DE19932600A1 - Verfahren zur Herstellung eines Prägeproduktes, insbesondere eines Elektroinstallationsproduktes - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Prägeproduktes, insbesondere eines Elektroinstallationsproduktes, durch Prägen einer Metallfolie (44), insbesondere einer Kupferfolie, auf ein flexibles Substrat (49) beschrieben, wobei ein Metallfolienband (44) zur Anwendung gelangt, das eine kleine Scherfestigkeit besitzt und das durch Ausbildung einer Blumenkohlstruktur mit zusätzlicher Blackoxidebeschichtung (74) am flexiblen Substrat (49, 49') festhaftend aufprägbar ist. Zum kontinuierlichen Transfer von Längsstreifen des Metallfolienbandes (44) auf das von einem Substratstreifen (49, 49') gebildete flexible Substrat kommt mindestens eine Prägewalze (12, 16) mit voneinander axial beabstandeten Prägeringen (36, 38) zur Anwendung. Das erfindungsgemäß hergestellte Produkt, insbesondere Elektroinstallationsprodukt, ist preisgünstig herstellbar und bspw. zum Ersatz von Kabelbäumen in Fahrzeugen vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Prägeproduktes, insbesondere eines Elektroinstallationsproduktes, durch Prägen einer Metallfolie, insbesondere Kupferfolie, auf ein flexibles Substrat.

Ein solches Verfahren ist bspw. aus der US-A-3 497 410 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine diskontinuierlich arbeitende Prägevorrichtung angewandt, um auf das flexible Substrat ein Leitungs- bzw. Schaltungsmuster einer elektrischen bzw. elektronischen Schaltung aufzuprägen. Während des jeweiligen Prägevorgangs müssen das flexible Substrat und die Metallfolie angehalten werden. Ein solches diskontinuierliches Prägeverfahren läßt also bezüglich Produktivität Wünsche offen. Gleiches gilt für das aus der DE-PS 808 052 bekannte diskontinuierliche Prägeverfahren zum Aufbringen leitender Metallschichten auf isolierende Trägerkörper.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem mit hoher Produktivität Prägeprodukte, insbesondere Elektroinstallationsprodukte, realisierbar sind. Bei diesen Elektroinstallationsprodukten handelt es sich bspw. um einen Ersatz für an sich bekannte Kabelbäume, wie sie in Fahrzeugen zum Einsatz gelangen, um die diversen elektrischen Komponenten wie Antriebsmotoren, Lichtquellen u. dgl. mit elektrischer Energie zu versorgen.

Die oben genannte Aufgabe kann erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß ein aufgrund seines Gefüges eine kleine Abscherfestigkeit besitzendes Metallfolienband, das durch eine galvanische Behandlung an einer Seite eine Blumenkohlstruktur und auf der Blumenkohlstruktur zusätzlich eine Blackoxidebeschichtung aufweist, gemeinsam mit dem von einem bandförmigen Streifen gebildeten flexiblen Substrat kontinuierlich durch eine Prägestation hindurchbewegt wird, die mindestens eine rotierende Prägewalze und mindestens eine rotierende Gegenwalze aufweist, wobei die/jede Prägewalze voneinander axial beabstandete Prägeringe aufweist, um den Prägeringen entsprechende Streifen des Metallfolienbandes, insbesondere Kupferfolienbandes, kontinuierlich in Längsrichtung auf den Substratstreifen zu transferieren. Bei dem besagten Metallfolienband kleiner Scherfestigkeit kann es sich um eine Folie handeln, wie sie in der EP 0 063 347 A1 beschrieben ist. In der älteren Patentanmeldung 198 57 157.7 ist eine solche Metallfolie kleiner Scherfestigkeit mit einer Blumenkohlstruktur und einer Blackoxidebeschichtung beschrieben.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß nicht unbedingt eine Metallfolie zur Anwendung gelangen muß, die aufgrund ihres Gefüges eine kleine Scherfestigkeit besitzt, sondern daß es auch möglich ist, eine handelsübliche Metallfolie anzuwenden und diese geeignet zu präparieren, d. h. die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann erfindungsgemäß auch dadurch gelöst werden, daß ein handelsübliches Metallfolienband, insbesondere Kupferfolienband, durch eine galvanische Behandlung auf einer Seite eine Blumenkohlstruktur und auf der Blumenkohlstruktur zusätzlich eine Blackoxidebeschichtung aufweist, wodurch sein Gefüge eine kleine Scherfestigkeit besitzt, gemeinsam mit dem von einem bandförmigen Streifen gebildeten flexiblen Substrat kontinuierlich durch eine Prägestation hindurchbewegt wird, die mindestens eine rotierende Prägewalze und mindestens eine rotierende Gegenwalze aufweist, wobei die/jede Prägewalze voneinander axial beabstandete Prägeringe aufweist, um den Prägeringen entsprechende Streifen des Metallfolienbandes, insbesondere Kupferfolienbandes, kontinuierlich in Längsrichtung auf den Substratstreifen zu transferieren.

