DE3426240C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 32 29 626 bekannt. Danach ist es beim Herstellen eines aus mehreren Schichten unterschiedlichen Materials bestehenden Bandes für elektri­ sche Kontakte durch Rückwärtsstrangpressen eines aus den entsprechenden unterschiedlichen Materialien zusammenge­ setzten Blocks bekannt, den Block gleichzeitig durch mehrere Preßkanäle auszupressen, die im wesentlichen die Querschnittsform des herzustellenden Bandes aufweisen. Darüber hinaus lehrt diese Druckschrift auch, daß beim Rückwärtsstrangpressen eines derartigen mehrschichtigen Blocks die Schichten in Preßrichtung verlaufen müssen und daß die Preßkanäle in der Matrize so angeordnet sind, daß die Breitseiten der Preßkanäle im wesentlichen in der Richtung der einzelnen Schichten verlaufen. Dabei ist es nachteilig, daß der umzuformende Block mit unterschiedlichen Materialien an der Wand des Rezipienten anliegt, denn dadurch wird die Aus­ bildung eines gleichmäßigen und symmetrischen Fließvorganges gestört und es kommt zu Ungleichmäßigkeiten in der Dicke der Schichten des entsprechenden Stranges.

Aus der DE-Z "Metall", dritter Jahrgang, Febr. 1949, Heft 3/4, Seiten 37 bis 40, ist es bekannt, beim Vorwärtsstrang­ pressen von Profilen, die homogen aus ein und demselben Werkstoff bestehen, Strangpreßmatrizen zu verwenden, die in symmetrischer Anordnung mehrere formgebende Öffnungen haben. Die Herstellung von mehrschichtigen Bändern ist in dieser Druckschrift jedoch nicht angesprochen.

Die DE-AS 17 83 110 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines bandförmigen Halbzeugs für elektrische Kontakte aus einem dreischichtigen Verbundmaterial durch Strangpressen eines aus den Ausgangsmaterialien gebildeten dreischichtigen Blocks, welcher quaderförmig mit zueinander parallelen Schichten ausgebildet ist und welchen man gleichzeitig durch zwei beidseits der Längsachse des Blocks liegende Preßkanäle hindurchpreßt. Es handelt sich dabei aber nicht um eine Rück­ wärtsstrangpresse, sondern um eine Vorwärtsstrangpresse, die den Nachteil hat, daß das Material des Blocks im Rezipienten während des Vorwärtsstrangpressens Verwirbelungen unterworfen ist, was dazu führt, daß die Dicke der Schichten des strang­ gepreßten Halbzeugs über dessen Länge erheblichen Schwankungen unterworfen ist. Zu diesen Schwankungen trägt auch bei, daß der Block mit unterschiedlichen Materialien an der Wand des Rezipienten anliegt und deshalb an seinen Flanken andere Reibungskräfte auftreten als an der Oberseite und der Unter­ seite des Blocks.

Zur Herstellung von stabförmigen Stromleitern, welche aus Aluminium bestehen und allseitig mit Kupfer ummantelt sind, ist es bereits bekannt, in den Aufnehmer oder Rezipienten einer Strangpresse einen zylindrischen Block aus Aluminium einzulegen, welcher mit Kupfer ummantelt ist, und diesen Block nach dem Verfahren des Rückwärtsstrangpressens (wel­ ches auch als indirektes Strangpressen bezeichnet wird) umzuformen. Das Material wird dabei durch einen im Quer­ schnitt kreisförmigen, koaxial zur Längsachse des Rezipienten verlaufenden Preßkanal in der Strangpreßmatrize hindurch­ gepreßt. Ein lediglich einseitig plattiertes Band läßt sich auf diese Weise nicht herstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein indirektes Strangpreßverfahren für den eingangs genannten Verwendungs­ zwecks anzugeben, welches ein möglichst gleichmäßiges Fließen des Verbundmaterials im Rezipienten der Strang­ presse ermöglicht und nach welchem zwei- oder mehr­ schichtige Bänder als Halbzeug für elektrische Kontakte mit geringeren über ihre Länge auftretenden Schwankungen der Dicke ihrer Schichten hergestellt werden können. Außerdem soll eine wirtschaftlich arbeitende Strangpresse zur Durch­ führung des Verfahrens angegeben werden. Das Verfahren und die Strangpresse sollen sich besonders eignen zum Herstellen eines Kontakthalbzeugs in Form eines Bandes, eine metallische oder über­ wiegend metallische, insbesondere pulvermetallurgisch herge­ stellte und zur Kontaktgabe bestimmte Schicht auf seiner einen Seite (der Vorderseite) und eine davon verschieden zusammen­ gesetzte, metallische, schweiß- oder lötbare Schicht auf seiner anderen Seite (der Rückseite) aufweist.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Durch Anwendung des neuen Verfahrens ent­ stehen gleichzeitig mehrere Stränge, welche auf ihrer der Längsachse des Blocks zugewandten Seite jenes Material aufweisen, aus welchem der Kern des Blocks besteht, und welche auf ihrer gegenüberliegenden, der Längsachse des Blocks abgewandten Seite aus jenem Material bestehen, aus welchem der Außenmantel des Blocks gebildet ist. Da­ bei ist es grundsätzlich unerheblich, ob das Material für die kontaktgebende Vorderseite des Bandes den Kern oder den Mantel des Blocks bildet. Zweckmäßiger­ weise wird man jedoch den Mantel des Blocks aus dem fließ­ fähigeren Material bilden; dies wird in der Regel das Material sein, welches für den Rücken des Halbzeuges vorge­ sehen ist, also insbesondere Silber oder Kupfer oder Legierungen dieser beiden Metalle. In jedem Fall liegt der Block mit nur einem Material der Umfangswandung des Rezipienten an, wodurch eine Voraussetzung für ein gleichmäßiges Fließen geschaffen ist. Trotz der Verwendung eines solchen erfindungsgemäß ausgebildeten Blocks gelangt man zu einem Band, welches auf seiner Oberseite anderes Material als auf seiner Unterseite auf­ weist, weil man den Block gleichzeitig durch mehrere in der beanspruchten Weise angeordnete Preßkanäle hindurch­ preßt.

