DE1552040C - Tragbare magnetische Metallbearbeitungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine tragbare magnetische Metallbearbeitungsvorrichtung, insbesondere für Blech, mit einer zu einer ebenen Spirale gewickelten, isolierten, in einem Gehäuse angeordneten Spule, die über in ihrer Mitte und an ihrem Außenende axial angeschlossene Kontaktmittel, Speiseleitungen und Schaltmittel mit einer Hochspannungsquelle verbunden und mit elektrischen Stromimpulsen belastbar ist (deutsche Patentschrift 1 267 650, USA.-Patentschrift

2 976 907). ■ - -_:

Diese Metallbearbeitungsvorrichtung geht darauf zurück_?'daß durch eine elektrische Entladung, die sich in einem LeTtef^bestimmter Gestalt abspielt, beispielsweise einer Spule, die in der Nähe eines metallischen

ίο Werkstückes angeordnet wird, ein kräftiges Magnet- : feld erzeugt wird. Auf diese Weise wird im Werkstück ein elektrischer Strom induziert, der dem in der Spule fließenden Strom entgegengesetzt gerichtet ist. Das diesem induzierten Strom zugeordnete Magnetig feld tritt mit dem Magnetfeld der Spule in Wechselwirkung, wodurch starke Kräfte zwischen Spule und Werkstück hervorgerufen werden. Wenn die Spule auf Grund ihres Aufbaus oder ihrer Trägheit eine größere Steifheit und Festigkeit als das Werkstück besitzt, tritt unter dem Einfluß der magnetischen Kräfte ein Nachgeben des Werkstückes ein.

Von besonderer Bedeutung ist es, daß solche _: magnetischen Metallbearbeitungsvorrichtungen ohne Schwierigkeiten an das zu bearbeitende Werkstück herangebracht werden können, da es häufig unpraktisch oder gar unmöglich ist, das Werkstück zu der Verformungseinrichtung zu bringen, wenn beispielsweise große Metallaufbauten bearbeitet werden müssen.

Ein besonders schwierig auszuführender Metallbearbeitungsyorgang ist z. B. das Beseitigen von Verformungen an metallischen Bauteilen von Raketenfahrzeugen. Solche Verformungen können beim Bearbeiten und Behandeln der Bauteile auftreten und beruhen häufig auf der Notwendigkeit der Einschweißung bestimmter Paßstücke, wodurch ein lokales Schrumpfen des Materials verursacht wird. Diese Art der Verformung ist, wenn sie beseitigt werden soll, oft so schwerwiegend, daß ein unter hohen Kosten hergestelltes Bauteil völlig unbrauchbar ist. Es hat .,sich-dabei aber herausgestellt, daß in zahlreichen Fällen die ungewollte Verformung eines Raketenbauteiles in befriedigender Weise schon dadurch rückgängig ι gemacht werden kann, daß eine tragbare magnetische Metallbearbeitungsvorrichtung verwendet wird. Dabei ist wichtig, daß diese kompakt gebaut und gut * isoliert ist und auch bei starker Inanspruchnahme äußerst widerstandsfähig ist, worauf es bei bekannten bzw. vorgeschlagenen Vorrichtungen noch nicht ankommt. Wichtig ist auch, daß unter allen Umständen die Bildung elektrischer Lichtbogen vom Metallgehäuse der Vorrichtung zum Werkstück vermieden wird, um Beschädigungen an beiden zu vermeiden.

ί Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Isolierung und Stromzuführung bei einer magnetischen Metallbearbeitungsvorrichtung so auszubilden, daß sich eine kompakte und betriebssichereBauweise ergibt, die eine transportierbare und robuste Benutzung erlaubt.

