DE1752094C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine magnetische Formgebervorrichtung, in der zwischen elektromagnetischen Spulen zwei voneinander trennbare Formgeberteile vorgesehen sind, wobei zur Verhinderung eines Kontaktes zwischen den trennbaren Formgeberteilen eine Isolierung angeordnet ist und zur Erzeugung eines verformenden Feldes in Abhängigkeit von der Erregung der Spulen bei aneinanderliegenden Formgeberteilen zwischen letzteren eine öffnung vorgesehen ist, wobei ferner eine Vorrichtung für eine Relativbewegung zwischen den Formgeberteilen zur Erleichterung des Anordnens eines Werkstücks in der öffnung und zum Halten der Formgeberteile in benachbarten Positionen beim Erregen der Spulen vorgesehen ist.

Eine magnetische Formgebervorrichtung dieser Art ist z. B. aus der BE-PS 6 73 064 bekannt; diese Vorrichtung hat aber den Nachteil, daß die Isolierung zwischen den trennbaren Formgeberteilen mit der Zeit zerstört wird, und zwar aus folgenden Gründen.

Die vom Magnetfeld herrührenden Kräfte haben das Bestreben, die Formgeberteile auseinanderzutreiben, sobald die Spulen unter Strom gesetzt sind. Am Ende eines Stromimpulses ist die Beschleunigung der Formgeberteile hoch, und sie wirkt sich in einer nach außen voneinander weggerichteten Bewegung dieser Formgeberteile aus. Diese nach außen gerichtete Bewegung ist an sich, d.h. für den eigentlichen Formungsvorgang, nicht nachteilig, diese Bewegung S erfolgt aber im entgegengesetzten Sinne zu den Kräften, die eine Trennung der Formgeberteile verhindern sollen. Nachdem die Trennbewegung nach außen erfolgt ist, ergibt sich infolge der beim Abschalten des Stroms auftretenden, entgegengerichteten Kräfte ίο ein plötzliches Aufeinanderprallen der beiden Formgeberteile. Das führt zu einer Zerstörung der dazwischenliegenden Isolierung, und beim wiederholten Aufeinanderprallen wird die Isolierung wirkungslos und muß ersetzt werden.

is Um zu verhindern, daß beim Außerstromsetzen der Spulen infolge der Kräfte, welche die Trennung der Formgeberteile verhindern, diese letzteren zusammenprallen, könnte man im Prinzip diese Kräfte zeitgleich mit dem Abschalten des Stroms in den Spulen abbauen.

Ein derartiges zeitgleiches Abbauen der Kräfte ist aber äußerst schwierig durchführbar, da dit Stromimpuise oft nur eine Zeitdauer von wenigen Millisekunden besitzen. Die Zeit zur Beseitigung der Kräfte müßte infolgedessen äußerst genau bemessen sein, was praktisch unmöglich ist, und zwar insbesondere dann, wenn als Antriebsvorrichtung für die Positionierung der trennbaren Formgeberteile eine Flüssigkeitsdruckvorrichtung verwendet wird; denn die Freigabe einer Druckflüssigkeit beansprucht eine relativ lange Zeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine magnetische Formgebervorrichtung der eingangs genannten Art zu

schaffen, bei der eine Zerstörung der Isolierung zwischen den Formgeberteilen verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Vorrichtung für eine Relativbewegung zwischen den Formgeberteilen eine Einrichtung zum Begrenzen der bei der Abschaltung der Spulen erfolgenden Bewegung der Formgeberteile aufeinander zu aufweist, die das Einwirken einer beschädigenden Kraft auf die

Isolierung verhindert

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Vorrichtung hydraulisch arbeitet und die Einrichtung zum Begrenzen der Bewegung der Formgeberteile aus einem vor Abschaltung der Spulen die Zylinderräume unter den Druck der Druckmittelquelle setzenden Dreiwegeventil, zugehörigen Leitungen und den Rückstrom des Druckmittels aus den Zylinderräumen einstellbar begrenzenden Drosselventilen besteht.

so Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß zwar hydraulische Schließ- und Öffnungszylinder für magnetische Formgebervorrichtungen, z. B. aus der US-PS 33 47 074, bekannt sind. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nur einseitig mit Druck beaufschlagbar,

ss sie arbeitet also nicht wie die Erfindung mit einem gezielt aufgebauten Gegendruck, der die Schließbewegung der Formgebervorrichtung beim Abschalten der Spulen bremst oder begrenzt.
Bei einer bevorzugten Ausbildung der zuletzt genannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen magnetischen Formgebervorrichtung weisen die Drosselventile in Richtung auf die Zylinderräume vollen Durchfluß, dagegen in Richtung aus den Zylinderräumen heraus begrenzten, einstellbaren Durchfluß auf.