Die besondere Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gegenüber dem bekannten Verfahren des Rückwärtsstrangpressens er­ gibt sich zum einen aus der gleichzeitigen Bildung mehrerer Stränge und zum anderen aus der gleichmäßigeren Schicht­ dicke, welche es erlaubt, mit geringeren Schichtdicken zu arbeiten und damit den Edelmetalleinsatz, der die Kosten eines Halbzeuges für elektrische Kontakte wesentlich mitbestimmt, zu senken.

Falls die durch das Rückwärtsstrangpressen erzeugten Stränge noch nicht die gewünschte Querschnittsform haben, - z. B. weil die Preßkanäle, aus welchen sie austreten, im Querschnitt die Gestalt von Kreisringsegmenten haben - dann ebnet man sie nachträglich ein, wozu man sie durch ein Walzwerk führen kann, durch welches im wesentlichen nur die Querschnittsform geändert wird, wohingegen die Größe der Querschnittsfläche nicht mehr wesentlich reduziert werden muß, wenn man nicht aus anderen Gründen ein dünneres Band erhalten will.

Eine zweite Lösung der gestellten Aufgabe ist Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 3. Die wesentliche Gemeinsam­ keit der beiden in den Ansprüchen 1 und 3 niedergelegten Verfahren besteht darin, daß in beiden Fällen aus einem Block durch einen einheitlichen Strangpreßvorgang gleich­ zeitig mehrere Stränge geformt werden, welche das Material, aus dem der Außenmantel des Blocks gebildet ist, auf ihrer der Längsachse des Blocks abgewandten Seite aufweisen, während sie das Material, aus dem der Kern des Blocks ge­ bildet ist, auf ihrer der Längsachse zugewandten Seite aufweisen. Im Unterschied zum Verfahren gemäß Anspruch 1 wird beim Verfahren gemäß Anspruch 3 das Material des Blocks jedoch nicht durch mehrere, voneinander unab­ hängige Preßkanäle hindurchgepreßt, sondern es wird zu­ nächst ein rohrförmiger Strang gebildet, welcher das Material für die eine äußere Schicht des Bandes als Innenmantel und das Material für die andere äußere Schicht des Bandes als Außenmantel enthält, und dieser rohrförmige Strang, der aus Symmetriegründen zweck­ mäßigerweise hohlzylindrisch sein sollte, wird im weiteren Verlauf des Preßvorganges durch Längsteilen in zwei oder mehrere Teilstränge (Segmente) geteilt. Dieses Verfahren hat hinsichtlich der Dickenschwankungen der Schichten des Bandes, des verminderten Kraft­ aufwandes und der Wirtschaftlichkeit dieselben Vorteile wie das Verfahren gemäß Anspruch 1. Als weiterer Vor­ teil kommt hinzu, daß man bei dem so hergestellten Band auch in den Flanken (den Schmalseiten des Bandes) eine exakte Trennung zwischen dem Material für die kontaktgebende Schicht und dem Material für die Rückseite des Bandes erhält: Es ist gewährleistet, daß das für den Rücken vorgesehene Material sich an den Flanken nicht bis zur kontaktgebenden Seite des Bandes erstreckt (was gegebenenfalls die elektrischen Eigenschaften eines aus dem Bandes hergestellten Kontaktstückes verschlechtern könnte), und ebenso ist gewährleistet, daß sich das für die kontaktgebende Schicht vorgesehene Material an den Flanken nicht bis zur Rückseite des Bandes erstreckt (wodurch die Festigkeit einer Löt- oder Schweißver­ bindung zwischen einem aus dem Bandes hergestellten Kontaktstück und einen Kontaktträger beeinträchtigt werden könnte).