Die erfindungsgemäß zur Anwendung gelangende Metallfolie, insbesondere Kupferfolie, weist sowohl im ersteren Fall als auch im letzteren Fall der handelsüblichen Metall- bzw. Kupferfolie eine kleine Scherfestigkeit auf, so daß ein sehr genau und scharf begrenztes Strukturieren bzw. Prägen möglich ist. Die Haftfestigkeit der auf das flexible Substrat kontinuierlich streifenförmig aufgeprägten Metallfolie ist gleichsam vom Material des Substratstreifens unabhängig sehr hoch, d. h. erfindungsgemäß kann für das Substrat im Bedarfsfall auch Papier verwendet werden. Bevorzugt ist es jedoch, wenn als Substratstreifen ein thermoplastisches Kunststoffolienband verwendet wird.

Als vorteilhaft hat es sich bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen, wenn ein Metallfolienband, insbesondere Kupferfolienband, mit einer Dicke zwischen 15 und 100 µm und wenn ein Substratstreifen bzw. ein thermoplastischer Kunststoffolienstreifen mit einer Dicke zwischen 100 und 500 µm angewandt wird. Bei dem besagten thermoplastischen Kunststoff kann es sich um PA, PP, PBT, ABS, PC o. dgl. handeln.

Das mit den Streifen des Metallfolienbandes beprägte bandförmige Prägeprodukt, insbesondere Elektroinstallationsprodukt, kann auf einen Wickeldorn aufgewickelt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß das mit den Streifen des Metallfolienbandes beprägte bandförmige Prägeprodukt, insbesondere Elektroinstallationsprodukt, stromabwärts nach der Prägestation auf definierte Längen abgeschnitten wird.

Wird eine Prägestation mit einer einzigen Prägewalze angewandt, so ergibt sich ein dem Abstand zwischen den Prägeringen der Prägewalze entsprechender Abfall an Metallfolienband. Dieser Abfall kann auf ein Minimum reduziert werden, wenn bei Verwendung von mehr als einer Prägewalze die Prägeringe der hintereinander angeordneten Prägewalzen seitlich gegeneinander derartig versetzt sind, daß die Prägeringe der stromabwärtigen Prägewalze den Lücken zwischen den Prägeringen der stromaufwärtigen Prägewalze zugeordnet sind, wobei jeder Prägewalze ein eigener Substratstreifen zugeführt wird. Dann ist es nämlich möglich, mit der stromaufwärtigen Prägewalze aus dem Metallfolienband den Prägeringen der ersten Prägewalze entsprechende Metallstreifen aus- und auf einen ersten Substratstreifen aufzuprägen und mit Hilfe der daran stromabwärts anschließenden zweiten Prägewalze die verbleibenden Metallstreifen auf einen zweiten Substratstreifen zu prägen, d. h. kontinuierlich zu übertragen. Auf diese Weise wird das jeweilige Metallfolienband gleichsam vollkommen verbraucht.

Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Prägeprodukt, insbesondere Elektroinstallationsprodukt, kann auf der Oberseite der Metallstreifen mit einer Schutzschicht und/oder an der von den Metallstreifen abgewandten Unterseite des Substratstreifens mit einer Kleberschicht versehen werden, um das Präge- insbesondere Elektroinstallationsprodukt an einem bestimmten Ort fixieren zu können. Desweiteren ist es möglich, daß mindestens zwei Prägeprodukte zu einem mehrlagigen Elektroinstallationsgebilde zusammengeklebt werden.

Bei einer Ausbildung der zuletzt genannten Art können Prägeprodukte miteinander derartig verklebt werden, daß die Metallfolienband-Streifen voneinander verschiedener Gebildelagen sich unter einem bestimmten Winkel kreuzen.

Am jeweiligen, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Prägeprodukt können Kontakteinrichtungen angebracht werden. Bei diesen Kontakteinrichtungen handelt es sich bspw. um Stecker, Kontaktestifte o. dgl..

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Prägeprodukte, insbesondere Elektroinstallationsprodukte. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in einer Seitenansicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung in Blickrichtung des Pfeiles II in Fig. 1 zur Verdeutlichung zweier hintereinander angeordneter Prägewalzen,

Fig. 3 in einer Schnittdarstellung einen Abschnitt eines mit der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 hergestellten Prägeproduktes,

Fig. 4 eine Ansicht eines anderen Prägeproduktes, insbesondere Elektroinstallationsproduktes, in einer Ansicht von oben, und

Fig. 5 in einer der Fig. 3 ähnlichen Schnittdarstellung abschnittweise ein mehrlagig ausgebildetes Prägeprodukt, insbesondere Elektroinstallationsprodukt.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht eine Prägestation 10 mit einer ersten Prägewalze 12 mit zugehöriger Gegenwalze 14 und mit einer davon beabstandeten zweiten Prägewalze 16 und einer zugehörigen Gegenwalze 18. Die erste Prägewalze 12 wird um ihre Achse 20 rotativ angetrieben. Das ist durch den bogenförmigen Pfeil 22 angedeutet. Die zur ersten Prägewalze 12 zugehörige erste Gegenwalze 14 wird um ihre Achse 24 simultan rotativ angetrieben. Das ist durch den bogenförmigen Pfeil 26 angedeutet. Entsprechend wird die zweite Prägewalze 16 um ihre Achse 28 rotativ angetrieben, was durch den bogenförmigen Pfeil 30 verdeutlicht ist. Die zur zweiten Prägewalze 16 zugehörige zweite Gegenwalze 18 wird um ihre Achse 32 simultan rotativ angetrieben. Das ist durch den bogenförmigen Pfeil 34 verdeutlicht.

Die erste Prägewalze 12 ist - wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist - mit voneinander axial beabstandeten Prägeringen 36 und die zweite Prägewalze 16 ist mit voneinander axial beabstandeten Prägeringen 38 ausgebildet. Die Prägeringe 38 sind in bezug zu den Prägeringen 36 axial derartig versetzt, daß die Prägeringe 38 der zweiten Prägewaslze 16 den Lücken 40 zwischen den Prägeringen 36 der ersten Prägewalze 12 zugeordnet sind.

Von einer ersten Vorratsspule 42 (sh. Fig. 1) wird ein Metallfolienband 44 abgespult und in den Prägespalt 46 zwischen der ersten Prägewalze 12 und der zugehörigen ersten Gegenwalze 14 eingezogen. Das ist durch den Pfeil 48 angedeutet. Simultan wird in den Prägespalt 46 ein streifenförmiges flexibles Substrat eingezogen, das auf einer zweiten Vorratsspule 48 bevorratet ist. Dieses Einziehen des Metallfolienbandes 44 in den Prägespalt 46 ist durch den Pfeil 50 angedeutet.

Mit Hilfe der ersten Prägewalze 12, d. h. mit Hilfe der voneinander axial beabstandeten Prägeringe 36 der ersten Prägewalze 12, werden den Prägeringen 36 entsprechende Streifen 52 des Metallfolienbandes 44 auf das streifenförmige flexible Substrat 49 transferiert, d. h. kontinuierlich aufgeprägt. Der mit den Metallstreifen 52 beprägte Substratstreifen 49 wird stromabwärts nach dem Prägespalt 46 zwischen der ersten Prägewalze 12 und der Gegenwalze 14 um eine Umlenkwalze 54 umgelenkt und auf einen ersten Wickeldorn 56 aufgewickelt.