Die Erfindung und Vorteile derselben sollen in den Figuren anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.
F i g. 1 zeigt schematisch den Schnitt durch eine

magnetische Formgebervorrichtung mit elektromagnetischen Spulen und zwei voneinander trennbaren Formgeberteilen zur Einstellung einer Magnetfeldverteilung entsprechend der Erfindung.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 in der F i g. 1 und stellt die getrennten Formgeberteile zur Erzeugung der gewünschten Magnetfeldverteilung in aneinanderliegender Stellung dar.

Die magnetische Formgebervorrichtung gemäß der Erfindung enthält Spulenelemente Il und 13 und ein Paar getrennter Formgeberteile 33 und 35 zur Einstellung der Magnetfeldverteilung bzw. der Form des Magnetfeldes, welches mit den Spulen in induktiver Abhängigkeit steht Isoliermaterial 45 und 47 ist zwischen den Fonugeberteilen zur Einstellung der Feldverteilung angeordnet, damit ein elektrischer Kontakt zwischen beiden verhindert wird. Sobald die beiden Formgeberteile aneinanderliegen, entsteht dazwischen eine öffnung 43, in welcher sich ein Magnetfeld in Abhängigkeit von dem durch die Spule geschickten Strom ausbildet. Ein Flüssigkeitsdrucksystem 49 und 51 bewirkt die Relativbewegung der beiden voneinander getrennten Formgeberteile zueinander, damit das Einbringen eines Werkstückes in die öffnung und das Zusammenhalten der beiden Formgeberteile während des Betriebes der Spulen aneinander erleichtert und ermöglicht ist. Damit eine schädigende Einwirkung auf das Isoliermaterial verhindert wird, sobald die Spulen außer Strom gesetzt werden, sind Vorrichtungen angebracht, welche die Bewegung der Formgeberteile aufeinander zu beim Außerstromsetzen der Spulen begrenzt

In der Zeichnung enthält die Spulenvorrichtung zwei elektromagnetische Spulen 11 und 13, welche spiralenförmig aufgewickelt, in zwei ringförmigen Schalplatten aus Isolierstoff 15 und 17 untergebracht sind. Die Spulen sind in Reihe an eine Stromimpulsquelle, weiche nicht dargestellt ist, angeschlossen und wirken in Abhängigkeit von den Svromimpulsen, welche durch sie hindurchgeschickt werden und erzeugen ein hochenergetisches Magnetfeld.

Die ringförmigen Schalplatten aus Isolierstoff 15 und 17 sind in geeigneter nicht dargestellter Weise an der Innenseite zweier mit Abstand voneinander angeordneter rechteckiger Seitenwände 19 und 21 eines Traggestelles 23 befestigt. Die Seitenwände 19 und 21 besitzen gegenseitig ausgerichtete öffnungen 25 und 27, welche ihrerseits mit den inneren Zwischenräumen der ringförmigen Schalplatten 15 und 17 ausgerichtet sind. Die Seitenwände 19 und 21 sind untereinander durch eine Deckplatte 29 und eine Bodenplatte 31 verbunden. Die Stärke des Traggestelles, bestehend aus den Seitenwänden 19 und 21, der Deckplatte 29 und der Bodenplatte 31, ist so bemessen, daß eine axiale Bewegung der Schalplatten 15 und 17 gegeneinander verhindert wird. Kräfte, welche eine derartige Bewegung hervorrufen, ergeben sich während des Betriebes der Spulen 11 und 13. Das Traggestell ist in geeigneter nicht dargestellter Weise gehaltert.

Die Schalplatten 15 und 17 sind in axialer Richtung in Abstand voneinander angeordnet und es sind zwei voneinander getrennte Formgeberteile 33 und 35 dazwischen eingepaßt. Die Formgeberteile, welche Magnetfeldverteilung erzeugen, bestehen aus zwei rechteckigen, elektrisch leitfähigen Platten. Jede Formgeberplatte besitzt eine halbkreisförmige Einkerbung 37 und 39, in der der anderen Platte, am nächsten liegende Kante. Die Formgeberteile 33 und 35 können aufeinander zugleiten und wieder voneinander weggleiten. Als Führung dient dabei der Zwischenraum zwischen den Schalplatten 15 und 17. Sobald die Formgeberteile aneinanderliegen, sind die halbkreisförmigen Einkerbungen 37 und 39 so angeordnet, daß vie eine öffnung 43 (Fig.2) bilden. Die öffnung 43 ist axial mit den öffnungen 25 und 27 und den ringförmigen Schalplatten 15 und 17 mit den Spulen 11 und 13 darin ausgerichtet