Grundsätzlich könnte das Verfahren mit im Querschnitt rechteckigem Block durchgeführt werden, und dement­ sprechend könnte man den Block in einen rohrförmigen Strang von rechteckigem Querschnitt umformen und an­ schließend in vier im Querschnitt rechteckige Stränge unterteilen und dadurch unmittelbar das gewünschte Band erhalten. Es wird jedoch bevorzugt, von einem zylindrischen Block auszugehen und diesen in einen hohlzylindrischen Strang umzuformen, weil dann das Material des Blocks symmetrischer und gleichmäßiger fließen kann und sich in erwünschter Weise auch gleichmäßig über den Querschnitt des sich bildenden hohl­ zylindrischen Stranges verteilen kann. Wird dieser Strang geteilt, dann weisen die entstehenden Teilstränge noch keinen rechteckigen Querschnitt auf. Das Einebnen der Teilstränge in Bänder mit rechteckigem Querschnitt könnte dadurch erfolgen, daß man die Preßkanäle in der Strangpreßmatrize in Fließrichtung des Materials stetig von ihrer anfänglichen kreisringsegmentförmigen Ge­ stalt in eine rechteckige Querschnittsgestalt übergehen läßt. Vorzugsweise führt man jedoch das Einebnen des Bandes in die rechteckige Querschnittsgestalt durch einen Walzvorgang durch.

Eine Strangpresse, welche sich zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 eignet, ist Gegenstand des Patentanspruchs 6. Es handelt sich dabei um eine rückwärts arbeitende Strangpresse, deren Strangpreß­ matrize zwei oder mehrere Preßkanäle enthält, welche kranzförmig um die Längsachse des Rezipienten herum angeordnet sind. Es wird empfohlen, die Anordnung so zu treffen, daß die Preßkanäle die Längsachse des Rezipienten möglichst weitgehend umschließen, d. h. die An­ ordnung der Preßkanäle sollte im Querschnitt die Gestalt eines Ringes einnehmen, welcher durch die Stege, welche zwischen benachbarten Preßkanälen bestehen bleiben, unter­ brochen ist. Diese Stege werden, um ein möglichst unge­ störtes Fließen des Materials zu erreichen, möglichst schmal gehalten, wodurch eine weitgehende Umschließung der Längsachse des Rezipienten durch die Preßkanäle erfolgt.

Ebenfalls aus Gründen eines möglichst symmetrischen Fließens des Materials wird bevorzugt, daß die Preßkanäle dreh­ symmetrisch in bezug auf die Längsachse des Rezipienten angeordnet sind.

Die Preßkanäle können im Querschnitt die Gestalt von Kreisringsegmenten besitzen, welche gemeinsam die Längs­ achse des Rezipienten weitgehend umschließen und dabei ge­ meinsam einen nur durch die Stege zwischen den Kreis­ ringsegmenten unterbrochenen Ring bilden. Eine solche Anordnung ist im Hinblick auf ein symmetrisches Fließen des Materials vorteilhaft, insbesondere dann, wenn die Krümmungsmittelpunkte der Kreissegmente auf der Längs­ achse des Rezipienten liegen. Allerdings haben die ent­ stehenden Stränge dann keinen rechteckigen Querschnitt, sondern einen entsprechend kreisringsegmentförmigen Querschnitt und müssen durch Nachwalzen in Bänder mit rechteckigem Querschnitt umgeformt werden, wobei der Grad des Nachwalzens dadurch verkleinert werden kann, daß man die Krümmungsradien der Kreisringsegmente so ver­ größert, daß sie größer sind als ihr Abstand von der Längs­ achse des Rezipienten.

Vorzugsweise werden die Preßkanäle so ausgebildet, daß sie im Querschnitt die Gestalt eines Rechtecks be­ sitzen. Diese Anordnung hat vor anderen Anordnungen den großen Vorteil, daß man Bänder von rechteckigem Quer­ schnitt erhält, welche unmittelbar das gewünschte Halb­ zeug darstellen. Diese im Querschnitt rechteckigen Preßkanäle sollten nach entsprechenden Kriterien wie die im Querschnitt kreisringsegmentförmigen Preßkanäle angeordnet werden, d. h., sie sollten gemeinsam im Quer­ schnitt einen Kranz bilden, welcher die Längsachse des Rezipienten möglichst vollständig umschließt. In jedem Fall also sowohl bei Preßkanälen mit rechteckigem Quer­ schnitt als auch bei Preßkanälen mit Kreisringsegment förmigem Querschnitt - darf die Anordnung jedoch nicht so getroffen werden, daß sich irgendwelche Preßkanäle in Umfangsrichtung (bezogen auf die Längsachse des Rezipienten) überlappen. Dies bedeutet, daß ein von der Längsachse des Rezipienten ausgehender Radiusvektor nicht zwei Preßkanäle schneiden soll.

Bei im Querschnitt rechteckigen Preßkanälen wird die Anordnung vorzugsweise so getroffen, daß die Breit­ seiten der Rechtecke durch die senkrecht auf sie auf­ treffenden, von der Längsachse des Rezipienten ausgehenden Radien halbiert werden, denn diese Anordnung weist eine den Aufbau der Strangpresse und ihren Betrieb begünstigende Symmetrie auf. Vorzugsweise wird die Anordnung so ge­ troffen, daß die Preßkanäle drehsymmetrisch in bezug auf die Längsachse des Rezipienten angeordnet sind, was man dadurch erreicht, daß man die Abstände der Preßkanäle von der Längsachse des Rezipienten gleich wählt und vorzugsweise auch die Preßkanäle untereinander sämtlich gleich ausbildet.

Am besten sieht man in der Strangpreßmatrize vier unter­ einander gleiche Preßkanäle mit rechteckigem Querschnitt vor, welche alle denselben Abstand von der Längsachse des Rezipienten aufweisen und durch Drehungen um jeweils 90° um diese Achse ineinander überführt werden können.

Eine zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 3 geeignete Strangpresse ist Gegenstand des Patentan­ spruchs 15. Es handelt sich dabei um eine rückwärts arbeitende Strangpresse, welche in ihrer Strangpreßmatrize einen Preßkanal aufweist, der an seinem Eintrittsende zunächst ringförmigen Querschnitt aufweist und sich anschließend in Fließrichtung des Blockmaterials in zwei oder mehrere Zweigkanäle verzweigt. Wie bei der Beschreibung des Verfahrens erwähnt wurde, muß der Rezipient nicht zylindrisch ausgebildet sein und muß auch der ringförmige Preßkanal nicht zylindrisch ausgebildet sein, wenn dies auch aus Gründen der Symmetrie bevorzugt wird; im Prinzip könnte der Rezipient eine im Querschnitt recht­ eckige Aufnahmekammer besitzen und der ringförmige Preßkanal könnte rechteckige Gestalt besitzen. Bei der bevorzugten kreisringförmigen Querschnittsgestaltung des Preßkanals an seinem Eintrittsende, wobei der Mittelpunkt des Preßkanals auf der Längsachse des Rezipienten liegen sollte, erhält man zunächst einen hohlzylindrischen Strang, welcher das Material, aus dem der Außenmantel des Blocks gebildet ist, in einer gleich­ mäßig dicken Außenmantelschicht enthält, während er das Material, aus dem der Kern des Blocks gebildet ist, in einer gleichmäßig dicken Innenmantelschicht enthält. Das Umformen des zylindrischen Blocks in den hohl­ zylindrischen Strang erfolgt mithin in vollkommener Symmetrie mit der Längsachse des Rezipienten als Symmetrie­ achse. Der durch Rückwärtsstrangpressen gebildete Hohl-Strang wird unmittelbar anschließend aufgetrennt in mehrere Stränge, weil sich der ringförmige Preßkanal längs in mehrere Zweigkanäle verzweigt. In diesen Zweigkanälen findet vorzugsweise keine weitere Quer­ schnittsverminderung der Stränge mehr statt, sie dienen vielmehr nur der Trennung der Teilstränge, weshalb man die Zweigkanäle in Fließrichtung des Blockmaterials zweckmäßig auseinanderstreben läßt.

Haben die Zweigkanäle von vornherein eine rechteckige Querschnittsgestalt, dann erhält man unmittelbar das gewünschte Band. Verwendet man jedoch eine Preßmatrize, deren Preßkanal mit kreisringförmigem Querschnitt beginnt, dann haben die Teilstränge, die gebildet werden, zunächst eine kreisringsegmentförmige Querschnittsgestalt und bedürfen noch einer Einebnung um das gewünschte Band mit rechteckigem Querschnitt zu erhalten. Man kann dies - wie bereits erwähnt - dadurch erzielen, daß man die Querschnittsgestalt der Zweigkanäle von der anfänglich kreisringsegmentförmigen Gestalt stetig in einen rechteckigen Querschnitt über­ führt. Vorzugsweise werden jedoch die Bänder durch Nach­ walzen in rechteckige Querschnittsgestalt überführt.

Aus Gründen der Symmetrie sind die Zweigkanäle vorzugs­ weise untereinander gleich ausgebildet und drehsymmetrisch in bezug auf die Längsachse des Rezipienten angeordnet.

Damit der durch das Rückwärtsstrangpressen zunächst ge­ bildete rohrförmige Strang ohne zu großen Kraftaufwand in Teilstränge längs unterteilt werden kann, sind die Stege, durch welche die Zweigkanäle getrennt sind, vor­ zugsweise mit Schneiden versehen. Diese Stege können zugleich den in der Preßmatrize gebildeten Kern des ringförmigen Preßkanals halten.

