CN1054787C - 复合节段及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一个复合节段(10)具有一个轻质金属材料的座基(12)作为节段构件，它还有至少一个另外的成形节段构件，特别是一个另外一种金属材料的成形条带(18)，该金属的一个表面层在挤压过程中金属地连接到座基节段上。从成形条带(18)的内表面(21)突出朝向座基12的是嵌入在座基(12)内的至少一个突出体和/或一个外加元件(23)。每个外加元件(23)可以界定一个下切空间，空间中被座基(12)的金属材料以联锁的方式充填。

Description

复合节段及其制造方法

本发明涉及一种复合节段，它具有一个轻质金属的座基作为成形节段构件和至少又一个成形节段构件，特别是一个另一种金属的成形条带，作为一个表面层在挤压过程中金属地连接在前述节段上。另外，本发明还涉及制造这种具有两个成形构件的复合节段的方法。

本发明人的德国专利文件DE-PS2432541上公开了一种制造导体轨道的方法，这种轨道具有一个座基节段和至少一个另一种金属的成形条带叠加层，形成至少一部份的座基表面。在挤压过程中，座基是通过将一个坯料压过一个模具的成形截面而制成的，在此同时，成形条带穿过平行于模具的纵向轴线的模具开口或成形截面。上述的目的，即使成形条带与座基有足够的结合还需使用非预镀的条带，另外，为通过先前的发明实现特别经济的制造，即至少两个复合节段构件是同时制造的，因此准备配合有表面层的支承段的表面相互面对着，而成形条带，成对地一个叠在另一个之上，穿过模具的成形截面。

根据这现行技术本发明的目的在于进一步改进支承段和成形条带之间的连接，而同时仍保留经济地制造的可能性。

本发明的目的是提供一种具有一个轻质金属的座基作为成形节段构、及至少一个另外为一种另外的金属成形条的成形节段构件作为一个表面层而在挤压过程中金属地连接至首先提出的节段构件上的复合节段，成形条带的在至少一个其纵向边沿上具有突出体，该突出体之间相间隔开一个距离f，并从成形条带的内表面朝着座基向下突出并且嵌入在座基中，和/或至少一个外加的元件固定在该成形条带的表面上且朝着座基并嵌入在座基内。

根据本发明，成形条带的特征在于至少在其朝着支承段的内部表面的一条长边上，有间隔开的向下突出的嵌在座基内的突出体。于此同时，该突出体应当具有下切的空间，以备由座基的金属材料以联锁的方式所充填。

另外也在本发明的范围内的是，至少一个外加的元件连接到成形条带的内表面上并嵌入座基内，外加的元件最好能焊接到成形条带上并且如果需要，具有一个下切的空间，该空间如前该被座基的金属材料以联锁的方法所充填。

在面向座基的成形条带的一侧(连接侧)，另外的节段、条带、横向冲压成形的节段和条带，螺栓或锚形的突出体--最好是不锈钢的--由电阻辊缝焊，电栓焊或另一种连续或点焊法，以及，诸如渗透法，冲压，槽口联锁，或粘合剂连结的非焊接性连接牢固地连接在成形条带上。其结果是在挤压后，钢条带不仅是用金属连结法并且还用由于力和联锁的机械装置被连接到座基上。

因此，在两个成形构件之间的永久性连结是以双重安全性达成的，即利用轻合金的例如座基节段和成形条带之间的金属连结，和通过在槽口处的联锁作用。这种形式的连结即使在某些部位处金属连结不完全或弱化的情况下也不会受到影响。

将突出体中的至少一些个安排成与成形条带的纵向轴线成一角度，最好是在挤压的方向上向内倾斜，被认为是比较有利的，这样做具有加强联锁作用的效应。

根据本发明的另一特点，连接可由至少一系列从成形条带的内表面向下突出并在其纵向边沿之间与其保持一段距离的突出体予以加强。

突出体可以相对于成形条带的内表面成倾斜状，这是有用的，如果需要，也可使其在两个方向上倾斜。

本发明的另一种形式是一个外加的元件设置在成形条带上，即至少以一根金属丝的形式连接在其纵向边沿上并与其平行延伸，最好是一根圆金属丝焊接在成形条带的中心轴线上。或者，至少一个槽形节段以这样的方式连接在成形条带上，即其侧壁凸缘从成形条带内表面即钢质条带的底侧被引开。

此外，根据本发明，这些凸缘可以与内表面成一个角度延伸。特别是向外，也就是离开成形条带的纵向边沿。

在凸缘上设置槽口被认为是有利的，特别是由凸缘节段所具有的周边槽口。

另一种方式的特点是一种锚定装置，其形式是焊接在钢质条带上的螺杆。

一种根据本发明的制造复合节段的方法是从条带状的成形构件的平面突出的突出体被嵌入轻金属的基体中并通过与基体联锁而连接。从条带状的成形构件的平面突出的突出体最好在进入模具开口时从它们的平面上被弯出来。

