JPH09323570A - 複合部材及びその製造方法 - Google Patents

複合部材及びその製造方法

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JPH09323570A
JPH09323570A JP9038919A JP3891997A JPH09323570A JP H09323570 A JPH09323570 A JP H09323570A JP 9038919 A JP9038919 A JP 9038919A JP 3891997 A JP3891997 A JP 3891997A JP H09323570 A JPH09323570 A JP H09323570A
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JP
Japan
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composite member
strip
shaping
sliding contact
light metal
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JP9038919A
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Joachim Dr Glueck
ヨアヒム・グリュック
Hermann Kidratschky
ヘルマン・キドラートシュキー
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3A Composites International AG
Original Assignee
Alusuisse Lonza Services Ltd
Alusuisse Technology and Management Ltd
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Publication date
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M7/00Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/22Making metal-coated products; Making products from two or more metals
    • B21C23/24Covering indefinite lengths of metal or non-metal material with a metal coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
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    • B23D31/002Breaking machines, i.e. pre-cutting and subsequent breaking
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    • B60M1/00Power supply lines for contact with collector on vehicle
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    • B60M1/302Power rails composite

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽金属製負荷支持賦形構成要素と、摩耗に対
して高い抵抗を示す別の金属でできた少なくとも一つの
賦形ストリップとを含む複合部材及びその製造方法の提
供。 【解決手段】 賦形ストリップ(20)は、押出し中、
負荷支持賦形構成要素に金属結合される。複合部材(1
0)は、特定的には、導体レールとして使用されるよう
になっており、賦形ストリップが構成する摺動接触面
(26)を有する。複合部材には少なくとも一つの賦形
ストリップ(20)が摺動接触平面(E)に対してほぼ
垂直に又はこれに対して傾斜して埋設されている。賦形
ストリップ(20)は、複合部材(30)の長手方向軸
線(A)の両側を延びており、長手方向軸線から距離
(n)だけ離間されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽金属製負荷支持
賦形構成要素及びこの構成要素に押出し中に金属結合さ
れる摩耗に対して高い抵抗を示す別の金属でできた少な
くとも一つの賦形ストリップを含み、賦形ストリップが
構成する摺動接触面を持つ導体レールとして使用するた
めの複合部材に関する。本発明は、更に、二つの賦形構