⁶" Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer magnetischen Metallbearbeitungsvorrich- X tung der eingangs genannten Gattung und besteht : darin, daß die Spule in einem Isolierblock fest eingebettet in dem Gehäuse angeordnet ist, daß das Kontaktmittel für den Außenanschluß plattenförmig mit einem Mittelloch ausgebildet ist und den Isolier- ■ * block abdeckt und daß der Mittelanschluß durch das ,. Mittelloch des plattenförmigen Kontaktmittels des ^j

Außenanschiusses isoliert herausgeführt und als die ■ wird, das hoch stabile, nichtleitende Stäbe 37 umfaßt. Vorrichtung zusammenspannender Bolzen ausgebil- Diese Stäbe erstrecken sich radial in Winkelabständet ist. den von 90° ausgehend von der Spulenmitte durch Dadurch ergibt sich eine leichte, überall hin trans- die Spule hindurch und sind in Durchlässen 39 der portierbare, magnetische Metallbearbeitungsvorrich- 5 Spulenwindungen angeordnet. Die Stäbe 37 verbloktung, die langlebig/ zuverlässig, leistungsstark und ken die Spulenwindungen gegenseitig und bewahren vielseitig verwendbar ist. Auch ist es möglich, eine die Windungen vor einer Verschiebung oder einem solche MetaHbearbeitungsvorrichtung ^äohne Schwie- »Ausschälen«. ^:: ν ^ ^r \ " -. rigkeiteri in erheblicher Entfernung γόη ihrer Span- Die Spule 13 wird von einem zylindrischen, eleknungsquelle einzusetzen und direkt an "ein zu bear- ίο trisch leitenden ..Hohlkörper 41 als Außenanschluß beitendes Werkstück anzulegen. Weiterhin weist die umschlossen, wobei die Unterseite der Spule im erfindungsgemäße magnetische Metallbearbeitungs- wesentlichen mit dem unteren Rand des Hohlkörpers vorrichtung in ihrem konstruktiven Aufbau eine be- 41 bündig liegt. Zwischen der äußeren Windung der trächtliche Festigkeit und die erforderliche Steilheit Spüle 13 und der Innenfläche des Hohlkörpers 41 auf und gewährleistet eine konstante und zuverlässige 15 wird eine elektrische Verbindung 43 hergestellt, beielektrische Kontaktgabe zwischen Spule, den Ström- spielsweise durch Löten. Zur Verstärkung der Verzuleiturigen und der externen Spanriungsquelle." . bindung zwischen Spule 13 und dem Hohlkörper 41

^I Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind erstrecken sich die Stäbe 37 durch Löcher 45 im Gegenstand der Unteransprüche und in diesen hie- Hohlkörper 41 hindurch und enden bündig mit der dergelegt. - ■;.■■ ; v⁷ : 20 Außenfläche desselben. ■ ::■■·;:..<.-;.:-.iri:S^r .._;i-

An Hand der Figuren werden im folgenden Auf- In der Mitte der Spule 13 wird der elektrische bau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels Kontakt über einen relativ dicken Bolzen 47 hergeder Erfindung im einzelnen näher erläutert. Dabei stellt, der sich axial durch den »Hammer« 11 hinzeigt: . .: ".'■■'·":' durch erstreckt und ein mit Gewinde versehenes,

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer 25 oberes Ende 49 besitzt. Der Bolzen 47 weist unten

magnetischen Metallbearbeitungsvorrichtung gemäß einen Teil .51; auf, dessen verstärkter Durchmesser der Erfindung mit einem Schaltbild der elektrischen 'etwa dem Inrierfdurchmesser der innersten Windung Energieversorgung; _;. , - -'«der Spule 13 entspricht. In diese'innerste Windung

Fig. 2 einen Längsschnitt der Vorrichtung; - der Spule ist der verstärkte Teil 51 eingeführt und mit

F i g. 3 einen Querschnitt der Vorrichtung entlang 30 der Windung bei 53, beispielsweise durch Löten, elek-

der Linie 3-3 in F i g. 2. , - ,"y^; ; trisch verbunden. Etwa in der Mitte zwischen den

