DE202022003039U1

DE202022003039U1 - Mehrlagiges Blechbauteil

Info

Publication number: DE202022003039U1
Application number: DE202022003039.8U
Authority: DE
Original assignee: Ennovi Advanced Engineering Solutions Germany GmbH
Current assignee: Ennovi Advanced Engineering Solutions Germany GmbH
Priority date: 2022-12-06
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2024-07-10
Anticipated expiration: 2032-12-07

Abstract

Mehrlagiges Blechbauteil (100) hergestellt nach einem Verfahren zum Herstellen teilflexibler mehrlagiger Blechbauteile (100), insbesondere elektrischer Kontaktanordnungen (100) mit den folgenden Schritten:
a. Maschinelles Zuführen eines mehrlagigen Blechbandes (10) gebildet aus mehreren übereinanderliegenden Blechbändern (11) von einer Zuführanordnung, einer Spulenanordnung oder einer Band-Coil-Anordnung (40) zu einer Einrichtung zum materialschlüssigen Verbinden der übereinandergestapelten Blechbänder (10),
b. Partielles Verbinden der jeweils übereinanderliegenden Blechbänder (11) in definierten und/oder ausgewählten Abschnitten, Segmenten oder Regionen (20) des mehrlagigen Blechbandes (10) innerhalb einer Kontur (22);
c. Maschinelles Zuführen des partiell in Abschnitten (20) verbundenen mehrlagigen Blechbandes (10) zu einer Trenn- oder Separiereinrichtung (60) und
d. Trennen oder Separieren jeweils eines eine Außenkontur bildenden Blechstapelabschnittes aus dem mehrlagigen Blechband (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrlagiges Blechbauteil hergestellt nach einem Verfahren zum Herstellen mehrlagiger, insbesondere teilflexibler Blechbauteile, insbesondere ein kontinuierlich ablaufendes Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl solcher Blechbauteile. Die Erfindung betrifft auch elektrische Kontaktanordnungen, die nach dem Verfahren hergestellt sind.
Im Stand der Technik sind bereits diverse Verfahren bekannt, um mehrlagige Bauteile, insbesondere Bauteile aus übereinander gestapelten Blechen und Metallfolien herzustellen.
Für elektrische Kontaktanordnungen, wie Busbar oder andere teilflexible Kontaktanordnungen sind diverse aufwändige Herstellungsverfahren bekannt. Im Bereich anderer Anwendungen aus mehrlagigen Blechen sind alternative Verfahren bekannt, die sich insbesondere auf die Herstellung für elektrische Verbindungslösungen kaum wirtschaftlich und sinnvoll übertragen lassen.
Es ist alternativ zum Beispiel bekannt, dass aufeinanderliegende Bleche gemeinsam tiefgezogen werden können, somit umgeformt werden müssen. Ferner ist es bekannt, aufeinanderliegende Bleche mittels des sog. Durchsetzfügens oder auch Clinchens miteinander zu verbinden. Lediglich beispielshalber wird hierzu als bekannter Stand der Technik die DE 35 32 900 A1 zitiert. Diese bekannten Verbindungsmethoden durch gemeinsames Umformen zweier aufeinanderliegender Bleche sind jedoch nur durchführbar, wenn der Umformstempel oder dgl. senkrecht zur Blechoberfläche bewegt werden kann und die zu erzielende Endform dieses Verfahren überhaupt zulässt. Andererseits können sich beim gemeinsamen Tiefziehen mehrerer Bleche jedoch auch Oberflächenabschnitte ergeben, die gegenüber der Wirkrichtung beispielsweise um 45°oder allgemein um einen Winkel von 10° bis 80° geneigt sind. In herkömmlichen Pressen kann in derartig geneigten Oberflächenabschnitten mittels Durchsetzfügen oder dgl. keine formschlüssige Verbindung zwischen den aufeinanderliegenden Blechen hergestellt werden, denn hierzu müsste ein geeigneter Umformstempel ebenfalls geneigt zur Tiefziehrichtung der Presse bewegt werden.
Aus der DE 4427472 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden zumindest zweier aufeinanderliegender Bleche durch gemeinsames Umformen, insbesondere Tiefziehen, in einem zur Wirkrichtung der Umformpresse in einem Winkelbereich von 10°- 80° geneigten Oberflächenabschnitt bekannt, wobei in einer ersten Ziehstufe zumindest eine Absatzstufe mit einem zur Wirkrichtung im wesentlichen senkrechten Horizontalabschnitt sowie einem zur Wirkrichtung im wesentlichen parallelen Vertikalabschnitt erzeugt und in einer weitere Ziehstufe mit gleicher Wirkrichtung wie in der ersten Ziehstufe in den Horizontalabschnitt eine Eindrückung eingebracht wird.
Die DE 102006016831 A1 betrifft ein Metallbauteil für den Innenbereich eines Kraftfahrzeuges, das aus mehreren aufeinanderliegenden Blechen, ebenfalls wieder durch Tiefziehen gefertigt ist, wobei sich die Bleche nur teilweise überdecken, allerdings bereits in einem kontinuierlichen Prozess herstellbar sind.
Für bestimmte Bauteile und elektrische Kontaktanordnungen sind dieser Verfahren allesamt nicht geeignet, um die gewünschten Produkteigenschaften zu erzielen. Bei elektrischen Verbindungslösungen, sind neben den elastischen Federeigenschaften der elektrischen Anordnung auch eine stabile und geeignete elektrische Anbindung erforderlich.
Bei der DE 10 2006 016 831 A1 werden zwar auch Möglichkeiten vorgeschlagen die Bleche miteinander zu verbinden, wobei das Verbinden vor dem Zuführen des Blechstapels erfolgt und zu unbrauchbaren Produkteigenschaften für ein Bauteil zur Anwendung in elektrischen Kontaktverbindungen führt, da vorgeschlagen wird, einen flächigen Stoffschluss zwischen den Schichten zu erzeugen, insbesondere durch Kleben oder Schweißen. Vorzugsweise wird die Verbindung, somit der Klebstoff zwischen den Blechen angeordnet. Besonders bevorzugt befindet sich der Klebstoff in Kapseln, die beim Tiefziehen platzen und dadurch den Klebstoff freigeben. Durch diese Lösung wird gemäß der Offenbarung dieser Druckschrift gezielt die Relativbewegung der Bleche zueinander und/oder deren weitere Verformung verhindert oder zumindest erschwert. Dies ist aber nachteilig für die Erfordernisse von mehrlagigen elektrischen Kontaktanordnungen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die im Stand der Technik vorhandenen Nachteile zu überwinden und insbesondere kostengünstige und passgenaue mehrlagige Metallbauteile, herstellbar in einem kontinuierlichen oder teilkontinuierlichen Herstellungsverfahren, vorzuschlagen.
Erfindungsgemäß wird hierzu ein mehrlagiges Blechbauteil hergestellt nach einem Verfahren zum Herstellen teilflexibler (teilelastischer) mehrlagiger Metallbauteile, insbesondere elektrischer Kontaktanordnungen mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:

