DE1452668B2 - Vorrichtung zur formung eines werkstueckes durch ein magnetfeld - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur For- Die das Magnetfeld erzeugende Einrichtung 10 mung eines länglichen, elektrisch leitenden Werk- besteht aus zwei isolierten Spulen 20 und 22 in Form Stückes, z.B. eines Rohres, mit einer einen Hohlraum flacher Spiralen, welche über den Schalter 24 an eine umschließenden Spule zur Erzeugung eines Magnet- Impulsstromquelle 26, wie beispielsweise eine Konfeldes und einem das von der Spule erzeugte Magnet- 5 densatorbank, angeschlossen sind. Die Spulen 20 und feld in einem beidseitig offenen Bearbeitungsraum 22 sind axial im Abstand voneinander angeordnet konzentrierenden Feldformer aus mehreren den Be- und in einer Haltevorrichtung 28 eingebaut. An arbeitungsraum umschließenden, zum Einbringen Stelle von zwei Spulen kann auch eine einzige Spule des Werkstückes voneinander trennbaren Segmenten verwendet werden; ebenso sind an Stelle der flachen geringen magnetischen Widerstands, deren Trenn- io Spiralform andere Formen möglich. Allerdings hat flächen vom Bearbeitungsraum zur Außenfläche des sich die Verwendung von zwei flachen, spiralförmigen Feldformers verlaufen, wobei der Durchmesser des Spulen als vorteilhaft erwiesen,
von der Spule umschlossenen Hohlraums größer ist Die Haltevorrichtung 28 besteht aus einem Basisais der Durchmesser des Bearbeitungsraumes. stück 30, auf dem mit Bolzen 35 zwei vertikale

Bei einer nach der belgischen Patentschrift 643 968 15 parallele Abschlußplatten 32 und 34 angebracht sind,

bekannten Vorrichtung dieser Art sind zwar die Diese bestehen aus massivem Stahl, um dem durch

Segmente voneinander trennbar, so daß in den Bear- das impulsförmige Magnetfeld erzeugten Kraftimpuls

beitungsraum ein stabförmiges Werkstück eingelegt zu widerstehen. Die Abschlußplatten können auch

werden kann, das außerhalb des Bearbeitungsraums aus starkem, Magnetfeld durchlässigem Isoliermate-

einen vergrößerten Durchmesser hat, aber die Spule 20 rial bestehen.

liegt seitlich unterhalb des Bearbeitungsraums. Das Die Spulenkörper 36 und 38 sind an den Abschlußhat zur Folge, daß der von der Spule ausgehende platten befestigt und haben sowohl gegen diese als magnetische Fluß mehrfach und damit verlustreich auch voneinander einen axialen Abstand. Abstandumgelenkt werden muß, bevor er im Bearbeitungs- platten 40 und 42 aus Magnetfluß durchlässigem raum wirksam sein kann. 25 Isoliermaterial gewährleisten den Abstand zwischen

Aufgabe der Erfindung ist es, diesem Stand der den Spulenkörperri.36und 38 und den Abschluß-Technik gegenüber den von der Spule ausgehenden platten 32 und 34.
magnetischen Fluß verlustärmer auszubilden. Der Raum zwischen den Spulenkörpern 36 und 38

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Spule und der wird teilweise durch aus Isoliermaterial bestehenden Feldformer axial nebeneinander angeordnet. Da- 30 Abstandhaltern 44 ausgefüllt. Die Abstandhalter sind durch ergibt sich eine sehr verlustarme Ankopplung parallel zu den Abschlußplatten 32 und 34 am untedes Bearbeitungsraums an die Spule, wobei der Vor- ren und oberen Ende der Haltevorrichtung 28 angeteil nicht auf gegeben^ wird, daß in den Bearbeitungs- bracht. Die Spulenkörper 36 und 38 und die Abstandraum ein längliches Werkstück eingeführt werden halter 44 bilden einen geschlossenen Raum, in den kann, das im Bearbeitungsraum einen geringeren 35 die Segmente 14 und 16 des Feldformers 12 einge-Durchmesser hat als außerhalb. Hierzu wird das bracht sind. Die Spulenkörper 36 und 38, die AbMerkmal ausgenutzt, daß der Durchmesser des von standhalter 44, die Abschlußplatten 32 und 34 sowie der Spule umschlossenen Hohlraums größer ist als die Abstandplatten 40 und 42 sind durch horizontal der Durchmesser des Bearbeitungsraums. Dieses verlaufende Bolzen 46 und Muttern 48 zusammen-Merkmal ist zwar nach der belgischen Patentschrift 40 gehalten. Die Abschlußplatten 32 und 34, die Ab-643 968 bekannt, hat.aber dort keine Bedeutung im standplatten 40 und 42 sowie die Spulenkörper 36 Zusammenhang mit einzulegenden Werkstücken. und 38 besitzen zentrale Öffnungen, welche einen