在这方面特别重要的是将至少两个分开的条带状成形构件面对面地一个在另一个之上送入到模具开口内，在这过程中，条带状成形构件的朝外表面紧密地连接在形成基体的其之节段构件上，而另外的，条带状成形构件的被保护的毗邻的表面仍旧保持分开。

根据本发明制造复合节段的另一方法是外加元件被焊接在条带成形构件上而从条带状成形构件的平面突出的外加元件是以联锁的方法嵌入和与其连接。

总之，上述的解决方案导致一个具有永久和紧密连结的成形构件特点的复合节段，从而导致完全解决本发明人所面临的问题。

通过下述借助于附图对优选示范实施例的描述可进一步透露出本发明的特点和优点，附图中包括了下述的示意表达：

图1：是多构件复合节段的截面图；

图2：是一对相贴近的复合节段的局部端视图；每个复合节段各有两个复合的配合件；

图3：是图2中复合节段的一部份的放大截面图；

图4：是复合节段的复合配合件的透视图，显示其三个不同的实例；

图5：是复合节段的一个构件的侧视图，显示其两个不同的实例；

图6：是由多个成形构件构成的另一种多构件复合节段的如图1的截面图；

图7：是图6中一部份的放大图；

图8，9：是图7中所示的另一种方式；

图10：是一种成形构件的方式，其底部的透示图；

图11：是复合节段的另一种成形构件的底部的透示图，显示其三个不同的实例。

使用一个挤压机(为简明起见图中未显示)，制造出多个复合节段10作为一个所谓多构件组合件11的部件，该复合节段的一个方式包括一个轨状座基12，其头部件16位于一个短柱14的两端，和至少一个成形条带18，条带在挤压过程中连接在其中一个头部件16上。成形条带18由铁成或非铁金属制成。座基由铝合金制成。

在挤压过程中，成形条带18被送入一个定形模具开口或挤压机的成形截面处，并随同从一个热挤压坯料流出的铝合金基体材料一起通过此处；在这工艺过程中，由于高压，两种金属材料在接触的表面处被连接在一起。为了经济原因，也为了防止基本上已成形的成形条带18损伤挤压机的定形造形，相邻复合节段10的成形条带18一个压在另一个之上。

较硬的配合件，即成形条带18在其纵向边沿上设置有预成形的突出体24(在图4中特别易辨认)，突出体从成形条带18的边沿向下突出面向座基12，并且平均相间隔一个距离f，从而具有下切的槽口26。

图3显示带有图2中显示的成形条带表面的成对的空心节段10h的放大图。从这图上可以看出突出体24向外突出1个角度W，以及两个相对向的条带18的突出体24从端视图上看可以彼此相对位移。在示于图4中部的方式中，突出体24a垂直于成形条带18的内表面21，与复合节段10的纵向轴M形成e的角度。

突出体24，24a的倾斜或垂直位置或是在将成形条带送入挤压机之前形成或是使用一种弯曲设施在即将进入模具的定形部份前形成。

在图4中所示的三种形式的成形条带18，18a和18b在纵向边沿20上显示出或是梯形的突出体24或是钩状的突出体24a，24b，其钩端25离节段表面21一个距离a。一种形式显示出一排突出体24m在内表面21上沿着复合节段10的中轴线M，离开纵向边沿20一段距离n。

图5显示出T形的突出体24c和24d，这是通过在成形条带28d的侧壁凸缘28中钻出多个开孔然后除去高度为b的边条29而形成的。由于有突出体24，24a至24d(其它形状的突出体也可设想)，除有两个构件或构件配合件12，12h和18，18d之间的金属连结外，一个联锁的机械连接就在挤压过程中达成，其中座基12与底切部位的突出体24，24a到24d相咬合，在此阶段铝合金为浆状的。

图6中所示的成形条带18是由宽度C(即纵向边沿20相互之间的距离)在这里为75mm和4.5mm的厚度h的钢条带制成。预先制成的条带是一根大约为6mm直径d的圆金属丝或杆23，它被用例如电阻焊接法在面向座基的节段中轴M处焊接以内表面21上并被嵌入在形成座基12的铝合基体内。

图8和9中的成形条带18不是用圆杆23而是用厚度g这里为2mm的钢条(最好是不锈钢条)制成的，其槽形节段36，36a焊接在内表面21上。如图8中所示，钢条的两侧有高度t为6mm的直角凸缘37，在图9中的形式37a是向外倾斜1个角度W1。

槽形节段36，36a，或者其凸缘具有相同度度t，或者如图10所示，在凸缘37，37a中带有长度g的槽口40，剩下的墙翼形状的凸缘部份42的长度为g₁，这两种形式都可以用。另外，这个横向冲压成形的槽形节段36，36a用电阻辊缝焊接法焊接在负质内表面21上。

图11显示销栓32，32a，32b从成形条带18的内表面21上向下突出，该销栓用电栓焊连接到成形条带18上。左方的销栓32是一个截锥体的形状，产生一个下切环形表面34。在左方的销栓32a有外螺纹35；在右方的销栓32b的截面是长方形的。这些示范实施例的外加元件或销栓32，32a，32b如果需要可以分布在整个内表面21上。

