DE3405479A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung profilierter metallbaender - Google Patents

Description

Stoiberger Metallwerke GmbH & Co. KG

Sto 2 10.02.1984

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung profilierter Metallbänder

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung profilierter Metallbänder mit wenigstens zwei unterschiedliche Dickenabmessungen (Querschnittsabmessungen) aufweisenden Bereichen aus einem Band gleicher oder annähernd gleicher Dicke durch spangebende Formung, wobei das Band unter Vorspannung an stationären Formwerkzeugen vorbeigeführt wird.

Für viele Anwendungsfälle, beispielsweise als Vormaterial für Eiηlageplattierungen oder auch für Kontaktelemente in der Elektrotechnik und Elektronik, werden leitfähige Metallstreifen benötigt, die einen oder mehrere Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweisen. Handelt es sich hierbei um einen dickeren und einen dünneren Bereich jeweils an den Enden des MetaIlStreifens, dann dient im Falle von Kontaktelementen in der Regel der dickere Bereich dem StromanSchluß, während der dünnere Bereich ggf. nach entsprechender Formgebung zur eigentlichen Kontaktgabe zu einem korrespondierenden Gegenstück herangezogen wird.

Die Herstellung der für solche Kontaktelemente benötigten profilierten Metallbänder als Ausgangsmaterial ist bisher unterschiedlich verlaufen. Bekannte Walzverfahren haben den Nachteil, daß sie auf bestimmte Formen beschränkt sind und vor allem komplizierte Werkzeuge benötigen. Hinzu kommt, daß die durch Walzverfahren hergestellten Teile die geforderten Toleranzen nicht aufweisen und zudem die Oberflächenqualität zu wünschen übrig läßt (DE-OS 28 36 475).

Die Profilierung in den Metallbändern durch Fräsen zu erzeugen, hat sich bisher, obwohl bekannt, offenbar auch nicht durchsetzen können. Fräsverfahren wurden als sehr zeitraubend angesehen und die ungünstige Spanform wurde bemängelt (DE-AS 26 47 407).

Die bisher bekannt gewordenen Vorschläge (DE-AS 26 47 407, DE-OS 28 36 475) gingen deshalb dahin, den Materialabtrag im vorgesehenen Bandbereich durch Abziehen oder Hobeln herbeizuführen. Die hierbei entstandenen sogenannten Rattermarken hat man u. a. dadurch zu vermeiden versucht, daß das Metallband durch die Abziehvorrichtung zur Vergrößerung des Spanwinkels über eine gekümmte Oberfläche geführt wird. Auch sollte zur Vermeidung einer Werkstoffversprödung die Bearbeitung des Metallbandes unter Vorspannung bis unterhalb der Streckgrenze vorgenommen werden.

Abgesehen davon, daß bei einem aufgrund der besonderen Profilausbildung größeren Volumenabtrag beim Schaben oder Hobeln eine Mehrzahl von Durchgangen erforderlich ist, erreichen die nach den bekannten Verfahren hergestellten Bänder bzw. die hieraus wieder durch Trennen, Spalten oder Stanzen erzeugten Vor- oder Fertigerzeugnisse nicht die Oberflächenqualität, die z, B. an sogenannte vergoldungsfähige Kontakte gestellt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, bei rationeller Fertigung profilierte Metallbänder hoher Oberflächenqualität zu erzeugen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die spangebende Formung durch Fräsen des Bandes in mindestens einem Bereich auf gegenüber der Ausgangsdicke verringerter Banddicke erfolgt und daß unmittelbar anschließend noch immer im Durchlauf die Oberfläche der Bereiche verminderter Banddicke durch Schaben oder Hobeln geglättet wird. Diese Kombination der unmittelbar nacheinander ablaufenden Verfahrensschritte bringt es mit sich, daß ein hinreichender Materialabtrag in einem einzigen Arbeitsgang möglich ist. Hierdurch kann wesentlich an Fertigungszeit eingespart werden. Durch das einander Zuarbeiten der unterschiedlichen spangebenden Werkzeuge, die quasi als gegenseitige Führung des Metallbandes wirken, ist die Einhaltung bestimmter Fertigungstoleranzen auch in engen Grenzen problemlos. Die durch die Erfindung erzielte Oberflächenqualität läßt den Auftrag auch extrem

dünner Edelmetall schichten, etwa auf elektrolytischem Wege, zu, so daß bei der Weiterverarbeitung z. B. zu elektrischen Kontaktelementen eine erhebliche Einsparung an teuren Edelmetallen, wie Gold, Silber, Platin und dergleichen, erreicht wird.

