DE1303528B

DE1303528B -

Info

Publication number: DE1303528B
Application number: DES91449A
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-06-10
Filing date: 1964-06-10
Publication date: 1972-05-31
Also published as: US3447350A; FR1435585A; GB1116242A; CH419031A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umformen metallischer Werkstücke, insbesondere solcher mit verhältnismäßig niedriger elektrischer Leitfähigkeit, mit Hilfe von durch hohe, in einer Arbeitsspule erregte, gepulste Magnetfelder erzeugten Stoßwellen, bei der zwischen der Arbeitsspule und dem Werkstück ein Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit und ein inkompressibles Medium angeordnet sind, wobei der Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit mit seiner einen Fläche dicht an der dem Werkstück zugewandten Fläche der Arbeitsspule und das inkompressible Medium an das Werkstück angrenzt.

Der bei der Umformung metallischer Werkstücke durch hohe gepulste Magnetfelder erzielbarc Umformungsgrad hängt bei gegebener Energie der Stoßkondensatoren von der elektrischen Leitfähigkeit des Werkstückes und dem Abstand des Werkstückes von der Arbeitsspulc ab.

Es ist eine Vorrichtung zum Umformen metallischer Werkstücke, insbesondere solcher mit verhältnismäßig niedriger elektrischer Leitfähigkeit, mit Hilfe hoher, in einer Arbeitsspule erregter, gepulster Magnetfelder bekannt, bei der zum Erzeugen des auf tlas Werkstück zu seiner Umformung erforderlichen Druckes zwischen der Arbeitsspule und dem Werkstück ein Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit angeordnet ist (Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb«, Dezember 1963, S. 893 bis 900). Bei dieser bekannten Vorrichtung ist zur Ausübung eines hohen Druckes der Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit mit seiner einen Fläche dicht an der dem Werkstück zugewandten Fläche der Arbeitsspulc angeordnet. Der Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit wird durch magnetische Kräfte auf das umzuformende Werkstück aufgeschossen und überträgt dabei seine kinetische Energie auf das Werkstück. Hierbei erleidet der Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit eine plastische Verformung und kann ein zweites Mal nicht verwendet werden.

Weiterhin ist in dem älteren deutschen Patent 1452 661 eine Vorrichtung zur Verformung eines elektrisch schlecht leitenden Werkstückes mittels eines starken, veränderlichen, in einer bpule erregten magnetischen Feldes geschützt, bei der zwischen dem Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit und dem

ίο Werkstück ein inkompressibles Medium vorgesehen ist, das an das Werkstück und an den Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit koppelnd angrenzt. Um den erforderlichen Umformdruck zu erzielen, wird dem Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit eine beträcht-

liehe kinetische Energie vermittelt, so daß er plötzlich zusammengedrückt wird. Durch das inkompressible Medium wird erreicht, daß dabei keine bleibende Verformung des Körpers hoher elektrischer Leitfähigkeit eintritt. Nachteilig hierbei ist jedoch die mit Abstandsvergrößerung zwischen der Arbeitsspule und dem Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit verbundene Druckminderung vor Erreichen des maximalen Entladestromes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit mechanisch zu versteifen und dadurch seine Abstandsvergrößerung gegenüber der Arbeitsspule während der Stoßwelle einzuschränken.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit auf seiner dem Werkstück zugewandten Fläche mit einem stoßelastischen Körper fest verbunden ist.
Unter einem »stoßelastischen Körper« wird hier ein Körper verstanden, der eine Stoßwelle elastisch weitergibt, ohne daß er eine merkbare Eigenbewegung durchführt. Unter dem Begriff »hoher elektrischer Leitfähigkeit« wird mindestens die elektrische Leitfähigkeit von Elektrolytkupfer verstanden.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß die in einem stoßelastischen Körper erzeugte und auf das Werkstück übertragene Stoßwelle ausreicht, an diesem eine bleibende Verformung zu erreichen. Die Stoßwelle wandert durch den stoßelastischen Körper, ohne daß dieser eine merkbare Eigenbewegung durchführt. Dadurch wird erreicht, daß zwischen Arbeitsspule und stoßelastischem Körper keine Abstandsänderung eintritt und damit auch keine Druckminderung. Außerdem wird eine wesentlieh gleichmäßigere Druckverteilung von der Arbeitsspule auf das Werkstück erreicht. Weiterhin erübrigt sich die Verwendung von Feldkonzentratoren.