Sobald die Formgeberteile 33 und 35 aneinanderliegen, wie es in der Fig.2 dargestellt ist induziert der impulsförmige Strom während des Betriebes der Spulen U und 13 einen Strom in den Formgeberteilen, welcher um die Oberflächen in der Nähe der öffnung 43 fließt Um Sprüherscheinungen und einen Kurzschluß um die öffnung herum zu vermeiden, sind die Formgeberteile 33 und 35 durch Isolationseinlagen 45' und 47 elektrisch voneinander getrennt Die Isolationseinlage 45 ist auf der inneren Kante des Formgeberteiles 35 oberhalb der Einkerbung 39 und die Isoliereinlage 47 ist auf der inneren Kante des Formgeberteiles 33 unterhalb der Einkerbung 37 angeordnet Es sind auch andere Möglichkeiten zur Isolierung und Trennung der Formgeberteile im Rahmen der Erfindung erlaubt Der Stromfluß um die Öffnung herum induziert einen Stromfluß im elektrisch leitenden Werkstück, was sich in deformierenden, auf das Werkstück einwirkenden Kräften äußert.

In der Figur ist ein Flüssigkeitsdrucksystem 49 und 51 vorgesehen, welches die Relativbewegung der gleitfähigen Formgeberteile 33 und 35 zueinander bewirkt und das Einlegen eines Werkstückes in die öffnung 43 erleichtert. Der Durchmesser der öffnung 43 ist bedeutend kleiner als der Durchmesser der öffnungen 25 und 27 und der innere Du^rchmesser der Schalplatten 15 und 17. Damit ist es möglich, ein Werkstück einzulegen, welches zu beiden Seiten des zu verformenden Werkstückteiles einen größeren Durchmesser besitzt, als dieses Werkstückteil.

Das System, welches die Formgeberteile in Bewegung versetzt, besteht aus einer Flüssigkeitsdruckvorrichtung 49 und 51. Die Vorrichtung 49 ist zwischen zwei Stirnflächenstücken 53 und 55, welche sich zwischen den Seitenwänden 19 und 21 befinden, angeordnet In gleicher Weise ist die Vorrichtung 51 zwei Stirnflächenstücken 57 und 59, welche sich gegenüber den Stirnflächenstücken 53 und 55 zwischen den Seitenflächen 19 und 21 erstrecken, angeordnet Die Flüssigkeitsdruckvorrichtung 49 besteht aus einem Zylinder 60 und einem Kolben 61, welcher sich darin bewegen kann. Der Kolben 61 ist über eine Kolbenstange 62 mit dem Formgeberteil 33 verbunden, so daß dieses zusammen mit dem Kolben bewegt wird. In gleicher Weise besteht die FlUssigkeitsdruckvorrichtung 51 aus einem Zylinder 63 und einem darin beweglichen Kolben 65. Der Kolben 65 ist über die Kolbenstange 67 mit dem Formgeberteil 35 verbunden, welches sich zusammen mit dem Kolben bewegt Die Länge der Kolbenstangen 62 und 67 sind so bemessen, daß die Kolben 61 und 65 am Boden der Zylinder 60 und 63 anschlagen, sobald die Formgeberteile 33 und 35 in Betriebsstellung sind. Hierbei münden selbstverständlich die Leitungen 97 bzw. 99 in der inneren Stirnseite der Zylinder 60 bzw. 63, so daß die Kolben 61 und 65 auch in ihrer in Fig.2 gezeigten Stellung auf der Stangenseite an das hydraulische System angeschlossen sind.

Natürlich können die Flüssigkeitsdruckvorrichtungen so ausgestaltet sein, daß einer der beiden Formgeberteile 33 oder 35 in BezUK auf die Spulen 11 und 13

festgelegt bleibt und nur der andere Teil verschiebbar angeordnet ist. Dabei ist es aber schwieriger, ein Werkstück in die öffnung einzubringen, allerdings ist nur eine einzige Flüssigkeitsdruckvorrichtung notwendig.

Zur Inbetriebnahme der Flüssigkeitsdruckvorrichtungen 49 und 51 ist ein Ventil- und Leitungssystem vorgesehen. Dieses enthält vier den Flüssigkeitsstrom kontrollierende Ventile 69, 71, 73 und 75. Diese sind so beschaffen, daß sie einen vollen Strom in einer Richtung und einen begrenzten Strom, welche einen Bruchteil des vollen Stromes ausmacht, in der Gegenrichtung ermöglichen. Der umgekehrte Strom, d. h. der Strom in der Gegenrichtung durch die Ventile 69, 71, 73 und 75 wird begrenzt durch ein einstellbares öffnungs- und Nadeisystem, welches in einer geeigneten Fassung untergebracht ist. Beispielsweise kann der begrenzte Fluß etwa ein Zehntel des vollen Flusses betragen. Die Ventile 69 und 71 sind an den Zylinder 60 an sich gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 61 angeschlossen und sind so ausgelegt, daß ein voller Fluß in den Zylinder hineinströmt und ein beschränkter Fluß aus den Zylinder heraus. Die Ventile 73 und 75 sind an den Zylinder 63 in verschiedenen Seiten des Kolbens 65 angeschlossen und sind so ausgestaltet, daß ein voller Fluß in den Zylinder hinieinströmt und ein begrenzter Fluß aus dem Zylinder herausströmt.

Weiterhin sind zwei Dreiwegeventile 77 und 79 vorgesehen. Diese können irgendwelche geeignete Typen sein und sind bevorzugt magnetgesteuerte Ventile. Das Dreiwegeventil 77 ist über die Leitung 81 und 83 mit dem Ventil 69 verbunden. In gleicher Weise ist das Dreiwegeventil 77 über die Leitungen 81 und 85 mit dem Ventil 75 verbunden. Das Dreiwegeventil 77 verbindet die Leitung 81 über die Leitungen 87 und 89 mit der Flüssigkeitsdruckquelle 91 oder es verbindet die Leitung 81 mit einer Abflußleitung 93. Der Fluß in der Leitung 81 geschieht in einer der beiden Richtungen je nach der Einstellung des Dreiwegeventiles 77. Auf diese Weise wird ein Flüssigkeitsstrom den Zylindern auf dem den Kolbenstangen abgekehrten Seiten der Kolben zu bzw. abgeführt. Der abgeführte Fluß von den Zylindern wird durch den Ventile 69 und 75 beschränkt bzw. begrenzt

Das Dreiwegeventil 79 ist über die Leitungen 95 und 97 mit dem Ventil 71 verbunden. In gleicher Weise ist das Dreiwegeventil 79 über die Leitungen 96 und 99 mit dem Ventil 73 verbunden. Das Dreiwegeventil 79 ist vom gleichen Typ wie das Ventil 77 und verbindet die Leitung 95 entweder über die Leitungen 101 und 89 mit der Flüssigkeitsdruckquelle 91 oder mit der Abflußleitung 103. Der Fluß in einer der beiden Richtungen in der Leitung 95 richtet sich nach der Einstellung des Ventiles 79. Auf diese Weise wird den Kolben auf den den Kolbenstangen zugekehrten Seiten Flüssigkeit zu- bzw. abgeführt Die von den Zylindern wegfließende Flüssigkeit wird durch die Ventile 71 und 73 begrenzt

Bei Betriebsbeginn werden die entsprechend der F i g. 2 aneinanderliegenden Formgeberteile 33 und 35 voneinander wegbewegt, um das Einlegen des Werk-Stückes in die Öffnung 43 zu erleichtern. Die Bewegung der Formgeberteile wird durch Einstellen des Dreiwegeventiles 77 derart erreicht, daß die Leitung 81 mit der Ausflußleitung 93 verbunden ist Weiterhin ist dabei das Dreiwegeventil 79 so eingestellt, daß die Leitung 95 mit der Flüssigkeitsdruckquelle 91 verbunden ist Es strömt dann Flüssigkeit unter einem bestimmten Druck in die Zylinder 60 und 63 und zwar auf der Kolbenstangenseite der Kolben 61 und 65. Dadurch bewegen sich die Kolben voneinander weg und erzeugen eine gleichartige Bewegung der Formgeberteile 33 und 35.

Sobald das Werkstück in die gewünschte Stellung gebracht ist, werden die Formgeberteile geschlossen, Das Dreiwegeventil 79 wird dabei so eingestellt, daß die Leitung 95 mit der Ausflußleitung 103 verbunden ist und das Dreiwegeventil 77 wird so eingestellt, daß die Leitung 81 mit der Flüssigkeitsdruckquelle 91 verbunden ist. Die Kolben bewegen sich dann aufeinander zu und bringen die Formgeberteile 33 und 35 in aneinanderliegende bzw. benachbarte Stellung. Das Dreiwegeventil 77 hält die Verbindung mit der Flüssigkeitsdruckquelle aufrecht und die Ventile 69 und 75 steuern das Strömen der Flüssigkeit so, daß während des Betriebes und der Ausbildung des Magnetfeldes die Formgeberplatten zusammengehalten werden, wobei den magnetischen Kräften, welche die Formgeberplatten auseinanderschieben wollen, entgegengewirkt wird.

Trotz des Flüssigkeitsdruckes, welcher die Formgeberteile zusammenhält, entfernen sich die Kolben 61 und 65 um einen bestimmten geringen Betrag voneinander, solange die Spulen unter Stromfluß stehen. Dieses Auseinanderrücken bewirkt einen Druckabfall und manchmal ein Vakuum auf der Kolbenstangcnseite der Kolben und einen Druckanstieg aufgrund der komprimierten Flüssigkeit auf den entgegengesetzten Seiten der Kolben. Werden die Spulen 11 und 13 außer Strom gesetzt, dann bewirken die' Druckunterschiede an den Kolben 61 und 65 eine rasche Bewegung derselben aufeinander zu. Daraus resultiert eine rasche Bewegung der Formgeberteile 33 und 35 aufeinander zu. Wenn die Formgeberteile mit ihren Isolierverkieidungen 45 und 47 aufeinanderschlagen, wird das Isoliermaterial beschädigt Bei wiederholter Inbetriebnahme ergeben sich wiederholte Beschädigungen und die Isoliereinlagen müssen ersetzt werden, woraus sich ein Leerlauf für die Anlage ergibt.

Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Aufeinanderzubewegen der Formgeberteile beim Abschalten der Spulen jedoch begrenzt und zwar auf den Stangenseiten der Kolben: Bevor die Spuler unter Strom gesetzt werden, werden die Zylinder 60 und 63 über das Dreiwegeventil 79 mit der Flüssigkeitsdruckquelle verbunden.

Beim Einschalten der Spulen bewegen sich die Formgeberteile 33 und 35 und somit die Kolben voneinander weg nach außen hin und ermöglichen den Flüssigkeitszutritt an den Stangenseiten der Kolben Beim Außerstromsetzen der Spulen 11 und 13, bei dem die Bewegung der Formgeberteile nach außen hin aufhört, wird die Bewegung der Kolben aufeinander zu durch den Flüssigkeitsdruck in den Zylindern auf der Stangenseiten der Kolben gebremst Die Flüssigkeil wird aus diesen Zylinderbereichen nicht rasch hinausgestoßen, weil der rückwärts- bzw. herausfließende Flüssigkeitsstrom durch die Ventile 71 und 73 begrenz! bzw. beschränkt ist Durch die Ventile 71 und 73 ist der rückfließende Flüssigkeitsstrom so gering bemessen daß durch die Kompression der Flüssigkeit das starke Aneinanderschlagen der Formgeberteile mit ihren Isolationsschichten vermieden wird. Daraus ergibt sich ein Minimum an Spielraum an den Stangenseiten dei Kolben und der Kompressionsgrad ist mit fortschreitender Schließbewegung der Magnetkernglieder groß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Magnetische Formgebervorrichtung, in der zwischen elektromagnetischen Spulen zwei voneinander trennbare Formgeberteile vorgesehen sind, wobei zur Verhinderung eines Kontaktes zwischen den trennbaren FormgeberteiJen eine Isolierung angeordnet ist und zur Erzeugung eines verformenden Feldes in Abhängigkeit von der Erregung der Spulen bei aneinanderliegenden Formgeberteilen zwischen letzteren eine öffnung vorgesehen ist, wobei ferner eine Vorrichtung für eine Relativbewegung zwischen den Formgeberteilen zur Erleichterung des Anordnens eines Werkstücks in der öffnung und zum Halten der Formgeberteile in benachbarten Positionen beim Erregen der Spulen vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (49, 51) für eine Relativbewegung zwischen den Formgeberteilen (33, 35) eine Einrichtung (71, 73, 79, »5, 97, 99) zum Begrenzen der bei der Abschaltung der Spulen (11, 13) erfolgenden Bewegung der Formgeberteile aufeinander zu aufweist.

2 Magnetische Formgebervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (49,51) hydraulisch arbeitet und die Einrichtung zum Begrenzen der Bewegung der Formgeberteile aus einem vor Abschaltung der Spulen die Zylinderräume (60, 63) unter den Druck der Druckmittelquelle (91) setzenden Dreiwegeventil (79), zugehörigen Leitungen (95, 97, 99) und den Rückstrom des Druckmittels aus den Zylinderräumen (60,63) einstellbar begrenzenden Drosselventilen (71,73) besteht

3. Magnetische Formgebervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselventile (71, 73) in Richtung auf die Zylinderräume (60, 63) vollen Durchfluß, dagegen :n Richtung aus den Zylinderräumen (60, 63) heraus begrenzten, einstellbaren Durchfluß aufweisen.