Die Erfindung erlaubt nicht nur die Herstellung von zweischichtigen Bändern für elektrische Kontakte, sondern auch von Bändern, die aus mehr als zwei Schichten bestehen. Dazu muß man lediglich von entsprechend mehrschichtig aufgebauten Blöcken aus­ gehen.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß man in einem einzigen Durchlauf zu Bändern von sehr großer Länge gelangt, weil man mit sehr hohen Verformungsgraden arbeiten kann, die mit einer entsprechend großen Längenzunahme - bezogen auf die Ausgangslänge des in den Rezipienten der Strangpresse eingelegten Blocks - ver­ bunden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders zur Herstellung von Bändern, deren kontaktgebende Schicht pulvermetallurgisch hergestellt wird und selbst nicht gut lötbar oder schweißbar ist, so daß man einen Rücken aus gut schweißbarem oder lötbarem Material wie Silber oder Kupfer oder Legierungen davon benötigt, um solche Kontaktstücke auf einen Kontaktträger auflöten oder aufschweißen zu können. Solche pulvermetallurgisch herge­ stellte Kontaktwerkstoffe sind insbesondere die Silber/ Metalloxid-Werkstoffe und Silber/Graphit-Werkstoffe, welche sich durch eine geringe Verschweißneigung auszeich­ nen, sowie Werkstoffe für elektrische Kontakte in Vakuum­ schaltern, insbesondere auf der Basis Cu/Cr und Cu/W. Sol­ che Werkstoffe lassen sich mit Vorteil durch Strangpressen herstellen. Die Erfindung ist aber auch wirtschaftlich anwendbar in der Herstellung von Bändern als Halbzeuge für elektrische Kontakte, welche rein metallisch sind und auch allein durch Walzplattierverfahren nach dem Stand der Technik hergestellt werden könnten. Der Vorteil gegen­ über bekannten Walzplattierverfahren liegt darin, daß man wegen der hohen möglichen Verformungsgrade sehr lange Bänder bereits in einem einzigen Durchlauf erhält.

Der weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die beige­ fügten schematischen Zeichnungen, welche Ausführungsbei­ spiele der Erfindung illustrieren.

Fig. 1 zeigt eine Strangpreßmatrize mit umgebenden Bauteilen im Längsschnitt,

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab die Vorderansicht der Anordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 zeigt die Strangpreßmatrize aus Fig. 2 im Längsschnitt entlang der Schnittlinie III-III gemäß Fig. 2, die

Fig. 4 bis 8 zeigen Vorderansichten abgewandelter Strangpreßmatrizen, welche ebenfalls in einer Anordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, zum Einsatz gelangen können,

Fig. 9 zeigt den Längsschnitt entlang der Schnitt­ linie IX-IX durch die in Fig. 8 dargestellte Strangpreßmatrize, und die

Fig. 10 zeigt den Längsschnitt entlang der Schnitt­ linie X-X durch die in Fig. 8 dargestellte Strangpreßmatrize.

In den Darstellungen der verschiedenen Strangpreßmatrizen sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet worden.

Die Fig. 1 zeigt die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente einer Anordnung zum indirekten Strangpressen, bestehend aus einem Aufnehmer oder Rezipienten 1 zur Aufnahme des umzuformenden Blocks 2, welcher im gezeichneten Beispiel ein zylindrischer Bolzen ist; dementsprechend ist der Innenraum des Rezipienten 1 ebenfalls zylindrisch ausgebildet. An seinem einen Ende wird der Rezipient 1 durch einen entfernbaren Gegenhalter 3 verschlossen, und am gegen­ überliegenden Ende taucht in den Rezipienten eine zwei­ teilige Preßmatrize 5 ein, welche in Richtung der Längs­ achse 6 des Rezipienten verschieblich ist und deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Rezipienten 1 eng angepaßt ist. Die Rückseite der Preßmatrize 5 wird durch einen Preßstempel 4 beaufschlagt, welcher den für den Strangpreßvorgang nötigen Preßdruck auf die Preßmatrize und damit auf den Bolzen 2 ausübt; dieser Preßdruck wird vom Gegenhalter 3 aufgenommen.

Den Aufbau der Preßmatrize zeigen im Detail die Fig. 2 und 3. Die Preßmatrize umfaßt einen Preßmatrizen- Halter 5b, dessen Außendurchmesser auf den Innendurch­ messer des Rezipienten 1 abgestimmt ist, so daß dieser Halter ungehindert, jedoch mit möglichst wenig radialem Spiel im Rezipienten längs verschiebbar ist. An seiner Vorderseite ist der Preßmatrizen-Halter 5b mit einer kurzen zylindrischen, koaxial angeordneten Ausnehmung versehen, in welche spielfrei ein Preßmatrizen-Einsatz 5a in Gestalt einer kreisrunden Scheibe eingesetzt ist. Die ebene Vorderseite 13 des Preßmatrizeneinsatzes 5a fluchtet mit der kreisringförmigen Vorderseite des Preßmatrizenhalters 5b.

Im Preßmatrizeneinsatz 5a befinden sich 4 untereinander gleiche Preßkanäle 7 mit rechteckigem Querschnitt, welche denselben Abstand von der Längsachse 6 des Rezipienten aufweisen und von den entsprechenden Abstandsgeraden, die einander unter rechten Winkeln auf der Längsachse 6 schneiden, mittig getroffen werden. Die Anordnung ist demnach drehsymmetrisch in der Weise, daß die Preßkanäle 7 nach Drehungen um 90° um die Längsachse 6 mit sich selbst zur Deckung gebracht werden. Die Preßkanäle 7 bilden im Querschnitt eine kranzförmige Anordnung, in deren Zentrum die Längsachse 6 liegt; die Längsachse 6 wird von dieser Anordnung weitgehend umschlossen, ledig­ lich an den unvermeidlichen Stegen 8 zwischen benachbarten Preßkanälen 7 ist die Umschließung der Längsachse 6 durch die Preßkanäle 7 durchbrochen.

Noch innerhalb des Preßmatrizeneinsatzes 5a gehen die Preßkanäle 7 in geradlinige, mit ihnen fluchtende Führungs­ kanäle 9 über, welche einen größeren Querschnitt aufweisen und sich in den Preßmatrizenhalter 5b fortsetzen, ihn durchqueren , sich dann weiter in den Preßstempel 4 hinein fortsetzen und diesen ebenfalls durchqueren.

Damit die Führungskanäle 9 in dem Preßmatrizeneinsatz und dem Preßmatrizenhalter exakt miteinander fluchten, sind in beiden Teilen Zentrierbohrungen 10 und 11 vorgesehen, in welche Zylinderstifte 12 eingeschoben werden, welche für die nötige Zentrierung sorgen.

Der Bolzen 2, welcher in den Rezipienten 1 eingelegt ist besitzt z. B. einen Mantel 2a aus einem ersten Material und einen Kern 2b aus einem zweiten Material. Wird ein solcher Bolzen durch die Preßmatrize 5 hindurchgepreßt, dann er­ hält man vier untereinander gleiche bandförmige Stränge, welche auf ihrer der Längsachse 6 des Rezipienten abge­ wandten Seite aus dem ersten Material bestehen, aus welchem auch der Mantel 2a des Bolzen gebildet ist, während sie auf ihrer der Längsachse 6 zugewandten Seite aus dem zweiten Material bestehen, aus welchem der Kern 2b des Bolzens gebildet ist.

Die Stränge besitzen rechteckigen Querschnitt entsprechend dem Querschnitt der Preßkanäle 7.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Preßmatrize 5 könnte ersetzt werden durch Preßmatrizen, deren Vorderansicht in den Fig. 4 bis 8 dargestellt ist. Die in Fig. 4 dargestellte Preßmatrize enthält ledig­ lich zwei untereinander gleiche Preßkanäle 7 mit rechteckigem Querschnitt, welche parallel zueinander in gleichem Abstand von der Längsachse 6 des Rezipienten angeordnet sind. Bei Verwendung einer solchen Preß­ matrize erhält man ähnliche bandförmige Stränge wie im Beispiel der Fig. 2 und 3, jedoch ist die Verteilung der beiden Materialien an den Flanken der Stränge weniger günstig.

Etwas besser verhält sich in dieser Hinsicht die in Fig. 5 dargestellte Preßmatrize 5, welche zwei untereinander gleiche, im selben Abstand von der Längsachse 6 des Rezipienten angeordnete, im Querschnitt kreisringsegment­ förmig ausgebildete Preßkanäle 7 aufweist, deren Krümmungs­ radien erheblich größer sind als ihr Abstand von der Längsachse 6. Bei Verwendung einer solchen Preßmatrize erhält man allerdings bandförmige Stränge, die ent­ sprechend der Querschnittsform der Preßkanäle 7 leicht gekrümmt sind und anschließend noch flachgewalzt werden müssen.

Die in Fig. 6 dargestellte Preßmatrize 5 enthält drei gleich ausgebildete Preßkanäle 7 mit kreisringsegment­ förmigem Querschnitt in drehsymmetrischer Anordnung in bezug auf die Längsachse 6 des Rezipienten (120°-Symmetrie). Vorteilhaft bei einer solchen Preßmatrize ist der symmetrische Aufbau, der ein symmetrisches Fließen des Materials, aus dem der Bolzen 2 besteht, ermöglicht; nachteilig ist jedoch, daß sie schwerer herzustellen ist, als die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Preßmatrize und daß ihre Verwendung zu Strängen führt, welche ent­ sprechend der Querschnittsform der Preßkanäle 7 ge­ krümmt sind und deshalb noch flachgewalzt werden müssen. Die in Fig. 7 dargestellte Preßmatrize ist in ihrem Aufbau der in Fig. 6 dargestellten Preßmatrize sehr ähnlich. Der einzige Unterschied besteht darin, daß anstelle von drei Preßkanälen vier Preßkanäle mit kreis­ ringsegmentförmigem Querschnitt in symmetrischer Anordnung (90°-Symmetrie) angeordnet sind.

Bei der in den Fig. 8 bis 10 dargestellten Matrize enthält der Preßmatrizeneinsatz 5a einen koaxial ange­ ordneten, im Querschnitt kreisringförmigen Preßkanal 7, welcher sich wenige Millimeter hinter der Vorderseite 13 des Preßmatrizeneinsatzes 5a in drei Zweigkanäle 7a verzweigt, welche in Fließrichtung des Materials radial auseinanderlaufen, in einigem Abstand von der Ver­ zweigungstelle ihren Querschnitt stufenartig erweitern und sich von da ab als Führungskanäle 9a durch den Preß­ matrizeneinsatz 5a und den Preßmatrizenhalter 5b hindurch erstrecken.