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschrei- zylindrischen Hohlraum 49 zur Aufnahme des Werk-

bung von Ausführungsbeispielen an Hand der Figu- Stückes bilden. .·.->

ren erläutert. Es zeigt · ■■ ■ 45 Der rechteckige, zwischen den Spulenkörpern 36

Fig." 1 eine teilweise ;geschnittene Vorderansicht und 38 angebrachte Feldformer 12 besteht aus zu-

einer magnetischen Formvorrichtung gemäß der sammenpassenden leitenden Segmenten 14 und 16,

Erfindung, welche senkrecht zur Achse der Spulen auseinander-

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 nach bewegbar sind,ohne daß sie aus der Haltevorrichtung

F i g. 1, 50 28 herausgenommen werden müssen. Eine axiale

F i g. 3 eine teilweise geschnittene perspektivische Öffnung im Feldformer 12 bildet den Bearbeitungs-Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Er- raum 18 für das Werkstück. Der Bearbeitungsräum findung, und ■ ist zur Formung des Werkstückes in die gewünschte

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren: Gestalt hinsichtlich seiner Ausbildung angepaßt. Die

Ausführungsbeispiels eines Feldformers nach der 55 Seitenwände der Öffnung laufen von den Außen-

Erfindung. flächen des Feldformers nach innen zusammen und

Die Formvorrichtung des Ausführungsbeispiels enden in einem zentral nach innen weisenden Rand, nach Fig. 1 und 2 enthält eine Einrichtung 10 zur Zwischen den zusammenliegenden^ Trennflächen Erzeugung eines impulsförmigen Magnetfeldes hoher der Segmente 14 und 16 ist eine elektrische Isolation Feldstärke und einen Feldformer 12 aus einem lei- 60 50 vorgesehen. Daher bilden die an diese Isolation tenden Körper mit trennbaren Segmenten 14 und 16, angrenzenden Flächen sowie die Innen- und Außenweiche in geschlossener Stellung eine einen Bearbei- flächen des Feldfprmers 12 eine zusammenhängende tungsraum 18 bildende Öffnung ergeben. Werden die Strombahn und ermöglichen den Aufbau eines Segmente 14 und 16 getrennt, so ist das Einbringen Magnetfeldes im Bearbeitungsraum 18.
oder Herausbringen des Werkstückes auch dann mög- 65 Bei geschlossener Stellung der Segmente 14 und 16 lieh, wenn dieses Querschnittsbereiche aufweist, des Feldformers 12 kann ein längliches Werkstück welche größer sind als der durch die Segmente gege- mit gegenüber dem kleinsten Querschnitt des Bearbene Querschnitt des Bearbeitungsraums 18. beitungsraums 18 größerem Querschnitt der Endteile

nicht durch eine Längsbewegung in den Bearbeitungsraum eingebracht werden. Bestünde der Feldformer aus einem einzigen ringförmigen Stück, so könnten Werkstücke dieser Form nicht eingesetzt werden. Da die Segmente 14 und 16 jedoch trennbar sind, kann das Werkstück eingesetzt werden.

Die Segmente 14 und 16 werden durch pneumatisch betätigte Zylinder 54 bewegt, welche an den Abschlußplatten 32 und 34 der Haltevorrichtung 28 durch Platten 55 befestigt sind. Die Zylinder 54 besitzen mit den¹ Segmenten 14 und 16 verbundene Kolben 56.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 arbeitet wie folgt:

Die Segmente 14 und 16 werden zu ihrer Trennung durch die Zylinder 54 auseinanderbewegt, wodurch der Bearbeitungsraum 18 vergrößert wird. Das zu bearbeitende längliche Werkstück wird mit Isolationsmaterial umwickelt, in Längsrichtung in den Hohlraum 49 der Haltevorrichtung 28 eingebracht und durch Schließen der Segmente 14 und 16 im Bearbeitungsraum 18 befestigt. Der Schalter 24 wird darauf geschlossen, so daß sich die Kondensatorbank über die Spulen 20 und 22 entlädt. Der Stromimpuls in den Spulen ruft ein impulsförmiges Magnetfeld hervor, das seinerseits einen Stromimpuls in der Oberfläche des Feldformers 12 induziert. Dieser induzierte Strom fließt um die gesamte Oberfläche jedes Segmentes, und zwar entlang der an die Spulen angrenzenden Flächen, der Innenflächen und zurück zu den Außenflächen des Feldformers. Damit entstehen zwei parallele Strompfade, welche ein starkes impulsförmiges Magnetfeld im Bearbeitungsraum 18 erzeugen. Es wird daher eine Kraft auf das Werkstück aufgebracht, wodurch dieses in der gewünschten Weise geformt wird. Die Feldformersegmente 14 und 16 verharren wegen ihrer Trägheit bei der Stromeinspeisung in die Spulen 20 und 22 in ihrer Stellung. Die Haltevorrichtung 28 kann mit einer Dämpfung versehen werden, um eine mögliche Bewegung der Segmente zu verhindern oder zu verringern.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, das weitgehend dem nach F i g. 1 und 2 entspricht, besteht die felderzeugende Einrichtung 10 A aus einem Paar isolierter flacher Spiralspulen 20 A und 22 A, welche über den Schalter 24 A an eine Stromimpulsquelle 26 A angeschlossen sind. Die Spulen 2OA und 22 A sind axial im Abstand voneinander in einer Haltevorrichtung 28 A angebracht. Diese besitzt einen zentralen Hohlraum 49 A zwischen ihren entgegengesetzten Teilen. Der Feldformer 12 A aus ^ ejnem leitenden Körper besteht aus zwei trennbaren Segmenten 14 A und 16 A, welche in geschlossener Stellung einen Bearbeitungsraum 18 A bilden. Dieser Bearbeitungsraum ist koaxial zu den Spulen 20 A und 22 A angeordnet. Ein isolierter Schlitz 57 erstreckt sich von der Außenfläche des Feldformers 12 A zum Bearbeitungsraum 18 A.

Die Haltevorrichtung 28 A besteht aus zwei parallelen metallischen Blöcken 58 und 60, in denen die Spulen 20 Λ und 22 A eingebettet sind. Die Blöcke 58 und 60 sind durch metallische Abstandhalter 62 getrennt, welche parallel zu diesen am oberen und unteren Ende der Haltevorrichtung verlaufen. Der Feldformer 12 A befindet sich in dem durch die beiden Blöcke 58 und 60 und den Abstandhaltern 62 gebildeten Raum. Da die Haltevorrichtung 28 A bei diesem Ausführungsbeispiel leitend ist, ist ein isolierter Schlitz 64 zwischen dem Hohlraum 49 A und der Außenfläche der Haltevorrichtung vorgesehen. Im Betrieb liegen der Schlitz 64 der Haltevorrichtung 28 A und der Schlitz 57 des Feldformers 12,4 in einer Ebene, so daß die Wände der beiden Schlitze die Außenfläche der Haltevorrichtung 28 A und die Innenfläche des Feldformers 12 A eine zusammenhängende leitende Fläche bilden und den Aufbau eines Magnetfeldes im Bearbeitungsraum

ίο 18,4 ermöglichen. Zwischen dem Feldformer 12 A und den parallelen Metallblöcken 58 und 60 ist eine Isolation vorgesehen.

Das Segment 16 A ist in der Haltevorrichtung 28 A befestigt, während das Segment 14 A relativ zu diesem in Querrichtung bewegbar ist. Die Bewegung des Segmentes 14 A geschieht mittels eines an diesem befestigten Griff 66 von Hand. Damit kann das Segment 14 A für eine Trennung relativ zum Segment 16 A bewegt werden, wodurch der Bearbeitungsraum 18/1 vergrößert wird und das Werkstück eingesetzt werden kann. Eine Isolation kann entweder an den Innenflächen der Segmente 14 A und 16 A oder am länglichen Werkstück vorgesehen sein. Das Werkstück wind entlang der Achse der Spulen so weit eingeschoben, bis der zu bearbeitende Bereich zwischen den Segmenten 14 A und 16 A liegt. Darauf wird das Segment 14 A mittels des Handgriffs 66 bewegt und die Segmente 14,4 und 16,4 um das Werkstück geschlossen. Durch Schließen des Schalters 24 A wird ein impulsförmiges Magnetfeld im Bearbeitungsraum 18 A erzeugt und damit das Werkstück geformt.

Die Segmente des Feldformers sind bei den beiden Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 bzw. 3 senkrecht zur Achse der Spulen bewegbar, sie können aber auch zum Trennen voneinander wegschwenkbar sein. Hierfür sind bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 die Segmente 14 B und 16 B an der Außenkante der sich gegenüberliegenden Trennflächen durch ein Drehgelenk 78 verbunden. Eine elektrische Isolation 50 B ist zwischen ihren sich gegenüberliegenden Trennflächeh vorgesehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Formung eines länglichen, elektrisch leitenden Werkstückes, z. B. eines Rohres, mit einer einen Hohlraum umschließenden Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes und einem das von der Spule erzeugte Magnetfeld in einem beidseitig offenen Bearbeitungsraum konzentrierenden Feldformer aus mehreren den Bearbeitungsraum umschließenden, zum Einbringen des Werkstückes voneinander trennbaren Segmenten geringen magnetischen Widerstands, deren Trennflächen vom Bearbeitungsraum zur Außenfläche des Feldformers verlaufen, wobei der Durchmesser des von der Spule umschlosse-

■^t!;lien Hohlraums größer ist als der Durchmesser des Bearbeitungsraums, dadurch gekenn-

^v zeichnet, daß die Spule(20, 22; 20/1, 22/1) und der Feldformer (12, 12A) axial nebeneinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach ArTspruch 1, gekennzeichnet durch zwei flache spiralförmige Spulen (20, 22, 20/1, 22/1), die beidseitig axial neben dem Feldformer (12, 12A) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Haltevorrichtung (28,

28A) mit axial in Abstand voneinander und parallel zueinander angeordneten Platten (32, 34, 36, 38, 40, 42, 58, 60), zwischen denen die Segmente (14, 16, 14 A, 16A) bei ihrer Trennung voneinander weg bewegbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Segment (16 A) fest angeordnet ist und ein zweites Segment (14^1) senkrecht zur Achse der Spule von dem erstgenannten weg bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (14 B, 16B) an der Außenkante ihrer Trennflächen gelenkig (78) miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen