Kompletter Fertigungsprozessablauf für Leitungsstege – von Rohkupfer bis zum fertigen Teil

Die Sammelschiene ist die Grundlage für ein stabiles Stromverteilungssystem und wird mit großer Sorgfalt und Präzision hergestellt. Seit fast 20 Jahren verbessern wir bei Kinto unsere Produktionsverfahren kontinuierlich, um Rohkupfer und -aluminium in Produkte umzuwandeln, die unmittelbar als Sammelschienen für die anspruchsvollsten Anforderungen eingesetzt werden können. Die Kenntnis des Herstellungsprozesses vermittelt Ingenieuren Einblicke in die Sorgfalt, die jedem einzelnen Produkt entgegengebracht wird, und verdeutlicht, warum die Qualitätskontrolle in jeder Phase entscheidend ist. Wir arbeiten nach strengen Verfahrensprotokollen, die von der Eingangsmaterialprüfung bis zur Endverpackung nach ISO 9001 und IATF 16949 zertifiziert sind. In diesem Tutorial werden die vier Hauptphasen der Sammelschienen-Herstellung erläutert.

Auswahl und Vorbereitung der Rohstoffe

Der Anfang liegt bei hochwertigen Kupfer- und Aluminium-Coils sowie Stäben. Bei Kinto kaufen wir ausschließlich von renommierten Walzwerken, die Materialzertifikate ausstellen, die die Werte der elektrischen Leitfähigkeit und der chemischen Zusammensetzung bestätigen. Das verwendete Kupfer ist in der Regel elektrolytisch gewonnenes Hartgußkupfer (ETP) mit einer Reinheit von mindestens 99,9 Prozent. Für Aluminium kommen je nach spezifischer Anwendung die Legierungen 1060 oder 6061 zum Einsatz. Jede Charge wird bei Eingang geprüft. Vor dem Schneiden werden sämtliche Abmessungen überprüft; außerdem erfolgt eine Oberflächenprüfung auf Beschaffenheit sowie eine Leitfähigkeitsprüfung, um sicherzustellen, dass das Material unseren Standards entspricht. Der nächste Schritt umfasst das Abwickeln und Richten während der Vorbereitung. Bei diesen gewalzten Metallen verbleibt häufig eine Restspannung vom Walzwerk, weshalb eine Präzisionsrichtmaschine zum Einsatz kommt, um eine Flachheit innerhalb enger Toleranzen zu gewährleisten. Falls weitere Verarbeitungsschritte erforderlich sind und das Endprodukt eine bestimmte Kornausrichtung oder mechanische Eigenschaften erfordert, wird bei nachfolgenden Verarbeitungsschritten die Materialausrichtung der Stromschienen überwacht. Zu diesem Zeitpunkt spielt auch die Sauberkeit eine wichtige Rolle: Jegliches Öl oder Schmutz kann sich auf nachfolgende Prozessschritte – etwa Vergoldung oder Isolierung – negativ auswirken.

Präzisionsschneiden und -formen

Sobald das Material vorbereitet ist, sollte es auf etwa die richtige Größe zugeschnitten und die Grundformen ausgeschnitten werden. Die verwendeten Scher- und Sägeanlagen arbeiten äußerst präzise und erzeugen saubere Kanten ohne Grat. Unsere vollautomatischen Schneidlinien ermöglichen bei Großaufträgen konstante Schnittlängen mit einer Genauigkeit von nur 0,1 mm. Viele Sammelschienen müssen nach dem Schneiden gebogen, gestanzt oder geprägt werden. Komplexe Geometrien lassen sich problemlos mit unseren großformatigen CNC-gesteuerten Pressen und Biegepressen realisieren, die in unseren Fertigungszentren zur Verfügung stehen. Von einer einfachen Flachstange bis hin zu einer mehrflächigen Biegung mit mehreren Bohrungen liefern wir für alle Komponenten äußerst enge Toleranzen. Bei laminierten Sammelschienen besteht dieser Produktionsabschnitt aus dem Zuschneiden der einzelnen Teile sowie deren Einlegen mit isolierendem Material zwischen den einzelnen Lagen. Laminierte Produkte weisen beim Umformen besondere Eigenschaften auf, da besondere Sorgfalt erforderlich ist, um die Ausrichtung der einzelnen Lagen sicherzustellen. Die Mitarbeiter führen während des Schneide- und Umformprozesses laufend Messungen mit digitalen Messschiebern und Koordinatenmessmaschinen durch.

Zerspanung und Oberflächenbehandlung

Häufig sind Sammelschienen komplexe Komponenten, die Anpassungen an den grundlegenden Schneid- und Umformprozessen erfordern. Die Bearbeitungszentren von Kinto verfügen über CNC-Fräsmaschinen und Bohrstationen, die individuelle Lochmuster, Nuten und Senkungen herstellen können. Standardwerkzeuge können keine maßgeschneiderten, einzigartigen Geometrien bewältigen; stattdessen werden jedoch individuelle Werkzeugwege in der Maschine programmiert, um das gewünschte Merkmal für Ihre Anwendung zu erzeugen. Bei Gewindebohrungen für Anschlussklemmen wird sorgfältig geprüft, um sicherzustellen, dass das Loch die richtige Größe für den ordnungsgemäßen Einbau der Klemme aufweist und die korrekte Tiefe besitzt.
Oberflächenbehandlungsprozesse beginnen nach der Bearbeitung. Bei blanken Sammelschienen kann eine einfache Reinigungs-/Repassivierungsbehandlung durchgeführt werden. Wir können zudem mit Zinn, Nickel oder Silber beschichten, um Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten oder Kontaktflächen für spezielle Anwendungen zu verbessern. Der Beschichtungsprozess umfasst Reinigung, Oberflächenaktivierung und Galvanisierung, um eine vorgegebene Schichtdicke zu erreichen. Selbst die komplexesten Formen werden mittels kontrollierter Badchemie und Stromdichte gleichmäßig beschichtet. Isoliermaterialien wie Epoxidpulverbeschichtung oder Wärmeschrumpfschlauch werden in diesem Schritt beim Herstellungsprozess flexibler isolierter Sammelschienen aufgebracht.

Qualitätskontrolle und Verpackung der Endmontage

Die letzte Stufe ist das Verbinden der Komponenten zur Herstellung fertiger Stromschienen, die sofort für die Montage bereitstehen. Einfache einstückige Stromschienen erfordern ausschließlich diesen Schritt; danach wird das Produkt gereinigt und final vermessen. Für laminierte oder mehrteilige Baugruppen führen wir Stapel-, Niet- oder Befestigungsprozesse gemäß Ihrer Montagezeichnung durch. Alle montierten Stromschienen unterziehen wir einer elektrischen Prüfung. Wir messen den Gleichstromwiderstand und vergleichen ihn mit berechneten Werten, die auf den Materialeigenschaften und der Geometrie beruhen. Jede Stromschiene mit einem Widerstandswert oberhalb der zulässigen Grenzwerte wird abgelehnt und einer weiteren Untersuchung zur Ermittlung der Ursache unterzogen. Ein Prüftest zur Durchschlagfestigkeit belegt, dass die Spannungsfestigkeit der Isolierung erreicht wird. Zudem führen wir mechanische Zugprüfungen an Befestigungen und Verbindungen durch, insbesondere für Stromschienen, die in Umgebungen mit starker Vibration eingesetzt werden sollen. Unter geeigneter Beleuchtung lassen sich Oberflächenfehler mittels visueller Inspektion erkennen, da diese die Langzeitzuverlässigkeit beeinträchtigen könnten. Nach der Prüfung wird jede Stromschiene nochmals gereinigt, um Fingerabdrücke oder Handhabungsspuren zu entfernen. Die Verpackung dient dem Schutz während des Transports. Alle Stromschienen sind durch Schutzfolien voneinander getrennt; für beschichtete Teile werden zudem feuchtigkeitsdichte Folienbeutel verwendet. Jedes Paket enthält zudem eine Konformitätsbescheinigung mit Rückverfolgbarkeit bis zum Materialchargenlot.

Fazit

Die Qualitätskontrolle bei der Herstellung eines hochwertigen Stromschienenbusses umfasst sorgfältige Aufmerksamkeit für Details – von der Auswahl der Rohmaterialien bis zum Abschluss der Verpackungsprozesse. Präzises Biegen von Stromschienenbussen sowie ein umfassendes Qualitätskontrollsystem bei Kinto gewährleisten, dass jeder Kupfer- oder Aluminium-Stromschienenbus exakt nach Ihren Anforderungen gefertigt wird. Ob einfache Flachstäbe oder komplexe laminierte Baugruppen – unabhängig von den engen Toleranzen, die Sie vorgeben, liefert unser Prozess stets ein konsistentes Ergebnis. Wir laden Sie ein, uns bezüglich Ihres nächsten Stromschienenbus-Projekts zu kontaktieren, und die Vorteile einer vollständigen Prozesskontrolle kennenzulernen, um Qualität und Zuverlässigkeit des Bauteils in Ihrem Endprodukt sicherzustellen.