DE1135853B

DE1135853B - Device for high pressure energy deformation of bodies, in particular made of metallic materials, e.g. B. of sheet metal

Info

Publication number: DE1135853B
Application number: DESCH28376A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Siegmund; Josef Schaberger
Original assignee: Josef Schaberger & Co GmbH
Current assignee: Josef Schaberger & Co GmbH
Priority date: 1960-08-23
Filing date: 1960-08-23
Publication date: 1962-09-06

Description

Vorrichtung zur Hochdruckenergieverformung von Körpern, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, z. B. von Blech Die spanlose Verformung von Körpern, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, z. B. von Blech, durch Tiefziehen, Drücken und Schmieden mit ihren verschiedenartigen bekannten Abwandlungen wurde in letzter Zeit durch ein neuartiges Verfahren erweitert, das auf der Ausnutzung des durch Entzündung eines in Wasser als Druckübertragungsmittel angeordneten Explosionsstoffes erzeugten Druckes beruht.Device for high-pressure energy deformation of bodies, in particular made of metallic materials, e.g. B. of sheet metal The non-cutting deformation of bodies, in particular made of metallic materials, e.g. B. of sheet metal, by deep drawing, pressing and forging, with its various well-known modifications, became the latter Time has been extended by a new method that is based on the exploitation of the by Ignition of an explosive placed in water as a pressure transmission medium generated pressure is based.

Dieses praktizierte Prinzip wurde neuerdings dahingehend modifiziert, daß ein elektrophysikalisch bewirkter Explosionsdruck erzeugt wird. Hierzu wird in dem als Druckübertragungsmittel dienenden Wasser zwischen zwei Elektroden ein Lichtbogen, ein sogenannter Unterwasserblitz, erzeugt, der unter Verwendung einer Spezialschaltung über einen Kapazitator gebildet wird.This practiced principle has recently been modified to that an electrophysically caused explosion pressure is generated. This is done in the water serving as a pressure transmission medium between two electrodes Arc, known as underwater lightning, is generated using a Special circuit is formed via a capacitor.

In den beiden beschriebenen Fällen einer Verformung des Werkstoffes durch die hydraulische übertragung eines Explosionsdruckes auf das zu verformende, in einer Form untergebrachte Werkstück machen sich hauptsächlich die beiden folgenden Erscheinungen nachteilig bemerkbar: 1. Bei Verwendung von festen, pulverförmigen oder flüssigen Explosivstoffen werden dem das Verfahren anwendenden Betriebe die Sicherheitsbestimmungen gemäß Sprengstoffgesetz auferlegt; zur Ausübung des Verfahrens. muß ein Sprengmeister eingesetzt werden. Es entsteht hier also eine für die metallverarbeitende Industrie betriebsfremde zusätzliche Belastung mit den daraus abzuleitenden Schwierigkeiten.In the two cases described, there is a deformation of the material by the hydraulic transfer of explosion pressure to the to be deformed, Workpieces housed in a mold are mainly made up of the following two Adverse phenomena noticeable: 1. When using solid, powdery or liquid explosives will be given to the companies using the process Imposed safety regulations in accordance with the Explosives Act; to carry out the procedure. a demolition master must be used. So there is one for the metalworking company Industry external additional burden with the difficulties to be derived from it.

z. Bei Anwendung des als Unterwasserblitz bezeichneten elektrophysikalischen Lichtbogenprinzips zur Druckerzeugung ist auf Grund der apparativen Anordnung die Druckverteilung im hydraulischen System dadurch beeinträchtigt, daß Druckschatten in Richtung der beiden den Lichtbogen erzeugenden Elektroden entstehen, die die Anwendbarkeit des Prinzips auf solche Formkörper beschränken, in denen die Druckschatten keine Rolle spielen.z. When using the electrophysical known as underwater lightning The arc principle for generating pressure is due to the arrangement of the equipment Pressure distribution in the hydraulic system is affected by the fact that pressure shadows in the direction of the two electrodes generating the arc, which the Limit the applicability of the principle to those moldings in which the print shadow does not matter.

Die nachfolgend beschriebene Erfindung vermeidet die beiden Nachteile und bietet zudem noch den Vorteil der größeren Wirtschaftlichkeit infolge Fortfalls des teueren Explosivstoffes bzw. der aufwendigen elektrischen Schaltanlage des Unterwasserblitz-Systems.The invention described below avoids the two disadvantages and also offers the advantage of greater economic efficiency as a result of omission the expensive explosive or the complex electrical switchgear of the underwater lightning system.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß zur Verformung von Körpern aus insbesondere metallischen Werkstoffen, z. B. Blech, der zur Verformung erforderliche Arbeitsdruck durch die Explosion von Knallgas erzeugt wird. Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Vorrichtung mit einem in Wasser als Übertragungsmittel angeordneten, zündbaren Explosivstoff ein mit Knallgas als Explosivstoff gefüllter elastischer Behälter in dem Wasser angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist in dem Wasser eine Vorrichtung zur elektrolytischen Zersetzung des Wassers in Knallgas angeordnet, die von dem elastischen Behälter umschlossen ist, wobei in dem Behälter das erzeugte Knallgas bis zur Zündung aufbewahrt wird. Die Vorrichtung ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß der für die Zersetzung des Wassers erforderliche Elektrolyt von einer schwammartigen, elektrisch nichtleitenden Masse aufgenommen wird, die sich zwischen den Elektroden befindet.The basic idea of the invention is that to deform Bodies made of, in particular, metallic materials, e.g. B. Sheet metal that is responsible for deformation required working pressure is generated by the explosion of oxyhydrogen. The invention is that in a device with an in water as the transfer medium arranged, ignitable explosive one filled with oxyhydrogen as an explosive elastic container is arranged in the water. According to the invention is in the water a device for the electrolytic decomposition of the water in oxyhydrogen is arranged, which is enclosed by the elastic container, in which container the generated Oxyhydrogen is stored until it is ignited. The device is advantageous designed so that the electrolyte required for the decomposition of the water is absorbed by a sponge-like, electrically non-conductive mass, the between the electrodes.

In der Vorrichtung ist die Zündquelle ebenfalls angebracht, die das zwischen den Elektroden gebildete und im Plastikbeutel gesammelte Knallgas zur explosiven Umsetzung bringt. Die Größe des Explosionsdruckes kann durch die Dosierung der zur Explosion zu bringenden Knallgasmenge über die Regulierung der Zersetzungsstrommenge in Abhängigkeit von Stromstärke und /oder Zersetzungszeit bestimmt werden.The ignition source is also installed in the device The oxyhydrogen gas formed between the electrodes and collected in the plastic bag becomes explosive Implementation brings. The size of the explosion pressure can be determined by the dosage of the The amount of oxyhydrogen gas to be exploded by regulating the amount of decomposition current can be determined as a function of current strength and / or decomposition time.

In der Zeichnung einer im Querschnitt dargestellten Vorrichtung ist die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert.In the drawing, a device shown in cross section is the invention explained in more detail using an example.

Das zu verformende Werkstück 11, ein Leichtmetallrohr, ist in den Werkzeughalter 10; der gleichzeitig als Form dient, so eingesetzt, daß der zu verformende Teil des Werkstückes 11 sich in Höhe des Formnegativs (in der Zeichnung als einfache Ringnut dargestellt) befindet. Das Verschlußstück 14 verschließt die gesamte Form einseitig. Durch eine Dichtung 13, z. B. aus einem Tetraftuoräthylenpolymerisat, wird das Werkstück wasserdicht abgeschlossen. In das zu verformende Werkstück 11 wird Wasser 12 so hoch eingefüllt, daß die zu verformende Stelle gut bedeckt ist. In das Wasser ist der Elektrodenträger 9 nach Einfüllen eines Elektrolyten in den Elektrolytträger 5 und Überziehen des Plastikbeutels 1 so tief eingesenkt, daß der Beutel völlig unter der Wasseroberfläche liegt.The workpiece to be deformed 11, a light metal tube, is in the Tool holder 10; which also serves as a shape, used so that the to be deformed Part of the workpiece 11 is at the level of the negative shape (in the drawing as a simple Ring groove shown). The closure piece 14 closes the entire shape one-sided. By a seal 13, for. B. from a Tetraftuoräthylenpolymerisat, the workpiece is sealed watertight. Into the workpiece 11 to be deformed water 12 is filled so high that the area to be deformed is well covered. The electrode carrier 9 is in the water after an electrolyte has been filled into the Electrolyte carrier 5 and covering the plastic bag 1 sunk so deep that the Bag is completely below the surface of the water.

