DE4410688A1

DE4410688A1 - Verbundprofil mit einem Tragkörper aus einem Leichtmetallwerkstoff von wenigstens einem metallisch verbundenen Profilband sowie Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofils

Info

Publication number: DE4410688A1
Application number: DE4410688A
Authority: DE
Inventors: Diethelm Dipl Ing Woempner
Original assignee: Alusuisse Lonza Services Ltd
Current assignee: 3A Composites International AG
Priority date: 1994-03-28
Filing date: 1994-03-28
Publication date: 1995-10-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil mit einem Tragkör per aus einem Leichtmetallwerkstoff als Profilkomponente und wenigstens einer mit diesem während eines Strangpreß vorganges als Oberflächenbeschichtung metallisch verbunde nen weiteren Profilkomponente, insbesondere einem Profil band aus einem anderen Metall. Zudem erfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundprofiles aus zwei Profilkomponenten.

Der DE-PS 24 32 541 ist ein Verfahren zum Herstellen von Stromschienen aus einem Trägerprofil und mindestens einer wenigstens einen Teil der Oberfläche des Trägerprofils bildenden Auflage aus Profilband eines anderen Metalls zu entnehmen. Während eines Strangpreßvorganges wird das Trägerprofil durch Auspressen eines Blockes durch den Formgebungsquerschnitt einer Matrize erzeugt, und gleichzeitig durchläuft das Profilband zur Matrizen längsachse parallel den Matrizendurchbruch oder Formge bungsquerschnitt. Zur Lösung der Aufgabe, eine ausrei chende Verbindung zwischen Trägerprofil und Profilband auch bei Verwendung nicht vorplattierter Bänder zu gewährleisten und zudem eine besonders wirtschaftliche Herstellung zu ermöglichen, werden nach der Vorerfindung mindestens zwei Verbundprofile gleichzeitig hergestellt, wobei die mit den Auflagen zu versehenden Bereiche der Trägerprofile einander gegenüberstehen und zwischen diesen die Profilbänder paar weise aufeinanderliegend durch den Formgebungsquerschnitt geführt werden.

Es sind nach diesem Verfahren viele Profilformen herge stellt worden, wobei in Fällen besonders hoher Belastung langfristig ein Loslösen des Profilbandes von seinem Tragkörper aus Leichtmetall trotz der innigen metallischen Verbindung denkbar wäre.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfin der das Ziel gesetzt, die Verbindung zwischen Trägerprofil und Profilband unter Beibehaltung der besonderen wirtschaftlichen Herstellungsmöglichkeiten weitergehend zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Patentansprüche; die Unteransprüche geben günstige Weiter bildungen an.

Erfindungsgemäß weist das Profilband an zumindest einer seiner Längskanten von seiner tragkörperseitigen Innenflä che in Abstand zueinander abragende Ausformungen auf, welche in den Tragkörper eingebettet sind. Dabei sollen die Ausformungen hinterschnittene Zwischenräume begrenzen, welche vom metallischen Werkstoff des Tragkörpers form schlüssig ausgefüllt sind.

Dank dieser Maßgabe ergibt sich eine doppelte Sicherung der dauerhaften Verbindung beider Profilkomponenten, nämlich zum einen die metallische Verbindung zwischen Leichtme tallwerkstoff und Profilband sowie zum anderen der formschlüssige Verbund an den Ausformungen. Diese Art der Bindung bleibt auch dann erhalten, wenn bereichsweise jene metallische Verbindung fehlen oder schwach ausgefallen sein sollte.

Als günstig hat es sich zudem erwiesen, die Ausformungen wenigstens teilweise in einem Winkel zur Längsachse des Profilbandes zu stellen, bevorzugt in Preßrichtung einwärts geneigt; diese Maßgabe verinnigt den Formschluß.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ragt von der Innenfläche des Profilbandes zwischen seinen Längskanten in Abstand zu diesen wenigstens eine Reihe von Ausformungen ab zur Unterstützung des Verbundes.

Vorteilhafterweise können die Ausformungen zur Innenfläche des Profilbandes geneigt sein, gegebenenfalls entstehen so zwei unterschiedliche Neigungsrichtungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Verbund profiles zeichnet sich dadurch aus, daß in die Leichtme tallmatrix aus der Ebene der bandartigen Profilkomponente herausragende Ausformungen eingebettet und mit ihr form schlüssig verbunden werden. Bevorzugt werden die Ausformun gen der bandartigen Profilkomponente/n aus deren Ebene am Eintritt in den Matrizendurchbruch gebogen.

Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die weitergehende Maßgabe des Einführens von wenigstens zwei flächig aufeinanderliegenden getrennten bandartigen Profil komponenten in den Matrizendurchbruch, wobei sich die bandartigen Profilkomponenten zum einen im Bereich ihrer dabei nach außen gerichteten Oberfläche mit der von der Matrix gebildeten anderen Profilkomponente innig verbinden sowie anderseits von der benachbarten bandartigen Profil komponente an den geschützt aneinanderliegenden Bandober flächen getrennt bleiben.