成要素からこのような複合部材を製造するための方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ国特許第DE-B24 32 541
号には、負荷支持形材及びこの負荷支持形材の表面の少
なくとも一部を形成する別の金属でできた賦形ストリッ
プの形態の少なくとも一つの表面層から導体レールを製
造するための方法が記載されている。押出し工程中、負
荷支持形材は、ダイの賦形開口部にインゴットブロック
を押し込むと同時に、賦形ストリップをダイ開口部と平
行にダイの中央軸線に通すことによって形成される。こ
の特許発明の目的、即ち、経済的な手段で表面層と基材
との間を適切に接合することは、予め張り合わせた(pr
e-clad)ストリップを使用しない場合でも、少なくとも
二つの複合部材を同時に製造することによって達成され
る。製造は、表面層で被覆されるべき負荷支持形材の領
域が互いに向き合い、互いに重なった対をなした賦形ス
トリップをこれらの領域の間で賦形ダイの開口部に通す
ことによって行われる。
【0003】この方法を使用して多くの形状の形材が製
造された。アルミニウム製のベース形材と賦形ストリッ
プとが適切に相互係止されていない場合には、例えば両
材料を用いた剪断試験によって、接合が適切になされて
いることを示す必要がある。更に、周知のプロセスは、
摺動接触面と平行に延びる薄い鋼製ストリップで摩耗抵
抗が決まる形材を提供する。可鍛鋼ストリップの厚さ及
びこの材料に関する最大摩耗深さは、当該技術分野で
は、現在のところ、最大6mmである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】当該技術分野の現状に
鑑み、本発明の目的は、予め張り合わせていない(non-
preclad )賦形ストリップの場合でも、負荷支持形材と
賦形ストリップとの間の接合を改善することである。こ
れと同時に製造上の特定の経済的特徴が保持される。こ
れにより、製造及び試験にかかる現在の費用を低減し、
摩耗寿命、即ち、製品に期待される使用寿命を長くす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的は、独立項に記
載の本発明によって達成される。従属項は、本発明の好
ましい態様に関する。
【0006】本発明によれば、少なくとも一つの賦形ス
トリップを、摺動接触平面に対してほぼ垂直に又はこれ
に対して傾斜して軽金属材料に埋設する。賦形ストリッ
プには、好ましくは、相互係止作用を改善するための凹
所、開口部、リル(rill)、溝等の窪みが少なくともそ
の主面に設けられている。
【0007】2つの設計が好ましいということがわかっ
た。即ち、一方の設計では、複合部材の長手方向に延び
る賦形ストリップの狭幅の側部が摺動接触平面を構成
し、他方の設計では、賦形ストリップが複合部材の長手
方向軸線の両側にあり且つ長手方向軸線から所定距離離
間されている。
【0008】従って、本発明の範囲には、銅、又は鉄を
基材とした材料、特定的には鋼、でできた賦形ストリッ
プを両広幅面及び狭幅の縁部面でアルミニウム母材と接
触させることが含まれる。これによって、接合面が広く
なり、二つの材料間の摩擦が大きくなる。
【0009】本発明によれば、賦形ストリップは、全て
の側部が軽金属で包囲され、摺動接触面を提供する狭幅
の側部が薄い軽金属層で覆われており、これによって、
ダイ壁が賦形ストリップと直ちに接触しないようにし、
ダイの壁が損傷しないようにする。
【0010】本発明の別の特徴によれば、机状傾斜面が
一方の狭幅の側の側方に設けられており、賦形ストリッ
プを収容した軽金属構成要素のレールヘッドを構成す
る。
【0011】このような複合部材は、ダイ開口部を通し
て軽金属母材を押出し、この際、上述のストリップ状賦
形構成要素のうちの少なくとも一方を押出し方向に供給
し、即ち、ストリップ状賦形構成要素をダイ開口部の長
手方向軸線と平行に、又はこの軸線に対して傾斜した状
態で軽金属母材に導入することによって、少なくとも二
つの賦形構成要素から製造される。ストリップ状賦形構
成要素の両広幅面及び少なくとも一つの狭幅面が母材に
埋設され、これによって、二つの構成要素が力が加わっ
た状態で接合され、これらの構成要素が互いに相互係止
される。
【0012】ドイツ国特許第DE-B24 32 541号
におけるように、対をなした複合部材を、摺動接触面が
互いに向き合った状態で同時に押し出す場合には、本発
明によれば、軽金属母材に導入した二つの平行なストリ
ップ状構成要素間に中空チャンバを形成する。前記チャ
ンバの輪郭は、複合部材の机状傾斜側部によって形成さ
れ、摺動接触面の平面と交差する。次いで、分離工具を
形材の中空チャンバ内に導入することによって、これら
の二つの複合部材を摺動接触平面のところで分離する。
【0013】所与の目的は、以上説明した方法によって
問題なく達成される。更に、以下の利点が得られる。
【0014】−押出し工具が簡単になり、押出し速度が
向上し、 −相互係止構成要素及び新たな形材形状を使用すること
によって新たな形材についての開発費用が小さくなり、 −従来得られなかった耐摩耗性を持つ小断面の複合部材
を製造でき、 −溝、凹所、開口部が、これらが設けられていない場合
には平らなストリップの輪郭に設けられているため、押
出し中に相互係止作用が得られ、その結果、複合部材を
試験しなくてもよくし、 −金属結合が形成されなくても押出し速度が上昇し、 −形材のヘッドの耐摩耗部品の厚さを、好ましくは、1
5mm乃至25mmに増大し、アルミニウム製ベース形材で
の賦形ストリップの固定又は深さを増大する。
【0015】本発明のこの他の利点、特徴、及び詳細
は、好ましい例示の実施例の以下の説明を添付図面を参
照して読むことによって明らかになる。
【0016】
【発明の実施の形態】導体レールとして使用できる複合
部材10は、図1に示すように、アルミニウム合金を押
出しによって形成したレール本体を有する。レール本体
は水平ベース12を有し、このベースは、膨出部形状の
カラー16及びヘッド18の形態に続くネック14によ
って延長され、T字形状をなす。平らな矩形のストリッ
プ形材20がレール本体に埋設されており、長手方向軸
線Aに沿って延びる。形材20には、ヘッド18の母材
材料と相互係止するため、開口部、凹所、溝22等の輪
郭、及び波形、ローレット目等の表面構造が設けられて
いる。
【0017】ストリップ形材20の厚さbは、好ましく
は約5mmであり、断面の高さh即ちその最も広幅の面2
4の幅は、ここでは、15mm乃至25mmである。これ
は、このような種類のレールの摩耗面の寸法と対応す
る。ヘッド18には、下方に傾斜した机形状の面28が
狭幅の面26の両側に設けられている。狭幅の面26の
表面平面Eは、集電器(図示せず)に対する摺動接点と
して役立つ。レールを別の整合したレール形材に接合す
るため、継目板15がレールのネックにボルト止めされ
ている。
【0018】図2は、押出しダイ(図示せず)の共通の
開口部を通した一対の複合部材30の同時製造を示す。
複合部材30のヘッド18にある、対称軸線即ち中央軸
線Aと平行に延びており且つこの軸線から距離n離間し
た一対の賦形ストリップ形材20の摺動接触面26は、
他方の複合部材30の整合した賦形ストリップ形材20
の摺動接触面26と当接している。図1に関して説明し
たストリップ形材20の側方に位置する側面28は、図
2では、一時的中空チャンバ32を中央軸線Aのところ
に形成する。
【0019】結果的に得られた所定長さの形材を冷却し
た後、押出形材の中空チャンバ32に導入した分離マン
ドレル36の刃34で両複合部材を分離する。分離は、
搾りマンドレルを中空チャンバ32に導入した後に行わ
れる。
【0020】図3の複合部材30a は、その相手の形材
なしで、即ち単一の形材として示してある。ダイを保護
するため、その摺動接触面26は両方とも母材材料のス
キンで覆われている。このことは、図4に示す複合部材
30b についてもいえる。この形材は、形材内に中空チ
ャンバなしで形成され、そのストリップ状形材20の摺
動接触面を覆う平らな頂層40が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図1】複合部材の断面図である。
【図2】同時に製造された二つの複合部材及びこれらの
形材を分離するための工具の斜視図である。
【図3】複合部材の断面図である。
【図4】二つの他の同時に製造された複合部材の断面図
である。
【符号の説明】
10 複合部材 12 水平ベース 14 ネック 15 継目板 16 カラー 18 ヘッド 20 賦形ストリップ形材 26 摺動接触面 28 側面 30 複合部材 32 中空チャンバ 34 刃 36 分離マンドレル
フロントページの続き (71)出願人 591059652 Badische Bahnhofstr asse 16, CH−8212 Neuha usen am Rheinfall,S witzerland (72)発明者 ヘルマン・キドラートシュキー ドイツ連邦共和国デー−78247 ヒルジン ゲン,ホムボルシュトラーセ 1

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軽金属製負荷支持賦形構成要素及び押出
    し中に前記構成要素に金属結合された摩耗に対して高い
    抵抗を示す別の金属でできた少なくとも一つの賦形スト
    リップを含み、特定的には、前記賦形ストリップが構成
    する摺動接触面を持つ導体レールとして使用するための
    複合部材において、 前記複合部材(10、30、30a 、30b )の少なく
    とも一つの賦形ストリップ(20)が、前記摺動接触平
    面(E)に対してほぼ垂直に又はこれに対して傾斜して
    前記軽金属材料に埋設されていることを特徴とする、複
    合部材。
  2. 【請求項2】 前記賦形ストリップ(20)は、前記複
    合部材(10)の長手方向軸線(A)に沿って延びてお