In Fig. 1 und 2 ist eine magnetische Metaübear- Enden des zylindrischen Hohlkörpers 41 endet-der

beitungsvorrichtung dargestellt, die im folgenden als Teil 51 mit dem verstärkten Durchmesser des Bolzens

»Hammer« 11 bezeichnet werden soll. Ein Haupt- 47, wodurch eine Schulter 55 ensteht. Auf der Schulbestandteil dieses »Hammers« ist eineflache,spiral- 35terΪ55 imlit-ejffiHalteririg 57 auf, der" den Bolzen 47

förmige Spule 13 (Fig. 2). Ferner ist eine Schaltan- umgibt. Dieser Ring57 verhütet ein S>Einziehen« der

Ordnung vorgesehen, mit deren Hilfe "sich elektrische mittleren Spulenwindungen.

Impulse einleiten und steuern lassen, um auf diese V Ausgehend von der Oberseite der Spule 13 bis zu Weise in der Nähe derSpule ein variierendes Magnet- "seinem mit Gewinde versehenen oberen Ende 49 ist

feld von hoher Intensität zu erzeugen. Diese Schalt- 40 der Bolzen 47 in einem Block aus Isoliermaterial 59,

anordnung umfaßt, vgl. Fig. 1, eineHochspannungs- beispielsweise Polytetrafluoräthylen, eingebettet,

quelle 15, über die eine Kondensatorbank 17 aufgela- Dieser Isolierblock ruht auf der Oberseite der Spule

den wird. In Reihe mit der Spannungsquelle 15 sind 13 auf und füllt im wesentlichen den Hohlkörper 41

ein Schalter 19 und ein Strombegrenzungswiderstand... vollständig aus. Der Isolierblock 59 weist einen Ver-

21 geschaltet. Ein Schaltmittel 23, beispielsweise ein 45 längerungsteil 61 von geringerem Durchmesser auf,

Ignitron, ist in Reihe mit der Kondensatorbank 17 welcher sich über den Hohlkörper 41 hinaus erstreckt

verbunden. Die Schaltanordnung ist an dem »Ham- und in der Nähe des mit Gewinde versehenen oberen

mer« 11 über mehrere Leitungen 25 angeschlossen. Endes 49 des Bolzens 47 endigt. Obwohl der Isolier-

Diese Leitungen 25 sind als Koaxialkabel ausgebildet block 59 aus einzelnen Stücken hergestellt und auf

und mit der Schaltanordnung über einen Verbin- 5° den Bolzen 47 und den Haltering 57 aufgebracht wer-

dungskasten 27 verbunden, den kann, ist es doch vorzuziehen, den Block in einem

Wie aus Fig. 2 ersichtlich,.umfaßt der »Hammer« Stück um den Bolzen 47 und den Ring 57 herumzu-

II zwei separate Teile, nämlich einen Spulenteil 31 gießen, weil auf diese Weise eine einstückige und und einen Gehäuseteil 33, wobei der letztere auf der steifere Einheit entsteht.

Oberseite des ersteren befestigt ist. 55 Am oberen Ende des Hohlkörpers 41 befindet sich Der Spulenteil 31 schließt die Spule 13 ein, die aus ein Innengewinde 63, in welches ein elektrisch leiteneinem ziemlich dünnen und schmalen Band eines der Kontaktblock 65 eingeschraubt ist. Der Kontaktelektrisch leitenden Materials gewickelt ist. Die Spule block 65 besitzt eine konzentrisch angeordnete Probesteht beispielsweise aus etwa 14 Windungen eines filrippe67 sowie ein Mittelloch 69, welches auf den Beryllium-Kupferstreifens mit den Abmessungen 60 Verlängerungsteil 61 des Isolierblocks 59 paßt.
0,48 X 3,8 X 530 cm. Um die elektrische Isolierung Zur Vervollständigung des Hammergehäuses bezwischen den Spulenwindungen zu gewährleisten, deckt eine isolierende Hülle 71 als Gehäuse die vorwird ein Streifen eines Isolationsmaterials 35 zwi- zugsweise aus Polytetrafluoräthylen besteht, die gesehen den einzelnen Windungen angeordnet. samte Außenfläche des zylindrischen Hohlkörpers 41. Um den Forderungen der konstruktiven Steilheit 65 Diese Hülle ist extrem wichtig, da sie einer Bogenwie auch der Kompaktheit der Spule zu genügen, bildung zum Werkstück auf Grund induzierter Spanwird ein relativ dünner und schmaler Leiter verwen- nungen vorbeugt. Die Hülle 71 und der Hohlkörper det, dem jedoch ein Verfestigungssystem zugeordnet 41 sind bei 73 miteinander verschraubt, An ihrem

oberen Ende weist die Hülle 71 einen seitlich vorspringenden Umfangsflansch 75 auf. Zur weiteren Verfestigung und Versteifung des »Hammers« im Bereich der Spule ist ein Klemmband 77 aus rostfreiem Stahl und ein" Klemmbolzen 79 vorgesehen; Das Klemmband -77 wird in Höhe der · Spule 13 um die Hülle 71. herumgelegt. Die Induktionsverluste sind in restfreiem Stahl geringer als in guten elektrischen - Leitern.:,jL;;-yVn-i;-- u--,i-rvj-·"'*>/■ ί>·<··τ· ^::l !-.-'a'■.'■'":,,'-^: ■.

•Alle Flächen jeder Windung der Spule 13, ausgenommen die elektrisch mit dem Bolzen 47 und dem zylindrischen Hohlkörper 41 verbundenen Flächen, sind mit einer isolierenden Gießmasse 81 abgedeckt.
^; Der Gehäuseteil 33 wird auf dem Spulenteil 31 befestigt/Der Gehäuseteil 33 umfaßt ein Isolierstück 83 mit einer Aussparung 85, die eine »heiße« Kontaktplatte ST^auf nimmt. Die ,Verbindung zwischen dem Isolierstück 83 "und der Kontaktplatte 87 erfolgt durch Schrauben 89. Der Umfang des Isolierstücks 83 koinzidiert mit dem Umfang des Flansches 75 der isolierenden Hülle 71. Schrauben 91 erstrecken sich durch den Flansch 75 hindurch in das Isolierstück 83 hinein. Die Kontaktplatte 87 hat die gleiche Ausdehnung wie der Kontaktblock 65 und ist mit einer ringförmigen Nut 93 ausgestattet, in die die Profilrippe 67 des Kontaktblocks 65 paßt. Miteinander ausgefluchtete Löcher 95 und 97 in der Kontaktplatte 87 und im Isolierstück 83 werden von dem Verlängerungsteil 61. des Isolierblocks 59 ausgefüllt. . .„-„

Die Oberseite des Isolierstücks 83 deckt eine metallische, geerdete Abdeckplatte 101 ab, die durch Schrauben 99 am Isolierstück 83 gehalten ist. Die Platte 101 besitzt z.B. aus einem Stück mit ihr bestehende, als Vorsprünge ausgebildete Anschlußorgane 103, deren Enden jeweils mit Gewinde versehen sind. Auf diese Enden smdyerbindungshülsen 105 der Koaxialkabel 25 aufgeschraubt. Jedes Anschlußorgan 103 ist axial mit einem Durchlaß 106 im Isolierstück 83 und mit einer Öffnung 107 in der Kon^ taktplatte 87 ausgefluchtet, so daß jeweils ein Innenleiter 109 eines Koaxialkabels 25 hindurch verläuft und mittels einer Stellschraube 111 an der Kontaktplatte 87 angeklemmt werden kann. _v.'.-.-'_.-,....- ,

Der axiale Bolzen 47 verläuft durch ein Loch 113 in der Mitte der Abdeckplatte 101 und ist mit einer ίο Mutter 115 versehen, die auf der.Abdeckplatte 101 aufliegt. Die Mutter 115 wird entsprechend festgedreht, um den Spulenteil 31 mit dem Gehäuseteil 33 zu verbinden und zusammenzuspannen. Auf diese , Weise sind alle Teile des »Hammers« fest aneinander gebunden und zu einer sehr starren und kompakten Einheit zusammengeklemmt. .