Insgesamt führt die beschriebene Lösung zu einem die blei bende innige Bindung der Profilkomponenten gewährleistenden Verbundprofile und damit zur vollkommenen Lösung der vom Erfinder gesehenen Aufgabe.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in schematischen Skizzen

Fig. 1: einen Querschnitt durch ein Mehrfachverbundpro fil;

Fig. 2: eine teilweise Stirnansicht zweier aneinander liegender Verbundprofile aus jeweils zwei Ver bundpartnern;

Fig. 3: den vergrößerten Schnitt durch einen Abschnitt der Verbundprofile der Fig. 2;

Fig. 4: eine Schrägsicht auf einen Verbundpartner des Verbundprofils in drei Ausführungsbeispielen;

Fig. 5: eine Seitenansicht eines Verbundpartners des Verbundprofils in zwei anderen Ausführungsbei spielen.

In einer aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Strangpresse werden gleichzeitig mehrere Verbundprofile 10 als Teile eines sog. Mehrfachverbundprofils 11 gemeinsam erzeugt, die in einer Ausgestaltung jeweils aus einem schienenartigen Tragkörper 12 mit beidseits eines Steges 14 ausgeformten Schienenköpfen 16 einerseits sowie zumindest einem mit einem der Schienenköpfe 16 während des Preßvorganges verbundenen Profilband 18 anderseits bestehen. Letzteres ist aus einem Eisen- oder Buntmetall hergestellt, der Tragkörper 12 aus einer Aluminiumlegierung.

Während des Preßvorgangs wird das Profilband 18 einem formenden Matrizendurchbruch oder Formgebungsquerschnitt der Strangpresse zugeführt und durchwandert diesen zusammen mit der aus einem heißen Bolzen in fließfähigen Zustand überführten Matrix aus einer Aluminiumlegierung, wobei sich die beiden Metallwerkstoffe an ihren Berührungsflächen dank des hohen Formdruckes metallisch verbinden. Aus Gründen wirtschaftlicher Herstellung und zur Vermeidung von Beschä digungen der Begrenzungsflächen des Formgebungsquerschnitts infolge der Berührung mit den Kanten und Flächen des an sich formfertigen Profilbandes 18 liegen die Profilbänder 18 benachbarter Verbundprofile 10 aufeinander.

Der härtere Verbundpartner, also das Profilband 18, ist vorbereitend an seinen Längskanten 20 mit von der tragkör perseitigen Innenfläche 21 des Profilbandes 18 abragenden Anformungen oder Ausformungen 24 versehen, welche in einem mittleren Abstand f voneinander vorgesehen sind und so zwischen sich hinterschnittene Aussparungen 26 begrenzen.

Die der Fig. 3 zu entnehmende vergrößerte Wiedergabe zweier Hohlprofile 10 _h der Fig. 2 mit Profilbandauflage läßt zum einen eine hier in einem Winkel w nach außen geneigte Lage der Ausformungen 24 erkennen und deutet zum anderen an, daß die Ausformungen 24 der beiden aneinanderliegenden Profil bänder 18 in Seitenansicht gegeneinander versetzt sein können.

In einer Ausführung der Fig. 4, Mitte, stehen die recht winkelig von jener Innenfläche 21 des Profilbandes 18 abragenden Ausformungen 24 _a in einem Winkel e zur Längs achse M des Verbundprofils 10.

Die geneigte oder rechtwinkelige Stellung der Ausformungen 24, 24 _a wird entweder bereits vor der Zuführung der Profil bänder 18 zur Strangpresse erzeugt oder aber unmittelbar vor Eintritt in den Formquerschnitt der den Formgebungs querschnitt anbietenden Strangpreßmatrize durch eine Biege einrichtung.

Die Profilbänder 18 werden beispielsweise von zwei Haspeln abgewickelt und durchwandern vor dem Eintritt in die Strangpreßmatrize bzw. das Werkzeug ein Wärmegerät sowie eine Bürstenstation, in der die den Profilbändern 18 anhaf tende Oxidschicht zu Gewährleistung der metallischen Bin dung entfernt wird. Nach dem eigentlichen Preßvorgang treten die Profilbänder 18 aus dem Werkzeug mit dem ihnen als Tragkörper 12 angefügten verpreßten Leichtmetall aus, in das sie - wie gesagt - so eingebettet sind, daß sie das Werkzeug im Bereich des Formquerschnitts nicht oder nur wenig berühren.

