DD146403A1

DD146403A1 - Vorrichtung zur elektromagnetischen hochenergieimpulsumformung

Info

Publication number: DD146403A1
Application number: DD21616979A
Authority: DD
Inventors: Heinz-Peter Scheibe; Volker Fischer
Original assignee: Scheibe Heinz Peter; Volker Fischer
Priority date: 1979-10-11
Filing date: 1979-10-11
Publication date: 1981-02-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Hochenergieimpulsumformung, die aus einer Magnetumformspule als Umformwerkzeug und n Stoszstromgeneratoren besteht. Es soll eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Hochenergieimpulsumformung geschaffen werden, deren Anwendungsbereich ohne schaltungs- und anlagentechnischen Mehraufwand gegenueber den bekannten Vorrichtungen erweitert ist. Hierzu ist eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Hochenergieimpulsumformung zu entwickeln, bei der mit einfachen Mitteln grosze Speicherenergien ohne Verringerung der Frequenz des Entladestroms erzielt werden. Die Aufgabe wird geloest, indem das Umformwerkzeug der Vorrichtung aus mehreren Teilspulen besteht, wobei jede Teilspule nur wenige Windungen, im Extremfall nur eine Windung, aufweist und potentialgetrennt von den anderen Teilspulen an jeweils einen zusammen mit den anderen Stoszstromgeneratoren gleichzeitig zuendbaren Stoszstromgenerator angeschlossen ist. Die einzelnen Teilspulen sind mechanisch so zusammengesetzt, dasz sich die Magnetfelder der einzelnen Teilspulen zu einem resultierenden auf das Werkstueck wirkenden Magnetfeld ueberlagern.

Description

Titel der Erfindung:

"Vorrichtung zur elektromagnetischen Hochenergieimpulsum-·· formung"

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Hochenergieimpulsumformung, die im wesentlichen aus einer Magnetumformspule als Umformwerkzeug und η Stoßstromgeneratoren besteht·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es ist bekannt, daß der Effekt de's elektromagnetischen Umformens leitfähiger Materialien in starkem Maße von dem auf das Werkstück wirkenden magnetischen Druck abhängt (Winkler, Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, Verlag Technik, Berlin 1973)o In diesem Zusammenhang steht oft die Forderung nach sehr großen magnetischen Feldstärken und hohen Frequenzen des Magnetfeldes· Um diese hohen Frequenzen zu realisieren wird die Windungszahl des Umformwerkzeüges, das in der Regel aus einer Spule besteht sehr klein gehalten· Im Extremfall wird nur eine Windung vorgesehen· Die entsprechend große magnetische Feldstärke wird durch sehr hohe durch die Umformspule fließende Entladeströme erreicht, die ihrerseits durch große Speicherenergien realisiert werden.

Zur Realisierung großer Speicherenergien werden bereits mehrere Stoßstromgeneratoren parallel geschaltet, da die Speicherenergie eines Stoßstromgenerators begrenzt ist·

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(Peterson, C„, Untersuchungen über die Zündverzugszeit von Dreielektrodenfunkenstrecken, Dissertation, TH Braunschweig 1963, Morghen, D·, Über die Zündung parallelgeschalteter Dreielektrodenfunkenstrecken, Dissertation, TH Braunschweig 1975 und Menke, M., Koch, W₀, Technische Aspekte der modernen Plasmaforschung, ETZ-A Jg* 84, 1963 Heft 3) Die Stoßstromgeneratoren wirken hierbei gemeinsam auf ein Umformwerkzeug·

Derartige Parallelschaltungen von Stoßstromgeneratoren haben ein beschränktes Anwendungsgebiet, da sie trotz eines schaltungstechnischen Mehraufwandes mit einer Verringerung der Frequenz des Entladestroms verbunden,, sind."

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Hochenergieimpuisumformung zu schaffen, deren Anwendungsbereich ohne wesentlichen schaltungs- und anlagentechnischen Mehraufwand gegenüber den bekannten Vorrichtungen erweitert ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Hochenergieimpuisumformung zu entwickeln, bei der mit verhältnismäßig einfachen Mitteln große Speicherenergien ohne Verringerung, der Frequenz des Entladestromes erzielt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Umformwerkzeug der Vorrichtung aus mehreren Teilspulen besteht, wobei jede Teilspule nur wenige Windungen, im Extremfall nur eine Windung aufweist und potentialgetrennt von den anderen Teilspulen an jeweils einen zusammen mit den anderen Stoßstromgeneratoren gleichzeitig zündbaren Stoßstromgenerator angeschlossen ist. Die einzelnen Teilspulen sind mechanisch so zusammengesetzt-, daß sich die Magnetfelder der einzelnen Teilspulen zu einem resultierenden

