DE1902246A1 - Vorrichtung zum Umformen zylindrischer Werkstuecke durch Unterwasser-Funkenentladung einer Kondensatorbatterie - Google Patents

Vorrichtung zum Umformen zylindrischer Werkstuecke durch Unterwasser-Funkenentladung einer Kondensatorbatterie

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DE1902246A1 DE19691902246 DE1902246A DE1902246A1 DE 1902246 A1 DE1902246 A1 DE 1902246A1 DE 19691902246 DE19691902246 DE 19691902246 DE 1902246 A DE1902246 A DE 1902246A DE 1902246 A1 DE1902246 A1 DE 1902246A1
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Description

Vorrichtung zum Umformen zylindrischer Werkstücke durch Unterwasser-Punkenentladung einer Kondensatorbatterie
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umformen zylin- · drischer Werkstücke durch Unterwasser-Punkenentladung einer Kondensatorbatterie zwischen den Elektroden einer mittels eines Zünddrahtes gezündeten Funkenstrecke,
Bei der Hochgeschwindigkeitsumformung von Metallen durch Unterwaaser-Punkenentladung wird eine Kondensatorbatterie über eine in einer Flüssigkeit - z.B. Wasser - befindliche Funkenstreckt tntladen. Durch den funkenüberechlag zwischen den Eltktroden 4er funkenstrecke bildet eich eine unter hohem Druck »tehende Dm»pfeäule aus. Die sich auebreitende Dampftäule treibt Druckwellen in Fora von StoBwtllen durch di· Flüssigkeit. Biet· treffen mxt das Werk stück auf und verformen et ("Werkstatt und Betrieb1*, 96. Jahrgang, 1963, Heft 5, S. 297 bia 305).
Ist die beim Zuschalten der auf Arbeitsspannung geladenen Kondensatorbatterie in der Funkenstrecke entstehende elektrische Feldstärke für den Durchschlag groß genug, so ist kein Zünddraht zwischen den Elektroden erforderlich. Üblicherweise wird jedooh auch in diesen Fällen ein Zünddraht verwendet, da durch diese die Homogenität und die Reproduzierbarkeit des Funkenkanals verbessert werden können. Optimierungsuntereuchungen haben jedooh gezeigt, daß der Wirkungsgrad der Umformung durch Verwendung eines Zünddrahtes stets vermindert wird im Vergleich zum freien Durchschlag.
andere liegen demgegenüber die Verhältnisse bei der Umformung zylindrischer Werkstücke durch Unterwaaser-Funkenentladung, wenn hierbei so große Elektrodenabstände gewählt werden müssen,
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daß ein freier Durchschlag nicht mehr zustande kommt und die Zündung nur über einen Zünddraht erfolgen kann. Für diese Fälle werden in der Literatur (ASD Interim Report 7-844 (IV) Jan.1962 "Capacitor Discharge Metal" Forming") sogenannte "optimale Durchmesser" des Zünddrahtes angegeben» bei denen der größte Wirkungsgrad zu erzielen sei. Dieser "optimale Drahtdurchmesser" ist von der Spannung und den elektrischen Parametern der Kondensatorbatterie abhängig und muß daher bei Variation dieser Größen stets neu ermittelt werden. Für Drähte, welche stärker oder dünner al3 der Draht mit "optimalem Drahtdurchmesser" sind, wird ein * schneller Abfall des Wirkungsgrades angegeben. Zur Deutung dieser · W Erscheinung sind Anpasaungsbetrachtungen üblich, die den Entladekreis als gedämpften Schwingkreis auffassen und so eine optimale Anpassung für die größte Abgabe an den Draht und die Schockwelle bei einer optimalen Drahtstärke erklärbar erscheinen lassen.
»ach dieser bisher üblichen Vorstellung stellen Zünddrahtβ alt extrem kleinen und extrem großen Durchmesser eine-krass· fehlanpaeeung dar» welche zu achleohten Wirkungegraden führen BU3te,
Der Erfindung liegt die Aufgabe augrund·, eint Vorrichtung für
Hochgeschwindigkeits-Uraformverfahren für zylindrische lleformprobleme mit optimiertem Wirkungsgrad durch Unterwasser-funken- \ entladung einer Kondensatorbatterie mittels einer durch einen Zünddraht gezündeten Funkenstrecke zu schaffen, bei der es nicht erforderlich ist, jeweils einen sogenannten "optimalen Drahtdurehmesser" für den Zünddraht entsprechend den elektrischen Parametern der Kondensatorbatterie stets neu zu ermitteln.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchmesser des Zünddrahtes höchstens 0,02 mm beträgt.
