DE1452934C3 - Vorrichtung zur Verformung von Rohren mit kleinem Durchmesser - Google Patents

Description

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind demdurch gekennzeichnet, daß,als dielektrisches Ma- gemäß beide koaxialen Leiter, sowohl der innere als terial ein Pbiyvinylrohr vorgesehen ist. ' auch der äußere Leiter verformbar und über ihre j

35 ganze Länge mittels eines geeigneten dielektrischen Materials voneinander isoliert. Der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mittig angeordnete Dorn !

ist im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung nicht !

stromführend. Der Dorn kann eine beliebige ge-40 wünschte vorher bestimmte geometrische Form haben. Es läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vor-1 Die Erfindung betrifft eine .Vorrichtung zum Ver- richtung über die ganze Länge der Metallrohre ein i formen von Rohren mit langen Längen und kleinem extrem hoher Druck erreichen, da die beiden Leiter Durchmesser mit koaxialen inneren und äußeren über die gesamte Länge der Vorrichtung ein gleichelektrischen Leitern,.Schlußstöpseln, die den äußeren 45 mäßig starkes Feld gegeneinander aufbauen. Damit ; Leiter mit dem inneren Leiter elektrisch leitend ver- lassen sich solche Rohre mit kleinen und mittleren j binden und den Stromfluß von einer geeigneten Durchmessern insbesondere unter Durchmesserver-Stromquelle zur Erde ermöglichen, wenn der Strom kleinerung verformen, deren Verformung bisher namittels geeigneter Schaltvorrichtung eingeschaltet ist, hezu unmöglich war. Es lassen. sich mit der. erfin- j und einem innerhalb" des äußeren' Leiters angeordne- 50 dungsgemäßen· Vorrichtung beliebig komplizierte j ten Dorn. - Umformungen bei Rohren mit kleinem Durchmesser ,

Es ist aus »Werkstatt und Betrieb«, 1963, Heft 12, erreichen, denn die endgültige Form wird durch die

S. 89.3. bis 900.her.eits eine .Vorrichtung zum.Umfor- Gestalt des..Doms bestimmt, gegen den der. innere ;

men von Metallrohrstücken bekannt, bei der man Leiter das Werkstück preßt. j

sich gegeneinander^gerichteter iffiägnexiscHersFeldeiSisSsK DäidaskWerkstückiniöKi^zwingend stromdur£hflos- | zum Umformen von Metallrohrstücken bedient. Bei-; ,sen ist^· kann. es. auph. aps elektrisch schlecht leitendieser bekannten Vorrichtung, bei der der innere und dem Material bestehen, . .„ ,. ;

äußere elektrische Leiter koaxial angeordnet und Die erfmdungsgerhäße Vorrichtung ist zudem ein-

Schlußstöpsel vorhanden sind, die die beiden Leiter "fach und sicher. Dadurch, daß sowohl der Dorn von elektrisch leitend verbinden und den Stromfluß von 60 dem inneren rohrförmigen Leiter als auch der innere einer geeigneten Stromquelle zur Erde ermöglichen, von dem äußeren rohrförmigen Leiter mittels dielekwenn der Strom mittels geeigneter Schaltvorrichtung trischen Materials isoliert ist, wird jeglicher Funkeneingeschaltet ist, stellt der innere Leiter den mittleren Überschlag, der zwischen den beiden genannten Lei-Dorn bzw. das Werkzeug dar, und nur der äußere tern auftreten könnte, sicher ausgeschlossen,
elektrische Leiter ist verformbar, und zwar im Be- 65 Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der reich, in dem sich das magnetische Feld aufbaut. erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine solche, bei Rohre können mit dieser bekannten Vorrichtung der der innere Leiter und/oder der äußere Leiter aus nicht auf den Dorn als formgebendes Werkzeug ge- einem eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufwei-

senden Material besteht, daß mit gut leitfähigem Material dünn ummantelt ist, wobei die Ummantelung an dem äußeren Leiter innen und an dem inneren Leiter außen aufgebracht ist. Es lassen sich mit der so ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung Rohre aus einem Material mit relativ geringer elektrischer Leitfähigkeit verformen, z. B. dadurch, daß man diese mit einer dünnen Kupfer-Ummantelung versieht, die als Druckübermittler bzw. »Druckgeber« wirkt.