Der elektrische Stromfluß im »Hammer« 11 erfolgt durch die Innenleiter 109, die Kontaktplatte 87, den Kontaktblock 65, den Hohlkörper 41, die Spule 13, den Bolzen 47, die Mutter 115, die Abdeckplatte 101, die Anschlußorgane 103 und die Hülsen 105. Die Abdeckplatte 101, die Kontaktplatte 87, der Kontaktblock 65 und der zylindische Hohlkörper 41 sind vorzugsweise aus weichem Metall, beispielsweise Mesas sing, hergestellt. Der Kontakt erfolgt über die breiten Bereiche des Kontaktblocks 65 und der Profilrippe 67 sowie über die Kontaktplatte 87 mit der Nut 93. Ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen diesen Elementen wird dadurch gewährleistet, daß durch den axialen Bolzen 47 und den Haltering 57 eine Druckkraft ausgeübt wird. Der unter Druck stehende Paßsitz der Profilrippe 67 in der Nut 93 verbessert die Steifheit der Verbindung zwischen dem Gehäuseteil 33 und dem Spulenteil 31 sqwie weiterhin den elektrischen Kontakt zwischen Kontaktblock 65 und Kontaktplatte 87. '

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Tragbare magnetische Metallbearbeitungsvorrichtung, insbesondere für Blech, mit einer zu einer ebenen Spirale gewickelten, isolierten, in einem Gehäuse angeordneten Spule, die über in ihrer Mitte und an ihrem Außenende axial angeschlossene Konfaktmittel, Speiseleitungen und Schaltmittel mit einer Hochspannungsquelle verbunden und mit elektrischen Stromimpulsen belastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (13) in einem Isolierblock (59) fest eingebettet in dem Gehäuse (31, 33, 71) angeordnet ist, daß das Kontaktmine! (65, 87) für den Außenanschluß (41, 43) plattenförmig mit einem Mittelloch (69) ausgebildet ist und den Isolierblock (59) abdeckt und daß der Mittelanschluß (51, 53) durch das Mittelloch (69) des plattenförmigen Kontaktmittels (65, 87) des Aüßenanschlusses (41, 43) isoliert herausgeführt und als die Vorrichtung (13, 59, 65, 87) zusammenspannender Bolzen (47) ausgebildet ist. ■

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Kontaktmittel des Außenanschlusses (41, 43) aus einem auf dem Isolierblock (59) aufsitzenden Kontaktblock (65) und einer mit diesem elektrisch verbundenen Kontaktplatte (87) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktblock (65) mittels einer Rippe (67) in eine Nut (93) der Kontaktplatte (87) formschlüssig eingreift.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenanschluß (41, 43) der Spule (13) durch ein in das isolierende Gehäuse (31, 71) eingesetzten, den Isolierblock (59) umschließenden Hohlkörper (41) mit dem Kontaktblock (65) elektrisch leitend verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Oberseite durch eine mit dem Bolzen (47) elektrisch leitend verbundene und; mit mehreren parallelgeschalteten elektrischen Anschlußorganen (103) für die Speiseleitungen (25) versehene Platte (101) abgedeckt ist. ·.

: ;6. Vorrichtung,nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleiturigen (25) mehrere zwischen Spannungsquelle und Abdeckplatte (101) angeordnete koaxiale Kabel (25) umfassen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (13) durch radial 'verlaufende, in dem Mittelbolzeh (47) gehaltene Stäbe (37) versteift ist.