Der Plastikbeutel 1, z. B. aus Polyäthylen, wird als Behälter über die äußere Elektrodenummantelung 2 so gezogen, daß die Randverstärkung des Beutels in eine Ringnut der Ummantelung gelangt.The plastic bag 1, e.g. B. made of polyethylene, is used as a container the outer electrode sheath 2 drawn so that the edge reinforcement of the bag enters an annular groove in the casing.

Im Elektrodenträger 9 liegen die Ringelektroden 3 und 6, die durch das Isolationsstück 4 auf Abstand gehalten werden. Zwischen den Ringelektroden liegt der Elektrolytträger 5, der selbst nichtleitend ist und den flüssigen Elektrolyten schwammartig aufzusaugen vermag, z. B. Glaswolle. Das Zwischenstück 7 fixiert die innere Ringelektrode 6 im Elektrodenträger 9. Zentrisch im Elektrodenträger 9 ist eine Zündvorrichtung 8 (Zündkerze) eingeschraubt.In the electrode carrier 9 are the ring electrodes 3 and 6, which through the insulation piece 4 are kept at a distance. Lies between the ring electrodes the electrolyte carrier 5, which is itself non-conductive, and the liquid electrolyte able to absorb spongy, z. B. Glass wool. The intermediate piece 7 fixes the inner ring electrode 6 in the electrode carrier 9 is centered in the electrode carrier 9 an ignition device 8 (spark plug) is screwed in.

Als Elektrolyt kann z. B. verdünnte Phosphorsäure verwendet werden.As an electrolyte, for. B. dilute phosphoric acid can be used.

Wird nun an die Ringelektroden 3 und 6 eine Wechsel- oder Gleichspannung gelegt, so entsteht im Elektrolyten Knallgas, das sich im Plastikbeutel sammelt. Hat die Knallgasmenge die durch Berechnung vorher zu bestimmende Größenordnung erreicht, was durch einen im Stromkreis liegenden Arbeitsmesser (Zähler bzw. Coulombmeter) festgestellt werden kann, so wird ein Zündfunke in der Zündvorrichtung 8 erzeugt, der das Knallgas zur Explosion bringt.If an alternating or direct voltage is now applied to the ring electrodes 3 and 6 This is how oxyhydrogen is produced in the electrolyte, which collects in the plastic bag. If the amount of oxyhydrogen has reached the order of magnitude to be determined beforehand by calculation, what by a working knife (counter or coulomb meter) in the circuit can be determined, an ignition spark is generated in the ignition device 8, which causes the oxyhydrogen to explode.

Da die Detonationsgeschwindigkeit der Knallgasumsetzung größer ist als die Schallgeschwindigkeit im Wasser (etwa 12000 m/sec gegen etwa 1500 m/sec), wird der hydraulische Druck stoßwellenartig nach allen Richtungen gleichförmig übertragen, d. h., das Wasser wirkt wie ein starrer Körper.Because the detonation speed of the oxyhydrogen gas conversion is greater than the speed of sound in water (about 12000 m / sec against about 1500 m / sec), the hydraulic pressure is transmitted uniformly in all directions like shock waves, d. That is, the water acts like a rigid body.

In an sich bekannter Weise wird das zu verformende Werkstück durch die Stoßbelastung an den entsprechenden Formstellen zum Fließen gebracht und dem Formnegativ angepaßt. Nach Trennung der Form kann das fertigverformte Werkstück dem Werkzeughalter entnommen werden. Eine Nachbearbeitung ist erfahrungsgemäß bei diesem Prozeß nicht erforderlich.The workpiece to be deformed is carried out in a manner known per se brought the shock load to flow at the corresponding mold points and the Adapted form negative. After separating the mold, the finished workpiece can can be removed from the tool holder. Experience has shown that post-processing is at this process is not necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for high-pressure energy deformation of bodies, in particular made of metallic materials, e.g. B. from sheet metal, with a arranged in water as a pressure transmission medium, ignitable explosive, characterized in that an elastic container (1) filled with oxyhydrogen as an explosive is arranged in the water (12).

2. Device according to claim 1, characterized in that that in the water (12) a device (2 to 9) for electrolytic decomposition of the water is arranged in oxyhydrogen, which is enclosed by the elastic container (1) is.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that between the electrodes (3, 6) of the device for the electrolytic decomposition of water an electrically arranged non-conductive, sponge-like, an electrolyte-absorbing mass (5) is.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that a decomposition current amount adjustable limiting device is provided. Considered publications: "Machinery", London, July 29, 1959, pp. 131 to 135.