An Hand der Zeichnung und von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt in schematischen Querschnitten

Fi g. 1 eine Vorrichtung zum Verengen eines rohrförmigen Werkstückes,

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Werkstückes,

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Verformung eines ebenen Werkstückes.

Mit der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung wird ein rohrförmiges Werkstück 15 aus Stahl komprimiert. Tm Innern der Kompressionsspule 11 ist an

⁶S diese anliegend ein Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit, z. B. ein Elektrolytkiipferrohr 12, angeordnet, Die innere Fläche des Elektrolytkupferrohres 12 ist mit der äußeren Fläche eines stoßelastischisn

Körpers, ζ. B. ein Stahlrohr 13, fest verbunden. Im Innern des Stahlrohres 13 ist ein inkompressibles Medium 14, beispielsweise Wasser, an das rohrförmige Werkstück IS ankoppelnd, angeordnet. Durch die Kompressionsspule 11 wird ein starkes Magnetfeld erzeugt. Dadurch wird über das Elektrolytkupferrohr 12 in dem Stahlrohr 13 eine Stoßwelle hervorgerufen, die über das inkompressible Medium 14 auf das Werkstück 15 den zur Umformung erforderlichen Druck ausübt.

Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung dient zum Aufweiten eines rohrförmigen Werkstückes 25. An der Außenfläche einer Expansionsspule 21 ist dicht anliegend als Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit ein Elektrolytkupferrohr 22 angeordnet. Die Außenlläche des Elektrolytkupferrohres 22 ist mit der Innenfläche eines Stahlrohres 23 fest verbunden. Auf der Außenfläche des Stahlrohres 23 ist das inkompressible Medium 24. beispielsweise VVaSSe₁, an die Innenfläche des aufzuweitenden rohrförmigen Werkstückes 25 koppelnd angeordnet. Durch das in der Expansionsspule 21 erzeugte starke Magnetfeld wird über das Kupferrohr 22 in dem Stahlrohr 23 eine Stoßwelle erzeugt, die über das inkompressible Medium 24 auf das Werkstück 25 den zur Aufweitung erforderlichen Druck ausübt.
Die in F i g, 3 dargestellte Vorrichtung dient zum

Tiefziehen eines ebenen Werkstückes. Auf der Oberfläche einer Flachspule 31 ist dicht anliegend die eine Seite eines Bleches 32 aus Elektrolytkupfer angeordnet. Die andere Seite des Bleches 32 ist mit der einen Seite eines Stahlblechs 33 fest verbunden. Auf der

ίο freien Seite des Stahlblechs 33 ist das inkompressible Medium 34, beispielsweise Wasser, an das umzuformende ebene Werkstück 35 ankoppelnd angeordnet. Die dem inkompressiblen Medium 34 abgewandte Fläche des ebenen Werkstückes 35 ist in enger Benahrung mit einem Fonnstück 36, das mit halbkreisförmigen Aussparungen 37 versehen ist. Durch das Magnetfeld der Flachspule 31 wird über das Kupferblech 32 in dem Stahl ■-. iech 33 eine Stoßwelle hervorgerufen, die über das inkompressible Medium 34

ao auf das Werkstück 35 zur Einwirkung gebracht wird, so daß sich ein Teil der Wandung des Werkstückes 35 in die Aussparungen 37 des Formstückes 36 eindrücken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umformen metallischer Werkstücke, insbesondere solcher mit verhältnismäßig niedriger elektrischer Leitfähigkeit, mit Hilfe von durch hohe, in einer Arbeitsspule erregte, gepulste Magnetfelder erzeugten Stoßwellen, bei der zwischen der Arbeitsspule und dem Werkstück ein Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit und ein inkompressibles Medium angeordnet sind, wobei der Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit mit seiner einen Fläche dicht an der dem Werkstück zugewandten Fläche der Arbeitsspule und das inkompressible Medium an das Werkstück angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper hoher elektrischer Leitfähigkeit (12, 22, 32) uaf seiner dem Werkstück (15, 25, 35) zugewandten Fläche mit einem stoßelastischen Körper (13, 23, 33) fest verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für die Kompression eines Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Körpers hoher elastischer Leitfähigkeit (12) mit der äußeren Oberfläche eines Stahlrohres (13) fest verbunden ist.