DE1527593B2

DE1527593B2 - Vorrichtung zur Verformung von zylind Tischen Werkstucken aus Metall durch impuls artige Einwirkung eines Magnetfeldes

Info

Publication number: DE1527593B2
Application number: DE19641527593
Authority: DE
Inventors: Theodor Dr 1000 Berlin Deeg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-09-03
Filing date: 1964-09-03
Publication date: 1971-02-25
Also published as: US3391558A; DE1527593A1; GB1113964A; CH438187A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Mantelfläche der Spule gebildeten Einbuchtung anzur Verformung von zylindrischen, insbesondere geordnet, wobei der Zwischenraum zwischen Spule hohlen Werkstücken aus Metall durch allseitiges radi- und Werkstück durch die mehrteiligen, elektrisch ales Pressen infolge der Wirkung eines von Strom- leitenden Mittel ausgefüllt ist, so liegen diese nur an impulsen erzeugten Magnetfeldes, die eine Spule zur 5 dem in dieser Einbuchtung befindlichen Teil der Erzeugung des magnetischen Feldes enthält, sowie äußeren Mantelfläche der Spule an. Durch die enge zwei- oder mehrteilig ausgebildete, elektrisch leitende, Kopplung reicht dies aber aus, um mit gutem Wirinsbesondere gegeneinander isolierte Mittel zu seiner kungsgrad eine durch allseitiges radiales Pressen ver-Ubertragung bzw. Konzentration auf das außerhalb formende Kraft allseitig auf das runde Werkstück der Spule liegende Werkstück, welches sie umgeben. 10 auszuüben.

Durch die mehrteilige Ausbildung der elektrisch lei- Im folgenden sei die Erfindung an Hand einiger

tenden Mittel und durch die Anordnung des Werk- Ausführungsbeispiele erläutert, die in Ansicht und

Stückes außerhalb der Spule ist es möglich, auch im Querschnitt sowie mit den Stromverläufen in

Werkstücke, die wegen^: ihrer großen Länge oder F i g. 1 bis 12 dargestellt sind. In F i g. 1 bis 8 sind

wegen ihrer nach der Verformung erhaltenen Form 15 jeweils Ausführungsbeispiele mit einer zylindrisch,

nicht mehr axial entfernbar sind, in radialer Richtung in F i g. 9 bis 12 mit einer nierenförmig gewickelten

zu ihrer Achse aus der Vorrichtung zu entfernen. Spule gezeigt.

Bei der bekannten-Vorrichtung ist das zu verfor- Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung mit inende runde Werkstück außerhalb der Spule vor zweiteiligen elektrisch leitenden Mitteln für die deren Stirnfläche angeordnet Das erforderliche ao Übertragung des äußeren Magnetfeldes der zylin-Magnetfeld wird dabei von zwei elektrisch leitenden drischen Spule auf das zu bearbeitende Werkstück ist Mitteln auf das Werkstück übertragen, welches sie in F i g. 1 und 2, der Stromverlauf in F i g. 3 darumgeben. Dazu reichen diese Mittel in den Innen- gestellt.

raum der Spule hinein und liegen an den gesamten Die von dem Stromimpuls durchflossene, zylin-

inneren Umfang der Spule an. Sie erfassen also das 25 drisch gewickelte Spule 1 ist in einem festen, isolie-

innere Feld der Spule und führen es aus der Spule renden Spulenkörper 2 eingelegt. An der gesamten

heraus, um es zur Verformung auszunutzen. Dadurch äußeren Mantelfläche der Spule 1 liegen elektrisch

ergibt sich der Nachteil, daß die Übertragungsmittel leitende Mittel zur Übertragung des Magnetfeldes an.

kompliziert ausgebildet sein müssen und daß infolge Diese haben die Form eines die Spule eng gekoppelt

der Verluste bei der Herausführung des inneren 30 umschließenden, zweiteiligen, massiven Ringes mit

Spulenfeldes und der somit nicht sehr engen Kopp- den Ringhälften 3 a und 3 b, der eine in der Trenn-

lung zwischen Spule und Werkstück der Wirkungs- fuge zwischen den beiden Ringhälften liegende, achs-

grad der Anordnung sinkt. . ,_; parallel zu der Spule 1 angeordnete zylindrische

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zylin- Aussparung 4 zur Aufnahme des zu verformenden

drische, insbesondere hohle Werkstücke, die außer- 35 Werkstückes 5 enthält. Dieses Werkstück 5 besteht

halb der Spule angeordnet sind, magnetisch mit gutem aus einem Kupferring, der als Verbindungsmuffe auf

Wirkungsgrad durch allseitiges, radiales Pressen ver- zwei aneinanderstoßenden Leitern aufgepreßt werden

formen zu können. soll.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art Die beiden Ringhälften 3 a, 3 b sind an den äußeliegen gemäß der Erfindung die elektrisch leitenden 40 ren Trennfugen A, B und E, F mit einem Kontakt-Mittel an der ganzen oder an einem Teil der äußeren , material belegt, während an der Trennfuge C, D Mantelfläche der Spule an, neben der das Werkstück zwischen der Spule 1 und dem Werkstück 5 ein achsparallel angeordnet ist. isolierender, jedoch möglichst eng gehaltener Spalt