Wesentlich für die Durchführung der Erfindung ist, daß die durch Fräsen abgetragene Materialmenge ein Vielfaches der durch Schaben oder Hobeln abgetragenen Materialmenge beträgt. Das bedeutet, daß die eigentliche Profilierung, etwa das Herausheben einer längsverlaufenden Nut oder das ein- oder beidseitige Abtragen von Bandmaterial im Kantenbereich, durch den Fräsvorgang erfolgt, während die Oberflächenrauhigkeit sowie die endgültige Abmessung des metallischen Bandes durch den die Bearbeitung abschließenden Schabe- oder HobelVorgang bestimmt wird.

Entscheidend für die Maßgenauigkeit und Qualität des zu erzeugenden profilierten Metallbandes ist ferner, daß die Dicke des durch Schaben oder Hobeln abgetragenen, die Materialmenge bestimmenden Spanes unabhängig von der durch den vorgeschalteten Fräsvorgang abgetragenen Materialmenge fest eingestellt wird. Diese z. B. auf 0,01 bis 0,02 mm Dicke festgelegte Schicht kann nach einem weiteren Erfindungsgedanken auch in zwei oder mehreren aneinander anschließenden und dem Fräsvorgang folgenden Schabe- oder Hobel schritten abgetragen werden, So ist es bei einem gewünschten Abtrag von 0,02 mm z. B. möglich, an den Fräsvorgang für die Profilierung in zwei aufeinander folgenden Schritten von jeweils 0,01 mm Materialabtrag die Bandendabmessungen und Endqualität zu erreichen.

Für bestimmte Legierungen, insbesondere für solche mit erhöhter Federcharakteristik, kann mitunter eine gesonderte Bandführung das Fertigungsverfahren erleichtern. In solchen Fällen hat es sich in Weiterführung der Erfindung als zweckmäßig erwiesen, wenn das durch Fräsen profilierte und durch Schaben oder Hobeln in den gefrästen Bereichen geglättete Metallband vor dem Fräsen gerichtet wird. Hierfür geeignet sind z. B. aus Metall oder Kunststoff entsprechender Formgebung bestehende Ziehvorrichtungen.

Die wesentliche Formgebung des Metallbandes im Sinne einer Profilierung erfolgt nach der Erfindung und abweichend von den heute üblichen Techniken nicht durch Schaben, sondern durch Fräsen. Erst für die Oberflächenvergütung wird

noch im gleichen Arbeitsgang ein Schabe- oder Hobelvorgang nachgeschaltet. Mitentscheidend ist deshalb, welche Materialmenge, volumenmäßig, durch Fräsen und welche durch Schaben entfernt wird. Nach der Erfindung soll in jedem Fall die durch Fräsen abgetragene Materialmenge ein Vielfaches der durch Hobeln abgetragenen Materialmenge betragen. Je nach Art der Profilierung und verwendetem Werkstoff, wie CuZn, CuNi oder CuFe, kann vorteilhaft die durch Fräsen abgetragene Schichtdicke z. B. d.as 10-, 20- oder 50-fache oder mehr der durch Hobeln abgetragenen Schichtdicke betragen.

Als für die Erfindung vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, wenn das ggf. gerichtete und anschließend gefräste Metallband während einer Umlenkung, beispielsweise während der Führung über eine Rolle oder Walze spangebend geglättet wird. Das hat eine mögliche Vergrößerung des Spanwinkels zur Folge bei gleichzeitiger geringer Querwölbung im Endprodukt.