所有显示在图6至11中的上述外加元件23；32，32a，32b；36，36a都锚定在成品复合节段10的轻金属基体中。由于有这些元件23；32，32a，32b；36，36a(其它形状的突出体也可以设想)，除金属连结外，还可以在挤压过程中在两个节段构件或节段配合件12和18之间实现机械性连接。

成形条带从例如两个卷线轴上松开下来，从进口通过挤压模或加热设施和刷擦站，在刷擦站中，成形条带上的氧化层被除去，以保证金属连结的质量。在实际的挤压过程之后，成形节段18随同作为座基12的挤压出的轻质金属一起从工具中露出，由此，如前所述，它们以这样的方式嵌入基体中，即它们在模具部份内不会或仅仅稍许与工具相接触。

即使在缺乏金属连结的区域中(例如由于成形条带8，18d上的残余氧化物)，上述的机械性联锁作用也可保证构件之间的良好连接。

Claims (14)

1.具有一个轻质金属的座基作为成形节段构、及至少一个另外为一种另外的金属成形条的成形节段构件作为一个表面层而在挤压过程中金属地连接至首先提出的节段构件上的复合节段，其特征在于：成形条带(18，18a至18d)的在至少一个其纵向边沿(20)上具有突出体(24，24a至24d)，所述突出体之间相间隔开一个距离(f)，并从成形条带的内表面(21)朝着座基(12，12h)向下突出并且嵌入在座基中，和/或至少一个外加的元件(23；32，32a，32b，36，36a)固定在所述成形条带的表面(21)上且朝着座基并嵌入在座基内。

2.如权利要求1所述的复合节段，其特征在于：所述突出体(24，24a至24d)具有下切的空间(26)，所述空间由所述座基(12，12h)的金属材料以联锁的方式充填，和/或至少一些的突出体(24a)与成形条带(18a)的纵向轴线(M)倾斜成一个角度(e)，在挤压方向(X)上的突出体也可朝着所述纵向轴线(M)倾斜。

3.如权利要求2所述的复合节段，其特征在于：至少一排突出体(24m)从所述成形条带(18b)的内表面(21)在其纵向边缘(20)之间突出，并与所述纵向边缘(20)相隔一距离(n)，和/或所述突出体(24，24a至24d)相对于所述成形条带(18)的内表面(21)倾斜。

4.如权利要求3所述的复合节段，其特征在于：所述突出体(24或24d)的形状是梯形或钩状的。

5.如权利要求4所述的复合节段，其特征在于：所述突出体(24c，24d)是T形的。

6.如权利要求5所述的复合节段，其特征在于：所述外加的元件(23；32，32a，32b，36，36a)是经加热或机械地连接在成形条带(18)上的。

7.如权利要求6所述的复合节段，其特征在于：所述外加的元件(23；32，32a，32b，36，36a)具有一个下切的空间，所述空间由座基(12)的金属材料以联锁方式填充。

8.如权利要求7所述的复合节段，其特征在于：至少一根金属丝或杆元件(23)连接在所述成形条带(18)上，与其纵向边沿(20)平行，并在中心轴线(M)处可连接一根圆形杆。

9.如权利要求8所述的复合节段，其特征在于：至少一个槽形节段(36，36a)以这样的方式连接在所述成形条带(18)上，即其凸缘(37，37a)从成所述形条带的内表面(21)被引开，和/或所述凸缘与内表面21成一个角度(W1)和槽口(40)设置在所述凸缘上，且边沿上的槽口(40)具有墙翼状凸缘的长度(42)。

10.如权利要求1至9中任一项所述的复合节段，其特征在于：其中成形条带(18)的内表面(21)具有被焊接上的销栓(32，32a，32b)作为锚定装置，销栓(32)为截头圆锥体形，形成一个下切环形表面(34)。

11.利用挤压法用至少两个节段构件制造一个如权利要求1至10中任一项的所述复合节段的方法，其特征在于：所述方法将一个条带状成形构件在挤压时送入一个一种轻金属基体的基体流，以便产生一种在节段构件之间的金属连结，在所述方法中，间隔分开在条带状成形构件的平面上的突出体嵌入在轻金属的基体内并通过联锁作用与其连接。

12.利用挤压法用至少两个节段构件制造一个如权利要求1至10中任一项的所述复合节段的方法，其特征在于：所述方法将一个条带状成形构件在挤压时送入一个一种轻金属基体的基体流，以便产生一种在节段构件之间的金属连结，在所述方法中，所述外加的元件焊接在条带状的成形构件上，外加元件从条带状成形构件的平面突出并嵌入在轻金属基体中与其相联锁。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：在进入模具进口时，所述条带状成形构件上的突出体从条带状成形构件的平面上弯曲出来。

14.如权利要求11或13所述的方法，其特征在于：将至少两个分开的条带状成形构件面对面地一个在另一个之上送入到模具开口也就是定形截面内，从而使所述条带状成形构件的朝外表面紧密地连接在形成基体的其它节段构件上，在此同时，在被保护的叠合的条带表面处仍旧与相毗邻的条带状成形构件保持分离。

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