke von 2,5 mm (0.098"), eine kleinste Dicke von 1,8 mm (0.071") und eine Breite von 30,48 mm (1.2") auf. Another sample material made from a CDA-Alloy 260 alloy was selected for the production of a strip provided with several profile thicknesses, as shown in FIG. 5. The initial dimensions of the strip were 30.5 x 2.49 mm (1.201 x 0.098 ") and this strip was treated at a planing speed of 25.92 m per minute (85 feet per minute). The planing tool was at a cutting angle of Set 12 ° and a thrust load of 2.5 t (5.535 lbs.) Was used. The depth of cut obtained was 0.71 mm (0.028 ") and the volume removed was 18%. The final dimensions of the planed strip had a maximum thickness of 2.5 mm (0.098 "), a minimum thickness of 1.8 mm (0.071") and a width of 30.48 mm (1.2 ").

Dieser vorstehend ermittelte Streifen wurde bei einer Ziehgeschwindigkeit von 2-25,92 m pro Minute (7-85 feet pro Minute) auf eine Abnahme von 29% gezogen. Die auf den Strang ausgeübte Ziehkraft lag im Bereich von 1,12-1,22 t (2,475-2,700 lbs.), und die Schmierfilmdicke des zum Einsatz gekommenen Schmiermittels lag im Bereich von 12,7-38,1 u (0.0005-0.0015"), wobei die Schmierfilmdicke etwa bei den mittleren Geschwindigkeiten am grössten war. Die Abmessungen des nach dem Ziehvorgang erhaltenen Streifens umfassten This strip determined above was drawn at a pull rate of 2-25.92 m per minute (7-85 feet per minute) to a decrease of 29%. The pulling force exerted on the strand was in the range of 1.12-1.22 t (2.475-2.700 lbs.) And the lubricating film thickness of the lubricant used was in the range of 12.7-38.1 u (0.0005-0.0015 "), the lubricating film thickness being greatest at the average speeds. The dimensions of the strip obtained after the drawing process included

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40 40

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eine grösste Dicke von 1,78 mm (0.070"), eine kleinste Dicke \on 1,35 mm (0.053") und eine Breite von 30,46 mm (1.1995"). Das gezogene Enderzeugnis wies wiederum eine zufriedenstellende Oberflächentextur und innerhalb der Toleranz liegende Masse auf. a maximum thickness of 1.78 mm (0.070 "), a minimum thickness of 1.35 mm (0.053") and a width of 30.46 mm (1.1995 "). The finished product again had a satisfactory surface texture and within the Tolerance lying mass.

Beispiel III Example III

Bei diesem Versuch soll gezeigt werden, auf welche Art es möglich ist, im Anschluss an einen unter Vollschmierung stattfindenden Ziehvorgang ein Ziehhobeln vorzunehmen. Der Streifenwerkstoff war bei diesem Versuch ein CDA Alloy 110, und es wurde ein Streifen vorgesehen mit einer Breite von 41,73 mm (1.643") und einer Dicke von 2,92 mm (0.115"). Das Streifenmaterial besass Federhärte. Die Anfangsprofilie-rung wies einen Zentralkanal mit einer Tiefe von 1,04 mm (0.041") und einer Breite von 13,7 mm (0.540") auf, welcher durch Hobeln eingeschnitten worden war. Die durch den Hobelvorgang erfolgte Flächenabnahme umfasste 18 % der Streifenoberfläche. Da ermittelt wurde, dass die grösstmögliche Abnahmefläche pro Durchgang bei 17% liegt, wurden zwei Durchgänge gefahren. This experiment is intended to show how it is possible to plan planes after a full lubrication process. The strip material in this experiment was a CDA Alloy 110 and a strip was provided with a width of 41.73 mm (1.643 ") and a thickness of 2.92 mm (0.115"). The strip material had spring hardness. The initial profiling had a central channel with a depth of 1.04 mm (0.041 ") and a width of 13.7 mm (0.540"), which had been cut by planing. The area decrease resulting from the planing process comprised 18% of the strip surface. Since it was determined that the largest possible purchase area per run was 17%, two runs were run.

Der gehobelte Streifen wurde dann bei 375° C für eine Stunde geglüht und im Anschluss daran unter einer reduzierenden Atmosphäre zur Entfernung gesammelter Oberflächenoxide gereinigt. Der Streifen wurde dann unter Anwendung einer Vollschmierung gezogen, um eine 5 %ige Abnahme zu erzielen und die gewünschte Härte für die Weiterbearbeitung zu erhalten. Der endgültige Streifen besass eine grösste Dicke The planed strip was then annealed at 375 ° C for one hour and then cleaned under a reducing atmosphere to remove collected surface oxides. The strip was then pulled using full lubrication to achieve a 5% decrease and to obtain the desired hardness for further processing. The final strip was of the greatest thickness