Der durch die Lücken 40 zwischen den Prägeringen 36 der ersten Prägewalze 12 nicht auf den flexiblen Substratstreifen 49 aufgeprägte Rest 58 des Metallfolienbandes 44 wird in einen zweiten Prägespalt 60 eingeleitet, der zwischen der zweiten Prägewalze 16 bzw. deren Prägeringen 38 und der zugehörigen zweiten Gegenwalze 18 vorhanden ist. Dieses Einleiten des Restes 58 des Metallfolienbandes 44 in den zweiten Prägespalt 60 ist durch den Pfeil 62 angedeutet. Simultan wird in den zweiten Prägespalt 60 ein zweiter flexibler Substratstreifen 49' eingeleitet, der an einer dritten Vorratsspule 64 bevorratet ist. Die simultane Einleitung des flexiblen Substratstreifens 49' in den zweiten Prägespalt 60 ist durch den Pfeil 66 verdeutlicht. Mit Hilfe der zweiten Prägewalze 16 und der zugehörigen zweiten Gegenwalze 18 wird auf den flexiblen Substratstreifen 49' der Rest 58 des Metallfolienbandes 44, d. h. werden den Prägeringen 38 der zweiten Prägewalze 16 entsprechende Metallstreifen 52' aufgeprägt. Der mit dem Metallstreifen 52' beprägte Substratstreifen 49' wird stromabwärts hinter dem zweiten Prägespalt 60 um eine Umlenkwalze 54' umgelenkt und auf einen zweiten Wickeldorn 68 aufgewickelt.

Fig. 3 zeigt abgeschnitten in einer Schnittdarstellung ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes einlagiges Prägeprodukt 70, wie es auf den ersten Wickeldorn 56 bzw. auf den zweiten Wickeldorn 68 aufgewickelt werden kann (sh. Fig. 1). Das Prägeprodukt 70, bei dem es sich insbesondere um ein Elektroinstallationsprodukt handelt, weist zueinander parallel verlaufende Metallstreifen 52 bzw. 52' auf, die auf einem flexiblen Substratstreifen 49 bzw. 49' festhaftend in Längsrichtung aufgeprägt sind. Zu diesem Zwecke weisen die besagten Metallstreifen 52 bzw. 52' auf ihrer Prägeseite 72 eine Blumenkohlstruktur auf, die mit Blackoxide beschichtet ist. Die Blumenkohlstruktur mit Blackoxidebeschichtung ist in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 74 bezeichnet.

Auf der vom flexiblen Substratstreifen 49 bzw. 49' abgewandten Außenseite können die Metallstreifen 52 bzw. 52' mit einer Schutzschicht 76 bedeckt sein, mittels welcher die Metallstreifen 52, 52' gegen Einwirkungen von außen geschützt werden. Die Schutzschicht 76 kann außerdem dazu vorgesehen sein, die elektrische Isolierung zwischen den benachbarten Metallstreifen 52, 52' zu optimieren.

Der flexible Substratstreifen 49, 49' kann auf der von den Metallstreifen 52, 52' abgewandten Unterseite mit einem Kleber 78 beschichtet sein, mit dessen Hilfe das Prägeprodukt 70 an einem Gegenstand wie einem Karosserieboden eines Fahrzeuges o. dgl. befestigbar ist.

Fig. 4 zeigt abschnittweise in einer Ansicht von oben eine Ausbildung eines Prägeproduktes 70, insbesondere ein Elektroinstallationsprodukt, das - ähnlich wie das in Fig. 5 gezeichnete und weiter unten beschriebene Prägeprodukt - mehrlagig ausgebildet ist. Mindestens eine Gebildelage 80 kreuzt mindestens eine weitere Gebildelage 82 unter einem bestimmten Winkel. In Fig. 4 handelt es sich hierbei um einen rechten Winkel. Entsprechende Metallstreifen 52 der mindestens einen Gebildelage 82 sind mit Metallstreifen 52' der Gebildelage 80 mittels Kontaktelementen 84 elektrisch leitend verbunden. Die Metallstreifen 52 sind mit einer zugehörigen Kontakteinrichtung 86 und Metallstreifen 52' sind mit einer Kontakteinrichtung 86' zusammengeschaltet.

Fig. 5 zeigt in einer der Fig. 3 ähnlichen Schnittdarstellung abschnittweise ein mehrlagiges, d. h. ein zweilagiges Prägeprodukt 70 mit flexiblen Substratstreifen 49, die jeweils mit Metallstreifen 52 mittels einer Blumenkohlstruktur und Blackoxidebeschichtung 74 fest verbunden sind. Die Gebildelagen 80 aus Metallstreifen 52 und flexiblem Substratstreifen 49 sind miteinander mittels eines Klebers 78 flächig verbunden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines Prägeproduktes (70), insbesondere eines Elektroinstallationsproduktes, durch Prägen einer Metallfolie (44), insbesondere einer Kupferfolie, auf ein flexibles Substrat (49), dadurch gekennzeichnet, daß ein aufgrund seines Gefüges eine kleine Scherfestigkeit besitzendes Metallfolienband (44) durch eine galvanische Behandlung an einer Seite (72) eine Blumenkohlstruktur und auf der Blumenkohlstruktur zusätzlich eine Blackoxidebeschichtung aufweist, gemeinsam mit dem von einem bandförmigen Streifen (49) gebildeten flexiblen Substrat kontinuierlich durch eine Prägestation (10) hindurchbewegt wird, die mindestens eine rotierende Prägewalze (12, 16) und mindestens eine rotierende Gegenwalze (18) aufweist, wobei die/jede Prägewalze (12, 16) voneinander axial beabstandete Prägeringe (36, 38) aufweist, um den Prägeringen (36, 38) entsprechende Streifen (52, 52') des Metallfolienbandes (44), insbesondere Kupferfolienbandes, kontinuierlich auf den Substratstreifen (49, 49') zu transferieren.

2. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein handelsübliches Metallfolienband (44), insbesondere Kupferfolienband, durch eine galvanische Behandlung an einer Seite (72) eine Blumenkohlstruktur und auf der Blumenkohlstruktur zusätzlich eine Blackoxidebeschichtung aufweist, wodurch sein Gefüge eine kleine Scherfestigkeit besitzt, gemeinsam mit dem von einem bandförmigen Streifen (49, 49') gebildeten flexiblen Substrat kontinuierlich durch eine Prägestation (10) hindurchbewegt wird, die mindestens eine rotierende Prägewalze (12, 16) und mindestens eine rotierende Gegenwalze (14, 18) aufweist, wobei die/jede Prägewalze (12, 16) voneinander axial beabstandete Prägeringe (36, 38) aufweist, um den Prägeringen (36, 38) entsprechende Streifen (52, 52') des Metallfolienbandes (44), insbesondere Kupferfolienbandes, kontinuierlich auf den Substratstreifen (49, 49') zu transferieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Substratstreifen (49, 49') ein thermoplastisches Kunststoffolienband verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallfolienband (44), insbesondere Kupferfolienband, mit einer Dicke zwischen 18 und 100 µm und daß ein Substratstreifen (49, 49') mit einer Dicke zwischen 100 und 500 µm verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Streifen (52, 52') des Metallfolienbandes (44) beprägte bandförmige Prägeprodukt (70) auf einen Wickeldorn (56, 68) aufgewickelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Streifen (52, 52') des Metallfolienbandes (44) beprägte bandförmige Prägeprodukt (70) stromabwärts nach der Prägestation (10) auf definierte Längen abgeschnitten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehr als einer Prägewalze (12, 16) die Prägeringe (36, 38) der hintereinander angeordneten Prägewalzen (12, 16) seitlich gegeneinander derartig versetzt sind, daß die Prägeringe (38) der stromabwärtigen Prägewalze (16) den Lücken (40) zwischen den Prägeringen (36) der stromaufwärtigen Prägewalze (12) zugeordnet sind, wobei jeder Prägewalze (12, 16) ein eigener Substratstreifen (49, 49') zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Gebildelagen (80, 82) zu einem mehrlagigen Elektroinstallationsgebilde zusammengeklebt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Gebildelagen (80, 82) miteinander derartig verklebt werden, daß die Metallstreifen (52, 52') voneinander verschiedener Gebildelagen (80, 82) sich unter einem bestimmten Winkel kreuzen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am jeweiligen Prägeprodukt (70) Kontakteinrichtungen (86) angebracht werden.