Durch die Erfindung hat sich überraschenderweise gezeigt, daß -zur Erzielung eines optimalen Wirkungsgrades - ein Durchmesserbereich für den Zünddraht angegeben werden kann, bei de« nach bisheriger Auffassung keine nennenswerte Umformung erwartet . werden konnte.
Durch die Erfindung werden gegenüber dem Bekannten wesentliche
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technische Portschritte erzielt. So übertreffen z.B. die im erfindungsgemäßen Durchmesserbereich liegenden Zünddrähte bezüglich des Wirkungsgrades stets den beim "optimalen Drahtdurchmesser" erreichbaren Wirkungsgrad. Weiterhin ist der erfind ungsgemäi3e Durchmesserbereich von den elektrischen Daten des Entladekreises unabhängig im Gegensatz zum "optimalen Drahtdurchmesser", der jeweils erst ermittelt werden muß. Außerdem ist bei Verwendung von Zünddrähten gemäß der Erfindung der Elektrodenabbrand trotz des höheren Wirkungsgrades geringer als bei Zünddrähten mit einem sogenannten "optimalen Drahtdurchmesser" .
Zur Verdeutlichung de.r mit der Erfindung erzielten technischen Vorteile sind im folgenden Versuchsergebnisse tabellarisch zusammengestellt, welche die Verbesserung des 7/irkungs grades im erfindungsgemäßen Durchmesserbereich für die Zünddrähte bestätigen.
In der,- Tabelle bezeichnen C, L und R die Kapazität in μΡ, die Induktivität in μΗ und den Zuleitungswiderstand in mn des Entladekreises. Mit U ist die Arbeitsspannung in kV und mit 2s der doppelte Umformweg bezeichnet. Der untere Index gibt den Durchmesser des Zünddrahtes an. Die Beispiele beziehen sich auf zylindrische Aluminium- bzw. Stahlrohre.
a) Al-Rohre 40 njm 0, 1 mm Wandstärke, 1 15 mm lang, geglüht Elektrodenabstand 1 = 75 mm
C/μΡ ,8 L/ μΗ V mn U/kV 2s 0,01/π » 25O, 02/m m 2s •opt ,/mm d'o pt,/mm
16 ,8 ο, 262 19, 65 7,5 5 ,4 5, 0 2 ,8 0, 35
18 ,8 0, 262 10, 65 10 11 ,0 10, 2 5 ,4 o, 4
16 1, 08 34, 8 10 9 ,5 9, 0 6 ,8 0, 38
b) Al-Rohre 60 mm #, 2 mm Wandstärke, 115 mm lang, geglüht Elektrodenabstand 1 = 75 mm
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C/uF L/μΙΙ Rz/mi2 U/kV
2s, Qpt ,/mm
t-j /mn
16,8- 0,26? 19,65 15 16,8 0,262 19,65 17,5 16,8 . 0,262 19,65 20
12 ,5 12 ,5
14 ,5 14
18 17 ,6
7,4
17,6
0,45 0 ,
c) Stahl-Rohre 60 mm 0, 1 mm Wandstärke, 115 mm lang, peglüht Elektrodenabstand 1 = 75 mm
C/μΕ L/μΗ Rz/mi2u/kV 2sQ<01/mm 2sQ<02/mm 2s,ppt,/mm · d,ppt,/mn
1x16,8 0,262 19 10,8 2,4 2,2 2x16,8 0,228 11,7 10,8 4,3 4x16,8 0,198 8,2 10,8 8,1 6x16,8 0,187 6,65 10,8 11,1 1x16,8 0,262 19 26,5 12
1,2 2,5 5
9
11,5
0,4 0,6
0,8 0,7 0,25
d) Stahl-Rohre 60 mm 0, 1 mm Wandstärke, 225 mm lang geglüht Elektrodenabstand 1 =187 mm
L/μΗ
16,8 0,262 19 20
2,5
1,4
. 0,55
e) Al-Rohre 60 mm 0, 2 .din Wandstärke, 225 mm lang, geglüht Elektrodenabstand 1 = 187 mm
L/μΗ
U/kV
2s,opt,/mm d,
16,8 0,262 19
25
14,2
8,5
009833/0 9
BAD original
3,7
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Die -Ausführungsbeispiele zeigen, daß bei Verwendung eines Zünddrahtes mit einem Durchmesser innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches in jedem Falle ein höherer Umformgrad erreicht wird als bei Verwendung eines Zünddrahtes mit einem sogenannten "optimalen Drahtdurchmesser", der darüber hinaus stark von den AnlageParametern abhängt. Besonders die Beispiele d) und e) zeigen, daß bei großen Drahtlängen auch bei hohen Spannungen der erfindungsgemäße Durchmesserbereich eine wesentliche Wirkungsgrad verbesserung bringt.
Patentanspruch
-6-009833/0991

Claims (1)

  1. -6- PLA 68/1115
    Patentanspruch
    Vorrichtung zum Umformen zylindrischer Werkstücke durch Unterwasser-Funkenentladung einer Kondensatorbatterie zwischen den Elektroden einer mittels eines Zünddrahtes gezündeten Funkenstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Zünddrahtes höchstens 0,02 mm beträgt.
DE19691902246 1968-03-04 1969-01-17 Vorrichtung zum Umformen zylindrischer Werkstücke durch Unterwasser-Funkenentladung einer Kondensatorbatterie Expired DE1902246C3 (de)

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DE1902246B2 DE1902246B2 (de) 1974-09-12
DE1902246C3 DE1902246C3 (de) 1975-04-30

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