a. Maschinelles Zuführen eines mehrlagigen Blechbandes (Multi-Layer-Coil) gebildet aus mehrerer übereinanderliegender Blechbänder (z.B. Kupferbänder) von einer Spule oder einem Band-Coil zu einer Einrichtung zum materialschlüssigen Verbinden der übereinandergestapelten Blechbänder,
b. Partielles Verbinden der jeweils übereinanderliegenden Blechbänder in definierten und/oder ausgewählten Abschnitten, Segmenten oder Regionen des mehrlagigen Blechbandes;
c. Maschinelles Zuführen des partiell in Abschnitten verbundenen mehrlagigen Blechbandes zu einer Stanzeinrichtung und
d. Ausstanzen jeweils eines eine Außenkontur bildenden Blechstapelabschnittes mit einem Stanzwerkzeug, welches positioniert und ausgebildet ist, das Blechbauteil mit definierter Stanzkontur herzustellen, wobei das Ausstanzen derart erfolgt, dass die Stanzkontur zumindest abschnittsweise innerhalb der verbundenen Abschnitte liegt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zuvor genannte Schritt d) so erfolgt, dass zumindest zwischen zwei jeweils verbundenen Abschnitten die Stanzkontur einen Blechbandbereich ein- oder umschließt, welcher unverbunden ist, so dass sich zwischen wenigstens zwei partiell verbundenen Abschnitten jeweils innerhalb der Stanzkontur der besagte unverbundene Abschnitt befindet.
Auf diese Weise lassen sich in einem Stanzvorgang Kontaktbauteile ausstanzen, bei denen verbundene Abschnitte als Verbindungsabschnitte hergestellt sind, während dazwischen unverbundene flexible Abschnitte angeordnet sind. Dadurch wird auf besonders effiziente Weise ein flexibles Kontaktteil erhalten, bei dem die Anschlussstellen bereits verbunden sind.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Einrichtung zum materialschlüssigen Verbinden eine Schweißanlage ist, insbesondere eine Anlage ausgebildet zum partiellen flächigen und/oder vollflächigen Diffusionsschweißen (insbesondere Widerstandsschweißen) in ausgewählten Abschnitten, Segmenten oder Regionen des mehrlagigen Blechbandes. So können mittels eines Schweißvorgangs die gewünschten Zonen, die später die Verbindungsabschnitte des Kontaktteils darstellen, verbunden werden. Hierzu kann die Form des herzustellenden Verbindungsabschnittes korrespondierend (jedoch etwas größer) zu der gewünschten Form der Stanzkontur ausgebildet werden. In dem späteren Stanzprozess verläuft dann die Stanzkante bzw. die Außenkontur in diesem Teilbereich vollständig innerhalb des verbundenen Abschnittes.
Weiter vorteilhaft ist es somit, wenn die in Schritt b) ausgewählten Abschnitten, Segmenten oder Regionen, in denen die gestapelten Blechbänder verbunden werden, eine Außenkontur des herzustellenden Bauteils umschließen, so dass die jeweilige Stanzkontur beim Ausstanzen zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig innerhalb der partiell verbundenen Abschnitte liegt.
Ein ebenfalls weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Konzeption, dass die Außenkontur der geschweißten Abschnitte in denen die gestapelten Metallbänder partiell verbunden werden, die Stanzkontur zumindest dort teilweise umschließt.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn die partiell verbundenen Abschnitte allseitig oder mehrseitig umschließenden Bereiche des mehrlagigen Metallbandes unverbunden bleiben. Auf diese Weise lässt sich eine Stanzkontur realisieren bei der sich zwischen partiell verbundenen Abschnitten jeweils innerhalb der Stanzkontur unverbundene Abschnitte befinden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein mehrlagiges Metallbauteil, insbesondere eine elektrische Kontaktanordnung hergestellt nach dem beschriebenen Verfahren, wobei an wenigstens zwei endseitigen Abschnitten partiell miteinander verbundene Abschnitte vorgesehen sind und sich dazwischen ein unverbundener flexibler bzw. elastischer Blechbandabschnitt befindet. Die wenigstens zwei endseitigen Abschnitte definieren insbesondere Anschluss- oder Verbindungsbereiche der elektrischen Kontaktanordnung.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Es zeigen:

1 eine mit dem Verfahren hergestellte Kontaktanordnung 100;
2 eine schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens und
3 eine Aufsicht auf ein mehrlagiges Metallband bei dem die Außenkontur der geschweißten Abschnitte und die Stanzkontur angedeutet sind.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Figuren näher beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hinweisen.
Die 1 zeigt eine mit dem Verfahren hergestellte Kontaktanordnung 100 bzw. allgemein ein mehrlagiges Metallbauteil 100 bestehend aus gestapelten Blechbändern 11. Die Kontaktanordnung 100 verfügt an den Anschlussenden E1, E2 über partiell verschweißte Abschnitte 20 und dazwischen über einen unverbundenen Abschnitt 21 bestehend aus den lediglich übereinander gestapelten Blechen bzw. Abschnitte der Blechbänder 11.
Die 3 zeigt eine Aufsicht auf ein mehrlagiges Blechband oder Metallband 10, bei dem die Außenkonturen 22 bzw. Schweißzonengrenzen mittels strich-punktierter Linien dargestellt sind, welche die zu schweißenden bzw. zu verbindenden Abschnitte 20 definieren. Dieses mehrlagige Blechband 10 wird, wie in der 2 gezeigt, von einer Spule oder einer Band-Coil-Einrichtung 40 zu einer Schweißeinrichtung 50 zum materialschlüssigen Verbinden der übereinandergestapelten Blechbänder in den Abschnitten 20 geführt. In diesen Abschnitten 20 erfolgt ein partielles Schweißen der jeweils übereinanderliegender Blechbänder 11 entweder vollflächig oder in einem definierten Muster.
In der 3 verläuft ferner innerhalb der Kontur 22 der partiell zu schweißenden Abschnitte 20 jeweils eine Stanzkontur 30 (siehe gestrichelte Linie).
Diese Stanzkontur 30 bildet nach dem Stanzvorgang mit der Stanzeinrichtung 60 die Außenkontur der Kontaktanordnung 100. An dieser Kontur 30 wird sozusagen die Kontaktanordnung 100 aus dem mehrlagigen verschweißen Blechband 10 herausgestanzt.
Hierzu wird das in 2 dargestellte Stanzwerkzeug 60, so positioniert bzw. gegenüber dem mehrlagigen Metallband angeordnet, dass das Ausstanzen derart erfolgt, dass die Stanzkontur 30 abschnittsweise innerhalb der verbundenen Abschnitte 20 liegt und dazwischen eine nicht verbundener Abschnitt 21 begrenzt bzw. umschlossen wird.
Auf diese Weise wird eine fertige, in dem Abschnitt 21 teilelastische Kontaktanordnung 100 aus gestapelten Blechbändern 11, wie in 1 gezeigt, hergestellt, welche bereits an den beiden Anschlussenden E1, E2 verschweißte Abschnitte 20 besitzt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3532900 A1 [0004]
DE 4427472 A1 [0005]
DE 102006016831 A1 [0006, 0008]