Es ist zwar auch eine Vorrichtung für magnetisches Formen aus »Konstruktion«, 1964, Heft2,S. 74, rechte Spalte, bekannt, bei der man sich einer Magnetspule bedient, mit der Strom in dem zu verformenden Werkstück induziert und dadurch eine Kraft auf das Werkstück von der Spule weg ausgeübt wird. Diese bekannte Vorrichtung eignet sich aber nur zur Verformung elektrisch gut leitender Materialien und nur für kleine Werkstücklängen.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch die mit koaxialer Stromführung ausgerüstete Vorrichtung, wie sie zum Verformen von Rohren mit relativ größerem Durchmesser zu Rohren mit kleinerem Durchmesser gebraucht wird.

Der äußere Leiter 3 und der innere Leiter 1 in F i g. 1 bestehen aus Kupfer, das als »Druckgeber« wirkt, wenn ein Rohr mit geringer Leitfähigkeit (nicht gezeigt) geformt werden soll.

Die elektrischen Zuleitungen zu dem inneren Kupferrohr 1 laufen über verjüngte Kupferstöpsel 7 und 9, die in das innere Rohr 1 eingetrieben sind, um einen guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Der obere Stöpsel 7 schließt den ringförmigen Zwischenraum 2 zwischen dem inneren und dem äußeren Leiter ab, und dabei stellt er die Stromverbindung zur Erde her. Der ringförmige Zwischenraum 2 zwischen dem inneren Leiter 1 und dem äußeren Leiter 3 muß mittels Dielektrikum 2 und 10 isoliert werden, und das Dielektrikum muß einen genügend hohen Spannungsabfall aufweisen, damit jeglicher Funkenüberschlag, der zwischen den beiden genannten Leitern eventuell auftreten könnte, verhindert wird. Wenn tatsächlich ein Funkenüberschlag zwischen den beiden Leitern erfolgt, dann wird dadurch ganz erheblich der Verformungsvorgang beeinträchtigt. Es wurde gefunden, daß Polyyinylrohre geeignete Isolationsmaterialien für diese Leiter darstellen. Jedoch muß die Isolierschicht so dünn wie möglich gehalten werden, damit die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung so hoch wie möglich ist.

Man kann jedes dielektrische, für Isolierungen vorgesehene Material verwenden, dessen Isolierungseigenschaften ausreichen, um einen Funkenüberschlag zwischen dem inneren und dem äußeren Leiter zu verhindern.

Der Dorn 5 wird in der Mitte des Rohres mittels Glimmerstöpseln 4 festgehalten, die zur Aufnahme des Dorns eine Bohrung aufweisen. Die als Dichtungen vorhandenen Gummistöpsel 6 werden über die Halterstöpsel 4 für den Dorn eingesetzt; sie haben zweierlei Funktion, einmal sichern sie eine einwandfreie Abdichtung und zum anderen wirken sie als elektrische Isolation zwischen den Begrenzungsstöpseln 7 und 9 und dem Dorn 5. Die koaxiale Spule wird dann an einer koaxialen Haltevorrichtung 11 befestigt, und zwar mittels Klemmringen 14, deren einer den mittleren Leiter durch die Bodenplatte und deren anderer den äußeren Leiter 3 durch die Deckplatte greifen, und diese Platten sind mittels eines aus phenolischem Material bestehenden Abstandshalter 13 voneinander elektrisch isoliert. Die Haltevorrichtung ist aus Aluminium gefertigt und wird über sechzehn koaxiale Stromzuführungen 12, von denen nur zwei in der Zeichnung dargestellt sind, mit Strom