Wie bereits ausgeführt, kommt es für die Erfindung darauf an, daß das Metallband im Zuge der Bearbeitung nacheinander in einem Arbeitsgang die verschiedenen Bearbeitungsstationen durchläuft. Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung hat sich deshalb eine Vorrichtung als am zweckmäßigsten erwiesen, bei der in Durchlaufrichtung des Bandes hintereinander eine stationäre Fräsvorrichtung und eine oder mehrere stationäre Schabe- oder Hobelvorrichtungen angeordnet sind. Ein optimales Arbeiten und eine gegenseitige Beeinflussung zugunsten der Bandqualität ist damit erreicht.

Für die spanende Formgebung besonders harter Kupferlegierungen, etwa in Federqualität, kann zur zusätzlichen Führung des Bandes vor der Fräsvorrichtung eine Richtvorrichtung angeordnet sein. Diese Maßnahme hat sich insbesondere auch für dickere Metallbänder als vorteilhaft erwiesen.

Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen Querschnitte von nach der Erfindung profilierten Metallbändern, etwa auf Basis von Kupferlegierungen. Während in der Fig. 1 zwischen den stehengebliebenen Randbereichen 1 gleichen Volumens eine in Achsrichtung verlaufende mittige Ausnehmung 2 aus dem Band herausgefräst und die gefräste Fläche anschließend geschabt ist, befindet sich nach der

Fig. 2 die Ausnehmung 3 zwischen den Randzonen 4 und 5 unterschiedlichen Volumens.

Die Fig. 3 zeigt ein Band mit einseitig ausgefrästem Bandteil 6, die eine Oberfläche des stehengebliebenen Restes 7 ist abgeschrägt. Mit 8 ist der noch ursprüngliche, d. h. weder durch Schaben noch durch Fräsen beeinflußte Bandbereich bezeichnet.

In der Fig. 4 schließlich ist ein Bandquerschnitt als weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, an dessen stehengebliebenen mittleren Bereich 9 sich zu den Bandkanten hin die ausgearbeiteten Bereiche 10 bzw. 11 anschließen.

Die Art der Herstellung von in den Fig. 1 bis 4 erläuterten profilierten Metallbändern zeigen die Fig. 5 bis 7.

Das Metallband 12 nach der Fig. 5, z. B. aus einer CuZn-Legierung, wird von einem nicht dargestellten Bandvorrat abgezogen und in Pfeilriehtung der schematisch angedeuteten Fräsvorrichtung 13 zugeführt. Der hier verwendete Walzenfräser hebt spangebend einen in Bandrichtung verlaufenden Streifen 14,z. B. in einer Dicke von 0,18 mm, aus dem Metallband 12 mit einer Dicke von 0, 5 mm heraus. In Durchlaufrichtung hinter der Fräsvorrichtung 13 ist die Schabe- oder Hobelvorrichtung 15, schematisch angedeutet, vorgesehen. Das Schneid- oder Schabemesser 16 dieser Vorrichtung hebt, wie dargestellt, von der Oberfläche des gefrästen Bandausschnitts einen Span mit einer Dicke von 0,01 mm ab. Dies führt dazu, daß die gefräste Oberfläche geglättet, d. h. von jeglichen Frässpuren befreit wird. Gleichzeitig wird durch den Eingriff des Schabemessers der Fräsvorgang in seinem Ablauf stabilisiert, so daß enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden können.

Abweichend hiervon zeigt die Fig. 6 ein Herstellungsverfahren, bei dem z. B. ein aus Kupfer bestehendes Band 18 mit einer Breite von 60 mm und einer Dicke von 1, 3 mm mit einer mittigen Ausnehmung, etwa nach der Fig. 1, mit einer Tiefe von 0,8 mm versehen wird. Hierzu dient der Walzenfräser 20, der zunächst eine Ausnehmung 21 mit einer Tiefe von z. B. 0,78 mm aus dem Band 18 heraushebt. Unmittelbar anschließend wird diese Ausnehmung 21 mittels des Hobels 22 durch Abheben eines Spanes 23 von etwa 0,02 mm Dicke im mittleren Bereich geglättet, wobei ggf. durch gleichzeitiges Anschrägen der beiderseitigen Kanten 24 die Ausnehmung 19 in ihre endgültige Form und Abmessung gebracht wird.