    り、前記賦形ストリップの狭幅の面(26)は、摺動接
    触平面(E)と接触する摺動接触面を提供することを特
    徴とする、請求項1に記載の複合部材。
  3. 【請求項3】 前記賦形ストリップ(20)は、前記複
    合部材(30)の長手方向軸線(A)の両側を延びてお
    り、長手方向軸線からの距離が(n)であることを特徴
    とする、請求項1に記載の複合部材。
  4. 【請求項4】 二つの前記賦形ストリップ(20)の狭
    幅の面(26)は、前記摺動接触平面(E)と接触する
    摺動接触面を提供することを特徴とする、請求項2に記
    載の複合部材。
  5. 【請求項5】 前記賦形ストリップ(20)は、全ての
    側部が前記軽金属内に埋設されており、前記摺動接触平
    面(E)を提供する前記狭幅の面(26)は、軽金属の
    薄い層(38、40)によって覆われていることを特徴
    とする、請求項1又は2に記載の複合部材。
  6. 【請求項6】 前記賦形ストリップ(20)は、凹所、
    開口部、溝等の一体の賦形部を有することを特徴とす
    る、請求項1乃至5のうちのいずれか一項に記載の複合
    部材。
  7. 【請求項7】 前記賦形ストリップ(20)は、波形又
    は溝等の保持手段を少なくともその広幅の面(24)上
    に有することを特徴とする、請求項1乃至6のうちのい
    ずれか一項に記載の複合部材。
  8. 【請求項8】 前記賦形ストリップ(20)を含む軽金
    属構成要素のヘッド(18)の狭幅の面(26)の少な
    くとも一方の側に机状傾斜側面(28)が設けられてい
    ることを特徴とする、請求項1乃至7のうちのいずれか
    一項に記載の複合部材。
  9. 【請求項9】 特定的には、請求項1乃至8のうちのい
    ずれか一項に記載の複合部材を製造する目的で、母材、
    好ましくは軽金属母材をダイ開口部を通して押出し、こ
    の際、少なくとも一つのストリップ状賦形構成要素を前
    記軽金属母材内に押出し方向で供給し、これらの賦形構
    成要素間に接合部を形成することによって、少なくとも
    二つの賦形構成要素から複合部材を製造するための方法
    において、前記ストリップ状形材構成要素を前記ダイ開
    口部の長手方向軸線と平行に、又はこの軸線に対して傾
    斜した状態で前記軽金属母材に導入し、両広幅面及び少
    なくとも一つの狭幅面を前記母材に埋設し、これによっ
    て、前記二つの構成要素を力が加わった状態で接合し、
    これらの構成要素を互いに相互係止する、方法。
  10. 【請求項10】 摺動接触面が互いに向き合った少なく
    とも二つの複合部材を請求項9に従って押出すプロセス
    において、前記軽金属母材内に導入した二つの平行なス
    トリップ状賦形構成要素間に中空チャンバを形成し、前
    記チャンバの輪郭は、複合部材の机状傾斜側面によって
    形成され、前記摺動接触面の平面と交差することを特徴
    とする、請求項9に記載の複合部材。
  11. 【請求項11】 前記複合部材は、前記形材の前記中空
    チャンバに分離工具を導入することによって前記摺動接
    触平面のところで分離されることを特徴とする、請求項
    10に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記押出しプロセス中、前記ストリッ
    プ状賦形構成要素は全ての側部が前記軽金属母材内に埋
    設されており、前記摺動接触面の軽金属層は、後に除去
    されることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
JP9038919A 1996-02-26 1997-02-24 複合部材及びその製造方法 Pending JPH09323570A (ja)

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DE19607221A DE19607221A1 (de) 1996-02-26 1996-02-26 Verbundprofil aus zwei unterschiedlichen Metallen, insbesondere zum Einsatz als Stromschiene, sowie Verfahren zu dessen Herstellung
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JP (1) JPH09323570A (ja)
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CA (1) CA2197154A1 (ja)
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