Das zylindrische Werkstück ist also außerhalb der besteht. Beim Aufschalten eines Stoßkondensators Spule, neben der äußeren Mantelfläche liegend, achs- 45 baut sich in der Spule 1 der Strom Z₁ auf. Dieser parallel angeordnet. Zu seiner Verformung wird das induziert in den Ringhälften 3 a, 3 b eine Umlaufäußere Spulenfeld ausgenutzt, welches von den an Spannung, die den Sekundärstrom i₂ zur Folge hat. der ganzen oder an einem Teil der äußeren Mantel- Da die Ringhälften 3 a, 3 b massiv sind, fließt der fläche der Spule anliegenden Übertragungsmitteln Sekundärstrom Z₂ wegen des Skineffektes mit ,geringer direkt auf das neben der Mantelfläche liegende Werk- 5° Eindringtiefe dicht an der äußeren Mantelfläche der stück übertragen wird. Die Kopplung ist daher sehr Spule 1 von B nach C, wird dort wegen der isolieeng und mithin der Wirkungsgrad der Anordnung renden Trennfuge C, D und der Aussparung 4 um gut. Die Übertragungsmittel sind einfach geformt und das Werkstück 5 nach E gelenkt, tritt dann über den durch ihre bekannte mehrteilige Ausführung lassen leitenden Kontakt an der Trennfuge E, F zur unteren sich die achsparallel zu der Spule liegenden Werk- 55 Ringhälfte 36 über und fließt dort symmetrisch stücke nach ihrer Verformung sehr schnell entfernen zurück. Hierdurch- -wird in dem Werkstück 5 der bzw. austauschen. ■■-_. -; beabsichtigte Arbeitsstrom z'_s induziert, der die

Um bei einem zylindrischen Werkstück, z.B. zur komprimierende Wirkung zur Folge hat. Verbindung zweier Rohrenden oder zum Aufbringen Die Anordnung nach F i g. 1 und 2 arbeitet auch, von Muffen auf einen runden Körper, eine längs des 60 wenn der leitende Kontakt an den Trennfugen A, B Umfanges gleichmäßig einwirkende Kraft zu erzeugen, und E, F nicht gut ist. Ein derartig abgewandeltes ist es bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Ausführungsbeispiel ist in F i g. 4 in Ansicht und in Vorrichtung nicht immer erforderlich, daß die elek- F i g. 5 mit dem Stromverlauf gezeigt. Bei diesem trisch leitenden Mittel an der ganzen äußeren Mantel- Ausführungsbeispiel fließt der erzeugte Sekundärfläche der Spule anliegen. Wird in Durchführung des 65 strom z₂ in jeder Ringhälfte 3 a, 3 b über die mit der Erfindungsgedankens die zur Erzeugung des Magnet- Spule 1 nur schwach gekoppelte äußere Oberfläche feldes dienende Spule nierenförmig gewickelt und das 3a, 3b zurück, wie das in Fig. 5 gestrichelt angezylindrische Werkstück in der von der äußeren deutet ist. Wichtig ist aber, daß die Ringhälften

3 α, 3 b an der Trennfuge C, D voneinander isoliert sind und daß auch das Werkstück 5 in der Aussparung 4 die beiden Ringhälften 3 α, 3 b nicht elektrisch leitend überbrückt.

In F i g. 6 bis 8 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Vorrichtung an Werkstücke verschiedener Abmessungen angepaßt werden kann. Die zur Aufnahme des Werkstückes 5 dienende Aussparung 4 in den die elektrisch leitenden Mittel zur Übertragung des Magnetfeldes bildenden Ringhälften 3a, 3b ist größer als für das Werkstück 5 nötig gewählt und wird mit gesondert einzusetzenden, dem jeweiligen Werkstück 5 angepaßten, zweiteiligen Feldkonzentratoren 6a, 6b ausgefüllt. In den beiden gegeneinander und von allen benachbarten Teilen isolierten Hälften dieses Feldkonzentrators fließt dann, wie in Fig. 8 gezeigt, vom Sekundärstrom i₂ in den elektrisch leitenden Mitteln induziert, der Strom z₄, der seinerseits in dem Werkstück 5 den eigentlichen Arbeitsstrom i₃ erzeugt. ao

In Fig. 9 bis 11 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem nur ein Teil, nämlich angenähert die halbe äußere Mantelfläche der Spule für die Ankopplung verwendet ist.

