DE2545783A1

DE2545783A1 - Verfahren zum herstellen von teilweise mit einer metallplattierung versehenen profilteilen aus aluminium oder einer aluminiumlegierung sowie vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE2545783A1
Application number: DE19752545783
Authority: DE
Inventors: Jean-Mary Wattier
Original assignee: Aluminium Pechiney SA
Current assignee: Rio Tinto France SAS
Priority date: 1974-10-14
Filing date: 1975-10-13
Publication date: 1976-04-29
Also published as: CA1032377A; ES441629A1; ATA775175A; BR7506683A; SE7511400L; CH588902A5; JPS5164447A; FR2287950B1; AR210587A1; IT1043234B; NL7512082A; DE7532524U; BE834477A; NO753439L; AT338076B; FR2287950A1

Description

23 bis, rue Balzac
7i?0U8 Paris, Frankreich

Verfahren zum Herstellen von teilweise mit einer Metallplattieruiig versehenen Profilteilen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung sowie Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

üie Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von teilweise mit einer Metallplattierung versehenen Profilteilen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung durch Strangpressen eines Aluminiumprofilteils in einer Matrize, in die während des Strangpreij Vorgangs ein aus dem Plattiermetall hergestelltes Band eingeführt wird, das an seixier das Aluminium berührenden fläche mit Aluminium beschichtet ist.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit einem Strangpreßwerkzeug und einer Speisevorrichtung zum Zuführen von Bändern.

Profilteile aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die teilweise mit einer Metallplattierung versehen sind, werden insbesondere als Stromsammeischiene für elektrisch

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betriebene, spurgebundene Fahrzeuge verwendet. Die Metallplattierung bildet dabei eine Schleif- und Kontaktfläche für den Stromabnehmer des Fahrzeugs. Wichtig ist, daß zwischen dem Aluminiumprofilteil und der Metallplattierung unter allen Umständen eine gute elektrische Leitung besteht.

Ein Verfahren zum Herstellen solcher plattierter Profilteile besteht darin, das Aluminium beiderseits eines Doppel-T-Profils aus Flußstahl zu vergießen, dessen Steg durchlöchert ist, damit sich die beiden Alurainiumteile miteinander verbinden und zusammenwachsen können. Dadurch wird eine gewisse Aufschrumpfung des Aluminiums hervorgerufen, das zusätzlich a.m Steg überwalzt wird, so daß die Gefahr eines Sichlösens der beiden Werkstoffe gemindert ist.

Bei einem weiteren Verfahren wird a.n einer stranggepreßten Aluminiumschiene durch Punktschweißen eine Kappe aus nichtrostendem Stahl angebracht. Die Folie bzw. das Blech aus nichtrostendem Stahl wird zuvor entsprechend dem Profil der jeweiligen S chi en en fläche geformt. In einer a.bgewa.ndelten Durchführungsform dieses Verfahrens wird der Halt der Kappe aus nichtrostendem Stahl an der Aluminiumschiene njdit mehr durch Bördeln der Kappe, sondern, im Gegenteil, durch Bördeln oder festes Andrücken von zur Schiene gehörenden Laschen gegen das Ba.uteil a.us Stahl erzielt. Die Profilteile werden in dem Zustand, in dem sie aus der Strangpresse kommen, verwendet, da sonst das Umlegen der Laschen ohne Bruch nicht möglich wäre.

Die geschilderten Verfahren erfordern mehrere, zeitlich getrennte Arbeitsgänge und sind somit mit den durch Transport, Zwischenlagerung und Handhabung bedingten Schwierigkeiten behaftet. Sie gewährleisten nicht notwendigerweise eine gute Verbindung zwischen Stahl und Aluminium und ergeben entsprechend nicht zwingend eine nicht verformbare, einwandfreie Stromabnahmefläche; die Dauerhaftigkeit der Verbindung zwischen dem Aluminium und dem Stahl ist bei ungeschütztem Einsatzort, z.B.

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a.n Meeresküsten, in ländlichen und Industriegegenden ungewiß. Die Verfahren sind zusätzlich mit relativ hohen Kosten "behaftet,

Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung ist aus der DT-AS 2 208 859 bekannt. Nach dem dort beschriebenen Verfahren wird ein walzplattiertes Metallband in die Vorfüllkammer einer Strangpreßmatrize . eingeführt und mit der nicht plattierten Seite unter dem Preßdruck mit dem Strangpreßprofil aus einem dem Metallband entsprechenden Werkstoff metallisch verbunden. Mit diesem Verfahren wird zwar eine einwandfreie Verbindung zwischen dem metallischen Werkstoff und der Plattierung auf dem Metallband erzielt, die Plattierung kommt jedoch in unmittelbare Berührung mit den Führungsflächen der Matrize. Dabei kann die Oberflächengüte und Oberflächenbeschaffenheit der Plattierung leiden, so daß bei ihrer späteren Verwendung als Kontaktflache für einen Stromabnehmer keine definierten Leitfähigkeiten bestehen und erhöhter Verschleiß auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ,ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mix denen sich Profilteile mit einwandfreier Oberflächenbeschaffenheit der Metallplattierung herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Profilteile gleichzeitig stranggepreßt werden, indem zwei Bänder, die mit ihren nicht mit Aluminium beschichteten Flächen aufeinander liegen, während des Stra.ngpreßvorgangs der Aluminiumprofilteile zwischen diese eingeführt werden und die Aluminiumprofilteile dann mit ihren plattierten Sohlen aufeinander liegend fertig stranggepreßt werden. Bei diesem Verfahren kommen die später frei liegenden Flächen der Metallplattierungen somit während des Strangpreßvorgangs mit keinem Formwerkzeug in Berührung, so daß ihre einwandfreie Oberflächenbeschaffenheit erhalten bleibt. Zusätzlich hat das erfindungs-

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gemäße Verfahren den Vorteil, daß es sehr wirtschaftlich, arbeitet, weil jeweils zwei Profilteile gleichzeitig hergestellt werden.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens der ein»... gangs beschriebenen Gattung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch a.us, daß das Strangpreßwerkzeug einen Teiler zum Teilen eines Aluminiumblocks in zwei Stränge aufweist und die Speisevorrichtung in einer Führungsdüse endet, aus der die Bänder zwischen den Strängen austreten.

Die erfindungsgemäß hergestellten Profilteile weisen einen Steg aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf, der auf einem Teil seiner Oberfläche mit einem Metallband abgedeckt ist, wobei zwischen Metallband und Profilteil eine metallurgische Verbindung besteht.

Die Erfindung wird im folgenden an hand schemati.sch.er Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es 'stellen dar:

Fig. 1, 2 und 3 drei Ausführungsbeispiele von Aluminiumprofilteilen mit Metallplattierung,

Fig. 4, 5 und 6 einen Teil einer Matrize zur Herstellung eines Profilteils, nämlich Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 5, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4, und Fig. 6 einen Schnitt durch eine Einzelheit der Fig. 5.

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Die in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Profilteile weisen einen Körper 1 aus Aluminium oder einer Aluininiumlegierung auf, dessen eine Sohle 3 bildende Oberseite mit einem Band 2 aus nichtrostendem Stahl bedeckt ist. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel sind die Sohle 3 und das Stahl-Band 2 eben. Bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten Beispielen hat die Sohle 3 die Gestalt eines Dieders mit zwei Ebenen 4 und 5, und das Stahlband 2 ist so verformt, daß es an den Ebenen 4 und 5 eng anliegt. Der Scheitel des Dieders ist beim Beispiel gemäß Fig.2 nach innen, beim Beispiel gemäß Fig. 3 nach außen gerichtet.

Das Band 2 ist vorzugsweise flach, da es beim Aufbringen auf den AluminiumJkörper 1 durch Strangpressen in der Matrize eines nachstehend beschriebenen SpezialWerkzeuges eine gekrümmte Bewegungsbahn entlangwandert. Es muß sich daher elastisch krümmen können und darf in dieser Hinsicht kein zu großes Biegeträgheitsmoment aufweisen, das in jedem Falle mit der ihm auferlegten Krümmung kompatibel sein muß.

Dieses Band 2 wird vorzugsweise im voraus gefertigt. Das beste Ergebnis wird bei Verwendung eines Bandes 2 erzielt, bei dem die Fläche, die später mit dem Körper 1 in Berührung kommt, ■ entweder mit Aluminium oder mit einer Aluminiumlegierung, welche vorzugsweise mit der zur Herstellung des Körpers 1 verwendeten gleich ist, bereits beschichtet ist, um die Verbindung zu erleichtern. Diese Beschichtung wird durch Kaltaufwalzen von zv/ei Bändern, das eine aus Stahl, das andere aus Aluminium, auf einem asymmetrischen Walzwerk und nach einem bekannten Verfahren erzielt.

Das Band 2 hat im allgemeinen, jedoch nicht zwingend, die gleiche Breite wie die Sohle 3 des Körpers 1. Es kann breiter sein, wobei das überstehende Material beispielsweise gegen die Seiten der Sohle 3 umgeschlagen ist.

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Das Strangpressen des Körpers 1 und die Plattierung werden gleichzeitig in einem Strangpreßwerkzeug mit Teiler durchgeführt: die Verbindung ist nicht mehr mechanisch, sondern metallurgisch, denn sie kommt durch Ineinandergreifen von Metall zustande. Üs ist von Vorteil, gleichzeitig zwei Profilteile herzustellen, indem man sie Rücken an Rücken anordnet, d.h. bei Berührung zwischen ihren Stahl-Auflagen, um zu vermeiden, daß die Stahl-Plattierung mit ihrer Außenfläche die Führungsflächen der Matrize berührt. Dies könnte der Jirzielung eines guten Oberflächenzustandes an der Außenfläche der Stahl-Plattierung abträglich sein. Es lassen sich somit entweder zwei Profilteile mit der in Fig. 1 gezeigten Gestalt, oder ein Profilteil gemäß Fig. 2 und ein Profilteil gemäß Fig. 3, das denselben Flächenwinkel hat, strangpressen. Auf diese weise v/erden in einem einzigen Arbeitsgang zwei Profilteile hergestellt. Soll nur ein einziges Profilteil bei gleichzeitigem Schutz der Oberfläche der Plattierung hergestellt werden, kann anstelle des zweiten Profilteils ein zweites mit Aluminium beschichtetes Band verwendet werden. In diesem Falle ist es die Oberfläche des letztgenannten Metalls, welche mit den Führungsflächen der Matrize in Berührung steht.

Das Yierkzeug ist in Fig. 4 und 5 dargestellt. Zur Aufnahme eines Alumiiiiumblockes weist es einen Aufnehmer 6 auf, dessen Steg mit 7 bezeichnet ist. Am Aufnehmer 6 ist ein Werkzeugträger ü für ein werkzeug 9 mit Teiler in Art einer Kammermatrize befestigt, an dem sich " das Metall des Blockes in zwei Stränge 10 teilt. Plattierbänder 11 bewegen sich im Teiler entlang Kanälen 15 und gelangen zu einer Speisevorrichtung 12 mit einer Führungsdüse 13· Zum Werkzeug gehört schließlich noch eine Matrize 14, in der das Profilteil seine Form erhält und in der das Band 11 auf plattiert wird.

Aufgekantet laufen die Bänder 11 praktisch spielfrei in die Matrize 14 ein, ohne daß sich daraus große Berührungskräfte, oder Verschleiß der Matrize 14, oder Beschädigungen an den

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Schmalkanten der Bänder 11 ergeben. Daß Aluminium des Kör- · pers 1 erfahrt in der Matrize 14 in der Symmetrieebene des Querschnitts eine Nachschweißung.

Die mit Aluminium beschichtete Fläche der Bänder 11. erfährt, kurz bevor die Bänder 11 in das Werkzeug 9 eingeführt werden und nachdem oder bevor die Bänder 11 in einer beliebigen bekannten Vorrichtung, wie z.B. in einer induktiven Heizvorrichtung im Durchlauf angewärmt wurden, eine vorbereitende Behandlung durch Bürsten in ihrer Längsrichtung. Die Bänder 11 laufen mit der Strangpreßgeschwindigkeit der Profilteile durch, die je nach der verwendeten Aluminiumlegierung und der Gestalt des Profilteils zwischen mehreren Metern und mehreren zehn Metern je Minute betragen kann.

Während der Abkühlung der Profilteile wird das Stahl-Band durch die stärkere Schrumpfung des Aluminiums auf Druck beansprucht, was zum Auftreten einer Durchbiegung in Längsrichtung führt. Dem wird dadurch abgeholfen, daß über zweckentsprechende Klemmbacken nur auf den Körper 1 eine kontrollierte Zugkraft ausgeübt wird.

Trotz der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Stahls und des Aluminiums läßt sich mit der erhaltenen Verbindung im Falle von Stromschienen jegliche Verformung der Kontaktfläche verhindern, welche die Güte der Stromabnahme mit Schleifschuhen oder Bürsten beeinträchtigen würde. Dies gilt auch bei sehr schnellen Fahrzeugen, wie z.B. beim Luftkissenzug.

Das Verfahren zeichnet sich zugleich durch die Güte der erzielten Verbindung und durch die einfache Durchführung aus, die sich daraus ergibt, daß das Profilteil in einer einzigen Strangpreßoperatxon hergestellt wird.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche

1. } Verfahren zum Herstellen von teilweise mit einer allplattierung versehenen Profilteilen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung durch. Strangpressen eines Aluminiumprofilteils in einer Matrize, in die während des Strangpreßvorgangs ein a.us dem Plattiermeta.il hergestelltes Band eingeführt wird, das a.n seiner das Aluminium "berührenden Fläche mit Aluminium beschichtet ist, dadurch gekenn ζ eich net, daß zwei Profilteile gleichzeitig stra.nggepreßt werden, indem zwei Bänder, die mit ihren nicht mit Aluminium "beschichteten Flächen aufeinander liegen, während des Strangpreßvorgangs der Aluminiumprofilteile zwischen diese eingeführt werden und die Aluminiumprofilteile da.nn mit ihren plattierten Sohlen a.ufeinander liegend fertig stranggepreßt werden.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Stra.ngpreßwerkzeug und einer Speisevorrichtung zum Zuführen von Bändern , dadurch g e k e η η zeichhnet , daß das Stra.ngpreßwerkzeug (9) einen Teiler zum Teilen eines Aluminimablocks in zwei Stränge (10) aufweist und die Speisevorrichtung (12) in einer Führungsdüse (13) endet, aus der die Bänder (11) zwischen den Strängen (10) austreten.

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ORIGINAL INSPECTED

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