DE1281380B - Vorrichtung zur Hochleistungs-Schockverformung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B21d

Deutsche Kl.: 7c-26/00

Nummer: 1281380

Aktenzeichen: P 12 81 380.8-14 (B 76467)

Anmeldetag: 23. April 1964

Auslegetag: 31. Oktober 1968

CO T-H

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Hochleistungs-Schockverformung von Werkstükken mittels elektrischer Stoßentladungen.

Bei den bekannten Vorrichtungen der genannten Art wird aus einem elektrischen Energiespeicher, ζ. Β. einer Kondensatorbatterie, eine Stoßentladung auf einen Energiewandler gegeben, der auf Werkstücke einwirkt. Bekannte elektrische Energiewandler dieser Art sind Magnetfeldspulen, deren Magnetfeld einwirkt, und Schockwellenerzeuger, insbesondere vorzugsweise unter Wasser arbeitende Funkenstrecken und durch Stoßentladung verdampfbare Drähte, wobei der erzeugte Wasser- oder Gasdruck mechanisch einwirkt. Als nichtelektrische Schockwellenerzeuger sind Sprengsätze aus Explosivstoffen bekannt.

Die verschiedenen Arten von Energiewandlern sind für verschiedene Verformungsaufgaben unterschiedlich gut brauchbar. Beispielsweise sind zylindrische Magnetfeldspulen besonders geeignet, um in sie hineingeschobene Rohre einzuschnüren. Dagegen kön- ao nen bespielsweise Rohre mit Hilfe innerhalb der Rohre gespannter, verdampfbarer Drähte besonders einfach ausgebaucht werden. Der Unterwasserfunke wird vorteilhaft angewandt, wenn die umgewandelte Energie auf einen kleinen Raum konzentriert werden soll, beispielsweise für Stanzprobleme und ähnliches.

Bei manchen, insbesondere komplizierteren Verformungsproblemen ist es zweckmäßig, verschiedene dieser Schockverformungsenergieerzeuger für Teilverformungen anzuwenden. Hierzu sind nach den bisherigen Techniken verschiedene Apparaturen, zumindes jeweils die Umrüstung einer Apparatur erforderlich.

Die Erfindung besteht in der Erkenntnis, daß es möglich ist, durch verschiedene Mittel erzeugte Verformungsenergien auf das Werkstück gleichzeitig zu übertragen, indem für die Erzeugung der Schockverformungsenergie sowohl in an sich bekannter Weise eine Magnetfeldspule als auch in an sich bekannter Weise in einem Übertragungsmedium ein Schockwellenerzeuger vorgesehen ist, wobei der Schockwellenerzeuger in an sich bekannter Weise eine elektrische Funkenstrecke, ein bei Stoßentladung verdampfbarer Draht oder ein Sprengsatz sein kann.

Erfindungsgemäß werden die Magnetfeldspule und die Funkenstrecke bzw. der verdampfbare Draht gemeinsam an den elektrischen Energiespeicher in Reihe oder parallel angeschlossen. Dadurch bleibt die Anlage relativ billig und wird gut ausgenutzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist aber noch eine ganze Reihe anderer Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Es können unbeabsichtigte Vorrichtung zur Hochleistungs-Schockverformung

Anmelder:

Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft,

6800 Mannheim-Käfertal, Kallstadter Str. 1

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Phys. Dr. Hans Josef Mürtz,
6840 Lampertheim

Wirkungen des Magnetfeldes auf Partien des Werkstückes, die mit den bisherigen Vorrichtungen gesondert verformt werden mußten, durch die gleichzeitige Einwirkung der Schockwelle unwirksam gemacht werden. Komplizierte Werkzeuge, die bisher das Werkstück in Bereichen, in denen keine Einwirkung stattfinden sollte, festhielten, können eingespart werden. Auch kompliziert geformte Werkstücke können, wenn es auf sehr genaue Maßhaltigkeit nicht ankommt, nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung ganz ohne Matrizen hergestellt werden. Hierzu ist nur eine entsprechende Ausbildung und Anordnung der verschiedenen Energiewandler erforderlich.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Draht der Magnetfeldspule so bemessen sein, daß er bei Eintritt der Stoßentladung verdampft, so daß mit der Spule gleichzeitig ein Magnetfeld und eine Schockwelle erzeugbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung an drei Ausführungsbeispielen erläutert, wovon zwei auf der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt in schematischer Seitenansicht

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Einschnüren eines Rohres und

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Ausbauchen eines Rohres.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 sind in kombinierter Anwendung eine Magnetfeldspule 1 und zwei Funkenstrecken 2 vorgesehen. Alle drei Energiewandler sind über die Anschlußklemmen 3 an denselben elektrischen Energiespeicher angeschlossen und in Reihe geschaltet. Zu verformen ist ein Rohr 4, das in seiner Mittelpartie eingeschnürt und in den Außenpartien ausgebaucht werden soll. Es ist in seinem verformten Zustand 5 gestrichelt dargestellt. Wenn die erforderliche Verformungsgenauigkeit groß ist, können entsprechende Matrizen eingelegt bzw. umgelegt

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werden. Sollen jedoch die Ausbauchungen am Ende des Rohres beispielsweise zur Verbindung mit anderen hier nicht gezeichneten Rohren, die auf das Rohr 4 aufgeschoben sind, dienen, so sind an den betreffenden Stellen keine weiteren Mittel erforderlieh.

Bei einem bei Stoßentladung verdampfbaren Draht als Schockwellenerzeuger kann die Magnetfeldspule mit dem verdampfbaren Draht ein Bauteil bilden. Zu diesem Zweck wird die Magnetfeldspule aus so dünnem Draht hergestellt, daß sie bei Stoßentladung verdampft und damit gleichzeitig als Erzeuger für eine Schockwelle wirkt, die durch Wasser oder ein ähnliches Medium auf das Werkstück übertragen werden kann. Die aus dünnem Draht bestehende Magnetfeldspule würde allein jedoch nicht eine genügende Stabilität gegen die vom Werkstück her auf sie rückwirkenden magnetischen Kräfte aufweisen. Deshalb wird die aus dünnem Draht bestehende Magnetfeldspule in gewissem Abstand von einer starren Leiterfläche umgeben, die ähnliche Rückwirkungskräfte wie das Werkstück auf die Magnetspule, jedoch in entgegengesetzter Richtung, ausübt. Diese starre Leiterfläche verhindert das magnetische Abwandern des Drahtes und des am Ort des Drahtes sich bildenden Entladungskanals. Gleichzeitig kann sie so ausgebildet werden, daß sie als Reflektorfläche für die Schockwelle wirkt und diese auf Bereiche des Werkstückes konzentriert, die nicht mehr im vollen Einwirkungsbereich des Magnetfeldes liegen. Dies ist insbesondere bei tieferen Hinterschneidungen des Werkstückes der Fall, die mit konventionellen Vorrichtungen bisher in manchen Fällen überhaupt nicht ausgeformt werden konnten und deren Ausformung auf rein magnetischem Wege Schwierigkeiten bereitet.

In F i g. 2 ist die kombinierte Anwendung der magnetischen Verformung mit der Erzeugung einer Schockwelle durch einen Sprengsatz am Beispiel der Ausbauchung eines Rohres 6 in der Mitte und mit Einschnürungen an seinen Enden dargestellt. Zwei Magnetfeldspulen 7 liegen in Reihe und sind über die Anschlüsse 3 an einen Energiespeicher angeschlossen. Der Sprengsatz 8 ist als Folie bzw. dünnes Rohr in die Mittelpartie des Rohres 6 geschoben; er wird bei der Stoßentladung durch die bei Kontraktion des Rohres auftretende Druckbeanspruchung gezündet und baucht das Rohr 6 in der Mitte auf. Die Zündung kann auch mit Hilfe des Anschlusses 9 elektrisch synchron mit der Stoßentladung, z.B. durch einen Hilfsfunken, vorgenommen werden. Das Rohr 6 ist im verformten Zustand 10 gestrichelt eingezeichnet.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Hochleistungs-Schockverformung von Werkstücken mittels elektrischer Stoßentladungen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung der Schockverformungsenergie sowohl in an sich bekannter Weise eine Magnetfeldspule (1, 7) als auch in an sich bekannter Weise in einem Ubertragungsmedium ein Schockwellenerzeuger (2, 8) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schockwellenerzeuger in an sich bekannter Weise eine elektrische Funkenstrecke (2) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schockwellenerzeuger in an sich bekannter Weise ein bei Stoßentladung verdampfbarer Draht vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schockwellenerzeuger in an sich bekannter Weise ein Sprengsatz (8) vorgesehen ist, der durch die Stoßentladung gezündet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeldspule (1) und die Funkenstrecke (2) bzw. der verdampfbare Draht in Reihe oder parallel an einen gemeinsamen elektrischen Energiespeicher (3) angeschlossen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht der Magnetfeldspule so bemessen ist, daß er bei Eintritt der Stoßentladung verdampft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine die Magnetfeldspule umgebende, starre Leiterfläche zur Führung des Entladungskanals.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch an sich bekannte Reflektorflächen für die Schockwelle.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 3 044430.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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