Claims

Mehrlagiges Blechbauteil (100) hergestellt nach einem Verfahren zum Herstellen teilflexibler mehrlagiger Blechbauteile (100), insbesondere elektrischer Kontaktanordnungen (100) mit den folgenden Schritten: a. Maschinelles Zuführen eines mehrlagigen Blechbandes (10) gebildet aus mehreren übereinanderliegenden Blechbändern (11) von einer Zuführanordnung, einer Spulenanordnung oder einer Band-Coil-Anordnung (40) zu einer Einrichtung zum materialschlüssigen Verbinden der übereinandergestapelten Blechbänder (10), b. Partielles Verbinden der jeweils übereinanderliegenden Blechbänder (11) in definierten und/oder ausgewählten Abschnitten, Segmenten oder Regionen (20) des mehrlagigen Blechbandes (10) innerhalb einer Kontur (22); c. Maschinelles Zuführen des partiell in Abschnitten (20) verbundenen mehrlagigen Blechbandes (10) zu einer Trenn- oder Separiereinrichtung (60) und d. Trennen oder Separieren jeweils eines eine Außenkontur bildenden Blechstapelabschnittes aus dem mehrlagigen Blechband (10).
Mehrlagiges Blechbauteil (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenn- oder Separiereinrichtung (60) eine Stanzeinrichtung ist, mit einem Stanzwerkzeug, welches positioniert und ausgebildet ist, das Blechbauteil mit definierter Stanzkontur (30) herzustellen, wobei das Ausstanzen derart erfolgt, dass die Stanzkontur (30) zumindest abschnittsweise innerhalb der verbundenen Abschnitte (20) liegt.
Mehrlagiges Blechbauteil (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt d) so erfolgt, dass zumindest zwischen zwei jeweils verbundenen Abschnitten (20) die Außenkontur oder Stanzkontur (30) einen Blechbandbereich (10) ein- oder umschließt, welcher unverbunden ist, so dass sich zwischen wenigstens zwei partiell verbundenen Abschnitten (20) jeweils innerhalb der Stanzkontur (30) der besagte unverbundene Abschnitt (21) befindet.
Mehrlagiges Blechbauteil (100) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum materialschlüssigen Verbinden eine Schweißanlage ist, insbesondere eine Anlage ausgebildet zum partiellen flächigen und/oder vollflächigen Diffusions- oder Widerstandsschweißen in ausgewählten Abschnitten, Segmenten oder Regionen (20) des mehrlagigen Blechbandes (10).
Mehrlagiges Blechbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt b) ausgewählten Abschnitten, Segmenten oder Regionen (20), in denen die gestapelten Blechbänder (11) verbunden werden, eine Außenkontur des herzustellenden Bauteils (100) umschließen, so dass die jeweilige Stanzkontur beim Ausstanzen zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig innerhalb der partiell verbundenen Abschnitte (20) liegt.
Mehrlagiges Blechbauteil (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur der Abschnitte (20) in denen die gestapelten Metallbänder (11) partiell verbunden werden, die Stanzkontur (30) zumindest teilweise umschließt.
Mehrlagiges Blechbauteil (100) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die partiell verbundenen Abschnitte (20) allseitig oder mehrseitig umschließenden Bereiche des mehrlagigen Metallbandes (10) unverbunden bleiben.
Mehrlagiges Blechbauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen partiell verbundenen Abschnitten (20) jeweils innerhalb der Stanzkontur (30) unverbundene Abschnitte (21) befinden.
Mehrlagiges Metallbauteil (100), insbesondere elektrische Kontaktanordnung, gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an wenigstens zwei endseitigen Abschnitten (E1, E2) partiell miteinander verbundene Abschnitte vorgesehen sind und sich dazwischen ein unverbundener flexibler Blechbandabschnitt (21) befindet.
Mehrlagiges Metallbauteil (100) gemäß Anspruch 9, ausgebildet als elektrische Kontaktanordnung (100), wobei die wenigstens zwei endseitigen Abschnitte (E1, E2) Anschluss- oder Verbindungsbereiche der elektrischen Kontaktanordnung (100) definieren.