Die beiden nachgeschalteten Hobel 25 und 26 haben lediglich die Aufgabe, einen möglichen Grat an den Kanten zu beseitigen. Hierzu können selbstverständlich auch andere bekannte Mittel, wie Schleifscheiben, Bürsten oder dergleichen, eingesetzt werden.

Die Fig. 7 schließlich zeigt die Herstellung eines z. B. 66 mrn breiten und 1,3 mm starken Bandes 27 aus Kupfer-Eisen, bei dem entsprechend der Fig. 4 ein mittlerer Bereich 28 von z. B. 27 mm bestehen bleiben soll. Die Stärke der herzustellenden Bandkantenbereiche 29soll etwa 0,4 mm betragen.

Zu diesem Zweck sind die beiden Walzenfräser 30 und 31 vorgesehen, die bei Abzug des Bandes 27 in Pfeilrichtung die in Bandrichtung verlaufenden Ausnehmungen 32 und 33 in einer Höhe von etwa 0,9 mm erzeugen. Zur Glättung der Oberflächen dieser Ausnehmungen ist die Hobelvorrichtung 34 vorgesehen, die die Streifen 35 und 36 in einer Dicke von etwa 0,02 mm abhebt und ggf. gleichzeitig für eine Schrägung der Kantenbereiche 37 sorgt. Der bei diesen Arbeitsgangen möglicherweise am mittleren Bereich verbleibende Grat kann, wie angedeutet, mittels der Hobel 8 und 39 oder anderer geeigneter Mittel entfernt werden. -::·

Ein Vergleich der Herstellungsverfahren nach den Ausführungsbeispielen der Fig. 5 bis 7 zeigt für die durch Fräsen und durch Hobeln abgetragenen Materialmengen Verhältniswerte von etwa 18 : 1, 39 : 1 und 45 : 1.

Anstelle der in den Ausführungsbeispielen eingesetzten Walzenfräser können selbstverständlich auch Stirnfräser oder andere geeignete Fräsvorrichtungen verwendet werden. Entscheidend für die Erfindung ist dagegen, daß die Profilgebung durch einen Fräsvorgang und die Glättung sowie die Endabmessungen und -qualität durch ein abschließendes Schaben oder Hobeln bewirkt wird..

Ά.

- Leerseite -

Claims (10)

1. Stoiberger Metallwerke GmbH & Co. KG

   Sto 2 10.02.1984

   Patentansprüche

   Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung profilierter Metallbänder mit wenigstens zwei unterschiedliche Dickenabmessungen (Querschnittsabmessungen) aufweisenden Bereichen aus einem Band gleicher oder annähernd gleicher Dicke durch spangebende Formung, wobei das Band unter Vorspannung an stationären Formwerkzeugen vorbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die spangebende Formung durch Fräsen des Bandes in mindestens einem Bereich auf gegenüber der Ausgangsdicke verringerte Banddicke erfolgt und daß unmittelbar anschließend noch immer im Durchlauf die Oberfläche der Bereiche verminderter Banddicke durch Schaben oder Hobeln geglättet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß die durch Fräsen abgetragene Materialmenge ein Vielfaches der durch Schaben oder Hobeln abgetragenen Materialmenge beträgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des durch Schaben oder Hobeln abgetragenen, die Materialmenge bestimmende Spanes unabhängig von der durch den vorgeschalteten Fräsvorgang abgetragenen Materialmenge fest eingestellt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festgelegte Spandicke durch zwei oder mehr in Durchlaufrichtung des Bandes aufeinanderfolgende Schabe- oder Hobel schritte abgetragen wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Fräsen profilierte und durch Schaben oder Hobeln in den gefrästen Bereichen geglättete Metallband vor dem Fräsen gerichtet wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das ggf. gerichtete und anschließend gefräste Band während einer Umlenkung spangebend geglättet wird.
7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchlaufrichtung des Bandes hintereinander eine stationäre Fräsvorrichtung und eine oder mehrere stationäre Schabe- oder Hobelvorrichtungen angeordnet sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Fräsvorrichtung eine Richtvorrichtung für das durchlaufende Band angeordnet ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsvorrichtung einen Walzenfräser enthält.
10. 10. Verwendung von nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden erzeugter Metall bänder zur Herstellung von Kontaktelementen beschichtungsfähiger Qualität.