Der Kern 14 des Preßkanals 7 wird durch die zwischen den Zweigkanälen 7a gebildeten Stege 15 gehalten, welche an ihrer Vorderseite keilförmig zulaufend als Schneiden 16 ausgebildet sind. Bei Verwendung einer solchen Preßmatrize 5 erhält man Stränge, die entsprechend der Querschnittsgestalt der Zweigkanäle 7a gewölbt ausge­ bildet sind und noch flachgewalzt werden müssen, um ein Band von rechteckigem Querschnitt zu erhalten. Der Vorteil einer solchen Preßmatrize 5 liegt darin, daß man bei ihrer Verwendung Stränge erhält, an deren Flanken eine saubere Trennung zwischen den beiden Materialien gewährleistet ist, aus welchen der Bolzen 2, von dem man ausgeht, besteht.

Nachfolgend werden noch einige Ausführungsbeispiele der Herstellung von bandförmigem Halbzeug für elektrische Kontakte angegeben, wobei mit einer Strangpresse ge­ arbeitet wurde, wie sie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. Es wird eine Preßmatrize 5 verwendet, deren Preß­ kanäle 7 einen Querschnitt von 3,5 mm·18 mm aufweisen und 6,5 mm lang sind.

Beispiel 1

In den Rezipienten 1 der Strangpresse wird ein zylindrischer Bolzen mit 520 mm Länge und einem Durchmesser von 105 mm eingelegt. Der Kern des Bolzens hat einen Durchmesser von 97 mm und besteht aus Silber-Kadmiumoxid mit 10% Kadmium­ oxidgehalt. Der 4 mm dicke Mantel besteht aus Silber. Der Bolzen wird auf eine Temperatur von 850°C vorge­ wärmt und in den Rezipienten 1 eingelegt, welcher auf eine Temperatur von 500°C vorgewärmt ist. Auf die­ selbe Temperatur ist auch die Preßmatrize 5 aufgewärmt. Die Preßmatrize 5 wird mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 5 mm/s in den Rezipienten hineinbewegt. Man erhält auf diese Weise ein bandförmiges Halbzeug, welches 18 mm breit und 3,5 mm dick ist und auf seiner einen Seite aus Silber-Kadmiumoxid und auf seiner anderen Seite aus Silber besteht.

Das Strangpressen kann unter Luft oder unter Stickstoff als Schutzgas erfolgen.

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wird dahingehend abgewandelt, daß ein Bolzen verwendet wird, dessen Kern nicht aus Silber-Kadmiumoxid, sondern aus einer Legierung von 91% Silber und 9% Kadmium besteht. Das Strangpressen erfolgt unter Stickstoff oder unter Spaltgas als Schutzgas. Im übrigen bleiben die Parameter des Beispiels 1 unverändert. Man erhält ein bandförmiges Halbzeug, welches auf der einen Seite aus Silber-Kadmium und auf der anderen Seite aus Silber besteht. Das Kadmium kann nachträglich nach einem Verfahren der inneren Oxidation in Kadmiumoxid ungewandelt werden.

Beispiel 3

Das Beispiel 1 wird dahingehend abgewandelt, daß ein Bolzen verwendet wird, dessen Kern nicht aus Silber-Kadmiumoxid, sondern aus Silber-Zinnoxid mit einem Gehalt von 12% Zinnoxid besteht. Die übrigen Parameter des Beispiels 1 bleiben unverändert. Man erhält auf diese Weise ein bandförmiges Halbzeug, welches auf der einen Seite aus Silber-Zinnoxid und auf der anderen Seite aus Silber besteht.

Beispiel 4

Das Beispiel 1 wird dahingehend abgewandelt, daß ein Bolzen verwendet wird, dessen Kern nicht aus Silber-Kadmiumoxid, sondern aus Kupfer besteht. Dieser Bolzen wird auf eine Temperatur von 650-700°C vorgewärmt und unter Stickstoff oder Spaltgas als Schutzgas durch Rückwärtsstrangpressen umgeformt. Die übrigen Parameter des Beispiels 1 bleiben unverändert. Man erhält auf diese Weise ein bandförmiges Halbzeug, welches auf der einen Seite aus Kupfer und auf der anderen Seite aus Silber besteht.

In den Beispielen 1 bis 3 kann man anstelle von Silber auch einen anderen gut lötbaren Werkstoff verwenden, z. B. Kupfer oder eine hochschmelzende Lotlegierung, z. B. aus Silber mit 28% Kupfer.

Die erfindungsgemäßen Halbzeuge können anschließend zur Verbesserung der Haftung der Schichten aneinander in an sich bekannter Weise einer Diffusionsglühung oder zum Zwecke der Rekristallisation einer Rekristallisation­ glühung unterzogen werden; außerdem ist es möglich, das Halbzeug zu dünneren Bändern, als die Strangpresse sie liefert, zu walzen oder in einem Kalibrierwalzwerk zu kalibrieren.