\on 2,77 mm (0.109") und eine endgültige Kanaltiefe von 0,99 mm (0.039"). Nach dem Ziehvorgang wurde der Streifen durch einen erneuten Hobelvorgang weiterbehandelt, um die in Fig. 6 gezeigte endgültige Querschnittsprofilform zu erhal-s ten. Hierbei wurden vier V-förmige Rillen in die Kanalfläche des Streifens eingeschnitten, welche eine Tiefe von 10% der Kanaldicke besassen. Dieser letzte Hobelvorgang erfolgte in einem einzigen Durchgang. Die vier Rillen wurden deshalb mittels eines Hobelverfahrens eingeschnitten, da für einen io unter Vollschmierung stattfindenden Ziehvorgang erforderliche Werkzeuge unvertretbar teuer und aufwendig wären. Das erhaltene Streifenerzeugnis besass Festigkeits- und Massge-nauigkeitswerte, welche denjenigen mittels herkömmlicher Verfahren hergestellter ähnlicher Erzeugnisse überlegen wa-15 ren. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass das dargestellte Verfahren für unterschiedlichste Profilformen von speziellen Mehrfachprofildicken eingesetzt werden kann. Wahlweise können die jeweiligen Verfahrensgänge entweder in einem kontinuierlichen Arbeitsverfahren oder in aufeinanderfolgen-20 den Arbeitsgängen mit dazwischen liegenden Metallbehandlungsabschnitten vorgenommen werden. \ on 2.77 mm (0.109 ") and a final channel depth of 0.99 mm (0.039"). After the drawing process, the strip was further processed by a new planing process in order to obtain the final cross-sectional profile shape shown in FIG. 6. Here, four V-shaped grooves were cut into the channel surface of the strip, which had a depth of 10% of the channel thickness . This last planing process took place in a single pass. The four grooves were therefore cut using a planing process, since the tools required for a pulling process that took place under full lubrication would be unacceptably expensive and complex. The strip product obtained had strength and dimensional accuracy values which were superior to those of similar products produced by conventional processes. It follows from the above that the process shown can be used for a wide variety of profile shapes of special multiple profile thicknesses. Optionally, the respective process steps can be carried out either in a continuous work process or in successive work processes with metal treatment sections in between.

Zwar wurde in dieser Beschreibung nur eine spezielle Vorrichtung erläutert, es wird jedoch festgestellt, dass die vorliegende Erfindung auch auf Vorrichtungen realisiert werden 25 kann, die sich in ihrem Aufbau von der dargestellten Vorrichtung unterscheiden, sich jedoch für die Erreichung der beschriebenen Merkmale eignen. Although only a special device was explained in this description, it is noted that the present invention can also be implemented on devices which differ in their construction from the device shown, but are suitable for achieving the described features.

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

619 628

2nd

. PATENT CLAIMS

1. A method of making a multi-sectioned metal strip product having a generally rectangular cross-section having sections of two or more different thicknesses that form a generally graded surface configuration, characterized by the successive steps of planing the strip by braking standing strip is pulled through a planing device, a reduction in surface area of the strip being limited to an area of 5 to 50% of the total surface area and a volume decrease of the strip material in the range of 10% to 60%, measured in relation to the cross-sectional area of the starting material, and drawing the planed strip through a die limiting its rectangular cross-section, avoiding direct surface contact between this strip and the die, maintaining the width dimension of the strip and the ratio of Strip surface to strip cross-sectional area is changed by at least 30%.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reduction in surface area in the range of 10 to 40% and the decrease in volume in the range of 15 to 50%.

3. The method according to claim 1, characterized in that the planing device is adjusted to the greatest possible chip removal per pass, which is determined according to the material yield strength of the strip, before pulling through the strip.

4. The method according to claim 3, characterized in that the settings on the planing device include an adjustment of the depth of cut and the rake angle of a planing tool provided on the device.

5. The method according to claim 4, characterized in that the rake angle, based on a vertical plane, is in a range between 2.5 and 25 °.

6. The method according to claim 5, characterized in that the rake angle is in a range from 5 to 18 °.

7. The method according to claim 4, characterized in that the said settings further comprise a fine adjustment for the planing tool alignment, which acts in the vertical and horizontal directions with respect to the incoming strip.

8. The method according to claim 1, characterized in that the planing takes place in more than one pass.

9. The method according to claim 1, characterized in that the planing takes place in one pass.

10. The method according to claim 1, characterized in that the strip undergoes a pull acceptance on its broad sides during the drawing.

11. The method according to claim 1, characterized in that a change in the ratio of strip surface to strip cross-sectional area taking place during the drawing takes place with an increasing tendency.

12. The method according to claim 11, characterized in that said ratio is changed by an amount in the range between 30 and 50%.

13. The method according to claim 11, characterized in that full lubrication is used during drawing and cross-sectional reductions in the range from 39 to 55% are achieved with a drawing pass.

14. The method according to claim 1, characterized in that decreases in thickness of the strip are effected uniformly over the strip width during the drawing.