Die Leiter der Spule 11 sind in einem Wicklungsträger 12 aus festem Isolierstoff eingebettet, der von einem äußeren Halteteil 13 umgeben ist. Die Spule 11 ist dabei nierenförmig gewickelt, so daß ihre äußere Mantelfläche eine Einbuchtung 14 bildet und außerdem seitlich ein achsparalleler Spalt zwischen den Spulenenden entsteht, in dem das zu verformende Werkstück 15 von der Seite her in diese Einbuchtung 14 eingeführt werden kann. Dieses Werkstück 15 besteht aus zwei aneinanderstoßenden Leitern, die durch eine Hülse miteinander verbunden werden sollen. ■ Der Zwischenraum zwischen dem Werkstück 15 und der von der Spule 11 gebildeten Einbuchtung 14 wird von den elektrisch leitenden Mitteln zur Übertragung des Magnetfeldes ausgefüllt, die längsgeteilt sind. Sie bestehen aus zwei gegeneinander isolierten Ringhälften 16 a und 166, die axial eingeführt werden können. Die Trennfuge ist dabei in einer Ebene senkrecht zu der Spulenöffnung angeordnet. Der zwischen den Enden der Spule 11 liegende achsparallele Spalt wird durch ein Füllstück 17 verschlossen und durch eine die Enden der Öffnung des äußeren Halteteiles 13 umgreifende Schließklaue 18 gesichert. Der in der Spule 11 fließende Strom I₁ induziert in den elektrisch leitenden Mitteln 16 a, 16 b Sekundärströme I₂, die in dem Werkstück 15 einen umschließenden Arbeitsstrom /₃ zur Folge haben. Dieser bewirkt in Verbindung mit dem erzeugten Magnetfeld die Verformung des Werkstückes 15. Durch die gewählte Form der Vorrichtung wird erreicht, daß eine gleichmäßige Verformung des Werk-Stückes 15 über den gesamten Umfang erfolgt, obwohl ein Stromfluß in dem Spalt zwischen den Enden der Spule 11 nicht vorhanden ist.

Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Vorrichtung mit einer nierenförmig gewickelten Spule 21 zangenartig aufklappbar ausgebildet ist. Der Wicklungsträger 22 für die zweiteilige, nierenförmig gewickelte Spule 21 ist ebenfalls zweiteilig ausgebildet. Er ist von einem zweiteiligen Halteteil 23 umgeben, dessen beide Schenkel durch ein Scharnier 24 verbunden sind. Beide Halteteilschenkel werden von einer Klammer 25 zusammengehalten. Die bei Betrieb auftretenden Kräfte können

35 daher von dem Halteteil 23 gut aufgenommen werden. Zum Einlegen bzw. Herausnehmen der Werkstücke wird das Halteteil 23 und auch die Spule 21 aufgeklappt. Das Auswechseln der aus zwei aneinanderstoßenden Leitern, die durch eine Hülse miteinander verbunden werden sollen, gebildeten Werkstücke 26 in den längsgeteilten, elektrisch leitenden Mitteln 27 a, & bereitet daher keinerlei Schwierigkeiten und erfolgt sehr schnell.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verformung von zylindrischen, insbesondere hohlen Werkstücken aus Metall durch allseitiges radiales Pressen infolge der Wirkung eines von Stromimpulsen erzeugten Magnetfeldes, die eine Spule zur Erzeugung des magnetischen Feldes enthält, sowie zwei- oder mehrteilig ausgebildete, elektrisch leitende, insbesondere gegeneinander isolierte Mittel zu seiner Übertragung bzw. Konzentration auf das außerhalb der Spule liegende Werkstück, welches sie umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Mittel (3a, 3 b; 16a, 16 b; 27 a, 27 b) an der ganzen oder an einem Teil der äußeren Mantelfläche der Spule (1; 11; 21) anliegen, neben der das Werkstück (5; 15; 26) achsparallel angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der elektrisch leitenden Mittel (3a, 3b) in den äußeren Trennfugen (A, B; E, F) seitlich von Spule (1) und Werkstück (5) leitend miteinander in Verbindung stehen, während die Trennfuge (C, D) zwischen Spule (1) und Werkstück (5) einen isolierenden Spalt bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Mittel (3 a, 3 b) aus einem die Spule (1) eng umschließenden, zweiteiligen, massiven Ring bestehen, der in der Trennfuge (C, F) zwischen den beiden Teilen eine zylindrische Aussparung (4) zur Aufnahme des zu verformenden runden Werkstückes (5) hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (11; 21) nierenförmig gewickelt ist und daß das zylindrische Werkstück (15; 26) in der von der äußeren Mantelfläche der Spule gebildeten Einbuchtung (14) angeordnet ist und die elektrisch leitenden Mittel (16a, 16 b; 27 a, 27 b) nur an den in dieser Einbuchtung befindlichen Teil der äußeren Mantelfläche der Spule anliegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweiteiligen, elektrisch leitenden Mitteln (16 a, 16 b) die Trennfuge in einer Ebene senkrecht zu der Spulenöffnung liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (11) in ein Halterteil (13) eingelegt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt im Wicklungsträger (12) und im Halterteil (13) durch Füllstücke (17, 18) ausgefüllt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (21) zangenartig aufklappbar ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (23) mittels eines Scharniers (24) aufklappbar ausgebildet ist.

Γίο,-m 1