Claims (24)

1. Verfahren zum Herstellen eines aus mehreren Schichten unterschiedlichen Materials bestehenden Bandes für elektrische Kontakte durch Rückwärtsstrangpressen eines aus den verschiedenen Materialien bestehenden Blockes, dessen Schichten in Preßrichtung verlaufend angeord­ net sind, wobei der Block gleichzeitig durch mehrere dem Bandquerschnitt entsprechende Preßkanäle hindurch­ gepreßt wird, deren Breitseiten in Richtung der Block­ schichten verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß von einem ummantelten Block (2) ausgegangen wird, dessen Kern (2b) und Mantelschicht/-en (2a) aus den unterschiedlichen Materialien bestehen, daß die Preßkanäle (7) um die Längsachse (6) des Blockes (2) herum angeordnet sind und die Bänder erforderlichenfalls ebengewalzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Block (2) durch das Rückwärtsstrangpressen in drehsymmetrisch zu seiner Längsachse verlaufende Stränge aufteilt.

3. Verfahren zum Herstellen eines aus mehreren Schichten unterschiedlichen Materials bestehenden Bandes für elektrische Kontakte durch Rückwärtsstrangpressen eines aus den verschiedenen Materialien bestehenden Blockes, dessen Schichten in Preßrichtung verlaufend angeordnet sind, wobei gleichzeitig mehrere Bänder erzeugt werden, deren Breitseiten in Richtung der Blockschichten verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß von einem ummantelten Block (2) ausgegangen wird, dessen Kern (2b) und Mantelschicht/-en (2a) aus den unterschiedlichen Materialien bestehen, daß dieser Block (2) nächst in einen rohrförmigen Strang gepreßt wird, daß der rohrförmige Strang unmittelbar anschließend in zwei oder mehrere Segmente längsgeteilt und die durch die Teilung entstandenen Bänder ebengewalzt werden.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines zylindrischen Blocks (2).

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der durch das Rückwärtsstrangpressen erzeugte rohrförmige Strang hohlzylindrisch ist.

6. Rückwärtsstrangpresse zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Rezipienten für einen mehr­ schichtigen Block und mit einer Matrize mit mehreren dem Band­ querschnitt entsprechenden Preßkanälen, dadurch gekennzeich­ net, daß die Strangpreßmatrize (5) zwei beidseits der Längs­ achse (6) des Rezipienten (1) liegende oder mehr als zwei Preßkanäle (7) enthält, welche als Kranz um die Längsachse (6) des Rezipienten (1) herum angeordnet sind.

7. Strangpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Preßkanäle (7) drehsymmetrisch in bezug auf die Längsachse (6) des Rezipienten (1) ange­ ordnet sind.

8. Strangpresse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Preßkanäle (7) im Querschnitt die Gestalt von Kreisringsegmenten besitzen, welche gemeinsam einen die Längsachse (6) des Rezipienten (1) weitgehend umschließenden Kranz bilden.

9. Strangpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Krümmungsmittelpunkte der Kreisring­ segmente auf der Längsachse (6) des Rezipienten (1) liegen.

10. Strangpresse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Preßkanäle (7) im Querschnitt die Gestalt eines Rechtecks besitzen.

11. Strangpresse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Breitseiten der Rechtecke durch die senkrecht auf sie auftreffenden, von der Längsachse (6) des Rezipienten (1) ausgehenden Radien halbiert werden.

12. Strangpresse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abstände der Preßkanäle (7) von der Längsachse (6) des Rezipienten (1) unterein­ ander gleich sind.

13. Strangpresse nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß vier Preßkanäle (7) vorgesehen sind.

14. Strangpresse nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkanäle (7) untereinander gleich ausgebildet sind.

15. Rückwärtsstrangpresse zum Durchführen des Ver­ fahrens nach Anspruch 3 mit einem Rezipienten für einen mehrschichtigen Block und mit einer Matrize mit mehreren Preßkanälen am Matrizenaustritt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strangpreßmatrize (5) am Ein­ trittsende einen im Querschnitt ringförmigen Preßkanal (7) aufweist, welcher sich in Fließrichtung des Block­ materials in zwei oder mehrere Zweigkanäle (7a) ver­ zweigt, welche durch Stege (15) gegeneinander getrennt sind.

16. Strangpresse nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Preßkanal (7) an seinem Eintritts­ ende im Querschnitt kreisringförmig gestaltet ist.

17. Strangpresse nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßkanal (7) und der Rezipient (1) eine gemeinsame Längsachse (6) besitzen.

18. Strangpresse nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigkanäle (7a) in Fließrichtung des Blockmaterials auseinanderstreben.

19. Strangpresse nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die anfänglich kreis­ ringsegmentförmige Querschnittsgestalt der Zweigkanäle (7a) in Fließrichtung des Blockmaterials stetig in einen rechteckigen Querschnitt übergeht.

20. Strangpresse nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Quer­ schnittsfläche der Zweigkanäle (7a) über ihre Länge konstant ist.

21. Strangpresse nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigkanäle (7a) untereinander gleich ausgebildet sind.

22. Strangpresse nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (15), durch welche die Zweigkanäle (7a) getrennt sind, mit Schneiden (16) versehen sind.

23. Strangpresse nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stege (15) den Kern (14) des ring­ förmigen Preßkanals (7) halten.

24. Strangpresse nach einem der Ansprüche 6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Rezipienten (1) zur Aufnahme eines zylindrischen Blocks (2) zylindrisch ausgebildet ist.