Die drei Ausgestaltungen der in Fig. 4 dargestellten Pro filbänder 18, 18 _a, 18 _b weisen an den Längskanten 20 entweder Ausformungen 24 trapezartiger Gestalt auf oder hakenartige Ausformungen 24 _a, 24 _b mit in Abstand a zur Profiloberfläche 21 verlaufenden Hakenenden 25. Bei einer Ausführung ist eine in der Mittelachse M des Verbundprofils 10 verlau fende, an jene Innenfläche 21 angeformt Reihe von Ausfor mungen 24 _m in Abstand n zu der/den Längskante/n 20 angedeu tet.

Fig. 5 bietet T-förmige Ausformungen 24 _c an sowie Ausfor mungen 24 _d, zu deren Herstellung in einen Winkelschenkel 28 eines Profilbandes 18 _d Bohrungen 30 eingebracht werden, wonach ein Randstreifen 29 der Höhe b des Winkelschenkels 28 entfernt wird.

Dank der Ausformungen 24, 24 _d bis 24 _d - und andere Ausge staltungen der Ausformungen sind denkbar - entsteht während des Preßvorganges zusätzlich zum metallischen Verbund zwischen den beiden Profilkomponenten oder Verbundpartnern 12, 12 _h und 18, 18 _d eine formschlüssige mechanische Verbin dung mit dem jene Ausformungen 24, 24 _a bis 24 _d hintergrei fenden Tragkörper 12 aus der in die Hinterschneidungen dringenden - in diesem Zustand breiartigen - Aluminiumle gierung.

Selbst in Bereichen fehlender metallischer Bindung - etwa infolge von Resten der Oxidschicht am Profilband 18, 18 _d - sichert der beschriebene Formschluß den Verbund.

Claims

1. Verbundprofil mit einem Tragkörper aus einem Leichtme tallwerkstoff als Profilkomponente und wenigstens ei ner mit diesem/dieser während eines Strangpreßvorgan ges als Oberflächenbeschichtung metallisch verbundenen weiteren Profilkomponente, insbesondere einem Profil band, aus einem anderen Metallwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilband (18, 18 _a bis 18 _d) an zumindest einer seiner Längskanten (20) von seiner tragkörperseitigen Innenfläche (22) in Abstand (f) zueinander abragende Ausformungen (24, 24 _a bis 24 _d) aufweist, welche in den Tragkörper (12, 12 _h) eingebettet sind.

2. Verbundprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformungen (24, 24 _a bis 24 _d) hinterschnittene Zwischenräume (26) begrenzen, welche vom metallischen Werkstoff des Tragkörpers (12, 12 _h) formschlüssig aus gefüllt sind.

3. Verbundprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausformungen (24 _a) wenigstens teil weise in einem Winkel (e) zur Längsachse (M) des Pro filbandes (18 _a) stehen.

4. Verbundprofil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformungen (24 _a) in Preßrichtung (x) zur Längsachse (M) einwärts geneigt stehen.

5. Verbundprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß von der Innenfläche (21) des Profilban des (18 _b) zwischen seinen Längskanten (20) in Abstand (n) zu diesen wenigstens eine Reihe von Ausformungen (24 _m) abragt.

6. Verbundprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Ausformungen (24, 24 _a bis 24_d) zur Innenfläche (21) des Profilbandes (18) ge neigt sind (Fig. 3).

7. Verbundprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Ausformungen (24) trapezartig ausgebildet sind.

8. Verbundprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Ausformungen (24 _a) ha kenartig ausgebildet sind.

9. Verbundprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Ausformungen (24 _c, 24 _d) T-förmig ausgebildet sind.

10. Verfahren zum Herstellen eines Verbundprofils aus zumindest zwei Profilkomponenten durch Strangpressen unter Einführen einer bandartigen Profilkomponente in den Preßstrom der Matrix, bevorzugt einer Leichtme tallmatrix, unter Erzeugung einer metallischen Verbin dung zwischen den Profilkomponenten, insbesondere zum Herstellen von Verbundprofilen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leichtmetallmatrix aus der Ebene der bandartigen Profilkomponente in Abstand zueinander herausragende Ausformungen eingebettet und mit ihr formschlüssig verbunden werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformungen der bandartigen Profilkomponen te/n am Eintritt in den Matrizendurchbruch aus der Ebene der bandartigen Profilkomponente/n gebogen wer den.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch das Einführen von wenigstens zwei flächig auf einanderliegenden getrennten bandartigen Profilkompo nenten in den Matrizendurchbruch oder Formgebungsquer schnitt, wobei sich die bandartigen Profilkomponenten zum einen im Bereich ihrer dabei nach außen gerichte ten Oberfläche mit der von der Matrix gebildeten ande ren Profilkomponente innig verbinden sowie anderseits von der benachbarten bandartigen Profilkomponente an den geschützt aneinanderliegenden Bandoberflächen ge trennt bleiben.