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auf das Werkstück wirkenden Magnetfeld überlagern·

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die durch die unterschiedlichen Streuzeiten der Schaltmittel auftretenden Verzögerungen der Teilströme der einzelnen Stoßstromgeneratoren durch die genügend große stromverzögernde Wirkung der Induktivitäten der Teilspulen von untergeordneter Bedeutung sind» Die Entladefrequenzen der einzelnen Stoßstromkreise lassen sich durch die Wahl'der Leitungslänge zwischen dem Stoßstromgenerator und der jeweiligen Teilspule des Umformwerkzeuges leicht in Übereinstimmung bringen. Durch die Verwendung eines aus mehreren Teilspulen geringer Windungszahl zusammengesetzten Umformwerkzeuges und mehrerer Stoßstromgeneratoren ist es möglich, sehr hohe Entladefrequenzen und sehr hohe auf das umzuformende Werkstück wirkende magnetische Feldstärken zu realisieren«

Ausführungsbeispiel:

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung

zeigen:

Pig· 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Kompressionsspule als Umformwerkzeug,

Figo 2: eine Flachspule, die als Umformwerkzeug an Stelle

der Kompressionsspule in der Vorrichtung einsetzbar ist»

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Umformwerkzeug 1 und vier Stoßstromgeneratoren 2; 3; 4» 5· Als Umformwerkzeug 1 ist im vorliegenden Fall eine Kompressionsspule vorgesehen, die aus vier gegeneinander elektrisch isolierten einwindigen Teilspulen zusammengesetzt ist· Jede der vier Teilspulen des Umformwerkzeuges 1 ist jeweils an einen der Stoßstromgeneratoren 2; 3; 4; 5 angeschlossen, so daß vier separate Stoßstromkreise bestehen·

An Stelle der Kompressionsspule kann auch eine Flachspule 6

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aus vier einwindigen Teilspulen entsprechend Fig« 2 verwendet werden· Ebenso ist es denkbar eine Expansionsspule oder eine beliebige andere Spulenform mit aufgeteilten Windungen zu verwenden·

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Nachdem die Energiespeicher der Stoßstromgeneratoren 2; 3» 4» 5 aufgeladen sind, werden diese durch gleichzeitige Zündung der nicht dargestellten zugehörigen Hochstromschalter mit dem Umformwerkzeug t verbunden. In jedem der vier potentialmäßig voneinander getrennten Stoßstromkreise fließt ein durch die Parameter des Stoßstromkreises bestimmter Stoßstrom· In dem aus den vier Teilspulen bestehenden Umformwerkzeug 1 baut sich entsprechend dieses Stoßstromes ein Magnetfeld auf, das zur Umformung verwendet wird·

In prinzipieller Anwendung der Erfindung ist es möglich, daß mit Hilfe eines in Teilspulen aufgeteilten Umformwerkzeuges η Stoßstromgeneratoren einzeln oder in Gruppen, wahlweise gleichzeitig oder ungleichzeitig mehrerer Umformoperationen auslösen.

Desweiteren besteht die Möglichkeit! durch geometrische Ge- · staltung des in Teilspulen aufgeteilten Umformwerkzeuges 1 bzw» durch Wahl der Parameter der einzelnen Stoßstromkreise das zur Umformung dienende Magnetfeld in Form, Frequenz und örtlicher Energiedichte dem umzuformenden Werkstück anzupassen.

Claims

-s- 216 Erfindungsanspruch:

1· Vorrichtung zur elektromagnetischen Hochenergieimpulsumforrnung, die im wesentlichen aus einer Magnet umformspule als Umformwerkzeug und η Stoßstromgeneratoren besteht, gekennzeichnet dadurch, daß das Umformwerkzeug (1) der Vorrichtung aus mehreren Teilspulen besteht, wobei jede Teilspule nur wenige Windungen, im Extremfall nur eine Windung, aufweist, und potentialgetrennt von den anderen Teilspulen an jeweils einen zusammen mit den anderen Stoßstromgeneratoren (2; 3; 4; 5) gleichzeitig zündbaren'Stoßstromgenerator (2j 3, 4 j 5) angeschlossen ist und die einzelnen Teilspulen mechanisch so zusammengesetzt sind, daß sich die Magnetfelder der einzelnen Teilspulen zu einem resultierenden auf das Werkstück wirkenden Magnetfeld überlagern«

2* Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Magnetumformspule als Kompressions-, Expansions-, Flach- oder sonstige aus mehreren Teilspulen bestehende Spule ausgebildet ist·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen