DE1452874A1

DE1452874A1 - Vorrichtung zur Erzielung eines gleichfoermigen Tiefziehdruckes beim Tiefziehen metallischer Werkstuecke

Info

Publication number: DE1452874A1
Application number: DE19641452874
Authority: DE
Inventors: Schenk Dipl-Phys Horst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-09-19
Filing date: 1964-09-19
Publication date: 1969-09-04
Also published as: GB1115323A; DE1452874B2; CH443198A; US3365923A

Description

Vorrichtung zur Erzielung eines gleichförmigen Tiefziehdruckes beim Tiefziehen metallischer Werkstücke

Auf dem Gebiete der Metallumformung wurden in den letzten Jahren neue Verfahren entwickelt, bei denen die Umformgeschwindigkeit wesentlich höher ist als bei den konventionellen Methoden. Sie werden deshalb auch als Hochgeschwindigkeits-Umformverfahren bezeichnet. Man zählt zu ihnen z.B. das Magneform-Verfahren.

Das Magneform-Verfahren nutzt die physikalische Gegebenheit ais, daß ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld auf eine Metalloberfläche einen Druck ausübt. Durch Entladen eine3 Hochspannungskondensators baut sich z.B. in einer Luftspule, in der sich ein metallenes Werkstück befindet, ein axial gerichtetes, impulsförmiges Magnetfeld auf, das

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im Werkstück einen azimutalen Wirbelstrom zur Folge hat. Der Wirbelstrom ist wegen des Skin-Effektes auf die Außenhaut des Werkstückes beschränkt, falls die Frequenz des aus Arbeitsspule und Kondensator gebildeten Schwingkreises und die elektrische Leitfähigkeit des Werkstückes groß genug sind. Der Innenquerschnitt des Werkstückes ist dann praktisch feldfrei, so daß sich das impulsförmige Magnetfeld auf den Spalt zwischen Spule und Werkstück konzentriert.

Das Magneform-Verfahren ermöglicht die Umformung metallischer Werkstoffe mit Hilfe hoher gepulster Magnetfelder. Zylindrische Werkstücke werden durch eine Kompressionsspule zusammengedrückt. Durch eine Aufweitung3spule können zylindrische Werkstücke expandiert
werden. Eine sogenannte Flachspule, deren Wicklung aus einer ebenen Spirale besteht, dient zum Tiefziehen von Blechen.

Die bisher zum Tiefziehen von Blechen verwendeten Flachspulen weisen einen erheblichen Nachteil auf. Der von einer Flachspule üblicher
Bauweise auf ein Werkstück ausgeübte Druck hat in der Mitte ein Minimum. Die Gründe hierfür sind, daß im Blech, der Spiralenmitte gegenüber, kein Wirbelstrom fließt _% und daß in einem Bereich um diese Mitte nur eine Teilkomponente des magnetischen Feldes senkrecht zum Wirbelstrom steht. Auf Grund dieser ungleichmäßigen Druckverteilung lassen sich ebene Werkstücke in der Mitte nicht oder nur schlecht ausformen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzielung eines gleichförmigen Tiefziehdruckes beim Tief-

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ziehen metallischer Werkstücke, insbesondere Bleche, durch in Arbeitsspulen erzeugte impul3förmige Magnetfelder zu schaffen, durch die die obengenannten Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemäß ist als Arbeitsspule eine Kompressionsspule vorgesehen, in deren Innerem ein aus zwei getrennten Teilen aufgebauter Feldkonzentrator derart angeordnet ist, daß sich das Werkstück zwischen den Teilen, des Feldkonzentrators befindet und daß die wirksame Fläche des einen Teiles des Feldkonzentrators gegen das Werkstück elektrisch isoliert und die wirksame Fläche des anderen Teiles mit einer auschwechselbaren Matrize versehen ist.

Unter wirksamer Fläche des Feldkonzentrators wird hier und im folgenden die Fläche*verstanden, auf die die Wirbelströme konzentriert sind. Im allgemeinen entspricht sie dem Produkt aus der Höhe und dem inneren Durchmesser der Arbeitsspule.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird beim Tiefziehen von Blechen eine homogene Druckverteilung dadurch erzielt, daß das zylindersymmetriache Feld einer Kompressionsspule mittels geeigneter FeIdkonzentratoren in ein ebenes Feld umgewandelt wird.

Es hat sich als besondere zweckmäßig erwiesen, daß der Feldkonzentrator aus zwei symmetrischen Teilen, z.B. aus zwei halbzylindrischen Teilen, aufgebaut ist.

Der technische Vorteil der orfindungagemäßen Vorrichtung gegenüber bisher bekannten Vorrichtungen beruht darin, daß eine homogen·: Druck-

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verteilung auf Werkstücke, wie z.B. Bleche, gewährleistet ist und damit eine gleichmäßige Ausformung erreicht wird. Weiterhin bietet die Verwendung'von Peldkonzentratoren beim Tiefziehen mittels einer Kompresaionsspule eine erheblich größere Anpassungsmöglichkeit an die Größ'e des Werkstückes»

Zur weiteren Veranschaulichung wird mit Hilfe der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der erfindungagemäßen Vorrichtung beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 in schematischer Darstellung die

Kompressionsspule und den zum Teil herausgezogenen geteilten Feldkonzentrat or gemäß der Erfindung,

Figur 2 im Schnitt die Anordnung gemäß ' der Erfindung,

Figur 3 eine Hälfte des Feldkonzentrators in einer speziellen Ausführung.

In Figur 1 sind mit 11 die Kompressionsspule, mit 12 der geteilte Feldkonzentrator, mit 13 das Werkstück, mit 14 eine Isolationsschicht, mit 15 Anschlußflansche, mit 16 die Richtung des Primärstromes in der Kompressionsspule und mit 17 die Richtungen der induzierten Wirbelströme bezeichnet. Das Werkstück 13, z.B. ein Blech, befindet sich zwischen den beiden Teilen des Feldkonzentrators in einem Spalt. Der eine Teil des Feldkonzentrators ist durch die Isolation 14 gegen das umzuformende Werkstück 13 elektrisch isoliert. Der andere Teil dos Feldkonzentrutors hat dagegen mit dem Werkstück einen guten elektrischon Kontakt * >· 0 -, Γ : V· ? 9 0 9 8 3 6/0383

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In Figur 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt dargestellt. Mit 21 sind die Kompressionsspule, mit 22 die beiden Teile des Feldkonzentrators, mit 23 das umzuformende Blech, mit 24 Isolationsachichten, mit 25 Anschlußflansche, mit 26 eine auswechselbare Matrize bezeichnet. Die auswechselbare Matrize 26 befindet sich in dem Teil des Feldkonzentrators, der mit dem Werkstück einen guten elektrischen Kontakt hat.

In Figur 3 ist eine Hälfte des Feldkonzentrators dargestellt, durch dessen Formgebung die Wirbel3tröme auf eine relativ kleine, mit 31 bezeichnete Fläche konzentriert werden können. In diesem speziellen Aur.führungsbeispiel ist die wirksame Fläche 31 kleiner als das Produkt aus der Höhe und dem inneren Durchmesser der Arbeitsapule.

4 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

( I.^Vorrichtung zur Erzielung eines gleichförmigen Tiefziehdruckes beim Tiefziehen metallischer Werkstücke, insbesondere Bleche, durch in Arbeitsspulen erzeugte impulsföraaige Magnetfelder, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsspule eine Kompressionsspule vorgesehen ist, in deren Innerem ein aus zwei getrennten Teilen aufgebauter Peldkonzentrator derart angeordnet ist, daß sich das Werkstück zwischen den Teilen des Feldkonzentrators befindet und daß die wirksame Fläche des einen Teiles des Feldkonzentrators gegen das Werkstück elektrisch isoliert und die wirksame Fläche des anderen Teiles mit einer auswechselbaren Matrize versehen iot.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldkonzentrator aus zwei symmetrischen Teilen aufgebaut ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldkonsentrator aus zwei halbzylindrischen Teilen aufgebaut ist.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche eines oder beider halbzylindrischen Teile kleiner als das Produkt aus der Höhe und des inneren Durehmessers der Arbeitsspule ist.

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