ίο versorgt, der von einem: geeigneten Kondensator über ein nicht gezeigtes Schaltsystem abgenommen wird. Beim Entladen des Kondensators fließt der Strom durch den äußeren Leiter 3 und zurück zur Erdleitung 15 durch den inneren Leiter 1 und durcrT'den Kupfer-Stöpsel 9. Die Magnetfelder, die durch diesen hohen Strom aufgebaut werden, stoßen sich gegenseitig ab, und dadurch wird der innere Leiter durch das magnetische Feld gegen den Dorn 5 gedrückt, und der äußere Leiter 3 wird in eine Matrize oder Hohlform (aus Vereinfachungsgründen in der Zeichnung nicht dargestellt) ausgebaucht. Sowohl der innere als auch der äußere Leiter können gegebenenfalls frei, ohne begrenzende Formen, verformt werden.

Der als Stromquelle dienende Kondensator und das geeignete Schaltsystem sollen so angelegt sein, daß ein Strom in der Stärke von 10⁵ bis 10⁶ Ampere innerhalb einer Zeitspanne von etwa 10 ~ⁱ Sekunden abgegeben werden kann. Wenn man eine Stromquelle verwendet, die solchen Strom abzugeben in der Lage ist, dann lassen sich in Bruchteilen von Sekunden über die Länge des Rohres Spitzendrücke entwickeln, die größer als etwa 3520 kg/cm² sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: Man bedient sich z. B. eines Kupferleiters, der sehr hohe Stromstöße (in der Größenordnung" von' 10⁵ bis ΙΟ⁸ Ampere) überträgt und dabei infolge des um den Leiter aufgebauten magnetischen Feldes verformt wird. Das magnetische Feld wird in dem Ringraum zwischen dem inneren und dem äußeren Leiter eingefangen, so daß das Feld in Art eines komprimierten Gases wirkt -und den inneren Leiter zusammendrückt oder den äußeren Leiter ausdehnt, je nachdem, wie die koaxiale Vorrichtung angeordnet ist. Die Metalle, die die hohen Stromstöße ,übertragen, sollen eine hohe Leitfähigkeit aufweisen, wie beispielsweise Silber, Kupfer oder Aluminium. Wenn die zu verformenäen TeUe aus einem Metall mit geringerer Leitfähigkeit bestehen, so können sie mit einem hauchdünnen Überzug eines sehr gut leitenden Metalls plattiert, ummantelt oder kaschiert sein, entsprechend der Ansprechfrequenz. In der im Zusammenhang mit der Zeichnung beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist die Plattierung aus hochleitendem Material innen anliegend an dem äußeren, aus Material mit geringer Leitfähigkeit bestehenden Rohr sowie außen anliegend an dem inneren Rohr angebracht.

Die Ansprechfrequenz wird durch die Induktivität der koaxialen Pinchvorrichtung sowie der Streuinduktivität der Leitungen und der Kapazität des Kondensators bestimmt. Der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Leiter sollte zwecks geringstmöglicher Induktivität so schmal wie möglich sein, was außerdem vorteilhaft ist, wenn der äußere Leiter durch Ausbauchen verformt werden soll, da die Kräfte, die auf den äußeren Leiter zur Einwirkung kommen, um so geringer werden, je größer der ringförmige Zwischenraum ist. Auch elektrisch iso-

lierendes Material kann in der gleichen Weise wie Metalle mit geringer Leitfähigkeit mit Metall plattiert oder verpreßt werden, wenn man Metalle mit hoher Leitfähigkeit als »Druckgeber« auf dem stromführenden Teil verwendet. Die Zeitspanne für den Verformungsvorgang liegt in der Größenordnung von 10~⁵ bis 10~⁴ Sekunden und im wesentlichen bestimmt durch die Ansprechfrequenz der Vorrichtung. Die in dem Kondensator gespeicherte Energie liegt in der Größenordnung von 10⁴ bis 10⁶ Watt-Sekunden. Nachdem mittels der zuvor beschriebenen Vorrichtung ein Rohr mit kleinem Durchmesser geformt worden ist, wird der Dorn, der aus einer schmelzbaren Metallegierung, einem chemisch ähnlichen Material, Kunststoff oder einem sonstigen geeigneten Material ausreichender Festigkeit bestehen kann, mittels üblicher Lösungs- oder Schmelzmethoden entfernt. Als Beispiele für Materialien, aus denen ein in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbarer Dorn bestehen kann, lassen sich Stahl, Aluminium, Mes-

o sing, Kupfer, phenolisches Material, Hartholz, Aluminiumoxid oder Berylliumoxid benennen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 .. preßt, sondern nur — gegebenenfalls durch eine Patentansprüche: Außenform begrenzt — aufgeweitet werden.

1. Vorrichtung zur Verformung von Rohren Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit langen Längen und kleinem Durchmesser mit Vorrichtung zu schaffen, mit der Rohre auch mit koaxialen inneren und äußeren elektrischen Lei- 5 langen Längen unter Durchmesserverringerung umtern, Schlußstöpseln, die den äußeren Leiter mit geformt werden können und bei der sowohl der indem inneren Leiter elektrisch leitend verbinden nere als auch der äußere Leiter über ihre gesamte und den Stromfluß Von einer geeigneten Strom- Länge verformbar sind und entweder die Werkstücke quelle zur Erde ermöglichen, wenn der Strom selbst darstellen oder auch nur die druckgebenden mittels geeigneter Schaltvorrichtung eingeschaltet io Werkzeuge sind.

ist, und einem innerhalb des äußeren Leiters an- Diese Aufgabe wird gelöst mittels einer Vorrichgeordn^tfeh Dorn, d a du rc h g e k e η η ze ich - . tung der eingangs beschriebenen Art zur Verformung net, daß^uder äußere Leiter (3) über die ver- von'Rohren mit langen Längen und kleinem Durchformbare Länge mittels eines geeigneten dielek- messer mit koaxialen inneren und äußeren elektritrischen Materials (2) von dem inneren Leiter (1) 15 sehen Leitern, Schlußstöpseln, die den äußeren Leiisoliert und von diesem in möglichst geringem ter mit dem inneren Leiter elektrisch leitend verbin-Abstand angeordnet ist und daß beide Leiter den und den Stromfluß von einer geeigneten Strom- ; rohrförmig sind, der Dorn,(5) konzentrisch inner- quelle zur Erde ermöglichen, wenn der Strom mittels halb des inneren Leiters (1)^! und von diesem elek- geeigneter Schaltvorrichtung eingeschaltet ist, und trisch isoliert angeordnet ist, wobei das zu verfor- 20 einem innerhalb des äußeren Leiters angeordneten mende Werkstück zwischen dem inneren Leiter Dorn, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet (1) und dem Dorn (5) angeordnet ist, sofern es ist, daß der äußere Leiter über die verformbare ■ nicht der Leiter (1) selbst ist. Länge mittels eines geeigneten dielektrischen Mate- ν}

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- rials von dem inneren Leiter isoliert und von diesem kennzeichnet, daß der innere (1) und/oder äußere 25 in möglichst geringem Abstand angeordnet ist und

(3) Leiter aus einem eine geringe elektrische Leit- daß beide Leiter rohrförmig sind, der Dorn kpnzen- :

fähigkeit aufweisenden Material besteht, das mit trisch innerhalb des inneren Leiters und von diesem j

gut leitfähigem Material dünn ummantelt ist, wo- elektrisch isoliert angeordnet ist, wobei das zu ver-

bei die Ummantelung an dem äußeren Leiter in- formende Werkstück zwischen. dem inneren Leiter nen und an dem inneren Leiter außen aufge- 3° und dem Dorn angeordnet ist, sofern es nicht der j

bracht ist. Leiter selbst ist. :