DE1911424A1 - Process for processing workpieces using underwater pressure surge - Google Patents
Process for processing workpieces using underwater pressure surgeInfo
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Description
3IEMBNS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, 5. MRZ. 1969 Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.503IEMBNS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, March 5. 1969 Berlin and Munich Werner-von-Siemens-Str. 50
PLA 68/1553 Wb/DePLA 68/1553 Wb / De
Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Unterwasser-Druckstößen Process for processing workpieces by means of underwater pressure surges
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Unterwasaer-Druckstößen, die bei der durch Unterwasser-Funkenentladung einer Kondensatorbatterie bewirkten explosionsartigen Verdampfung eines zwischen den Elektroden einer Unterwasser-Funkenstrecke gespannten Zünddrahtes entstehen, mit einem durch Umgehung der Dunkelpause erhöfaten Wirkungsgrad. The invention relates to a method for processing workpieces by means of Unterwasaer pressure surges, which by the Underwater spark discharge from a battery of capacitors caused an explosive vaporization between the electrodes An underwater spark gap tensioned ignition wire is created, with an increased efficiency by bypassing the dark pause.
Bei der Hochgeschwindigkeitsumformung von Metallen durch Unterwasser-Funkenentladung wird eine Kondensatorbatterie über eine in einer Flüssigkeit - l.3. Wasser - befindliche Funkenstrecke entladen. Durch den Funkenüberschlag zwischen den Elektroden der Funkenstrecke bildet sich eine unter hohem Druck stehende Dampfsäule aus. Die sich ausbreitende Dampfsäule treibt die Druckwelle in Form von Stoßwellen durch die Flüssigkeit. Diese treffen auf das Werkstück auf und verformen es· ("Werkstatt und Betrieb", 96.Jahrg., 1963, H.5, Seiten 297-305).In the high-speed metal forming by Underwater spark discharge is a battery of capacitors in a liquid - l.3. Water - existing spark gap unload. Due to the sparkover between the electrodes of the spark gap, one forms under high pressure standing column of steam. The spreading column of steam drifts the pressure wave in the form of shock waves through the liquid. These hit the workpiece and deform it ("Werkstatt und Betrieb", 96th year, 1963, volume 5, pages 297-305).
Ist die beim Zuschalten der auf Arbeitsspannung geladenen Kondensatorbatterie in der Funkenstrecke entstehende elektrische Fe23stärice für den Durchschlag groß genug, so ist kein Zünddraht zwischen den Elektroden erforderlich. Üblicherweise wird jedoch, auch in diesen Fällen, ein Zünddraht verwendet* da durch diesen die Homogenität und die Reproduzierbarkeit des Entladungskanals verbessert werden kann«.Is that when the charged to working voltage is switched on The electrical strength of the capacitor battery generated in the spark gap is large enough for the breakdown, so there is no ignition wire required between electrodes. Usually However, in these cases too, a trigger wire is used, as this ensures the homogeneity and reproducibility of the discharge channel can be improved «.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken mittels Unterwasser-Druckstößen nach dem geschilderten Verfahren müssen die zur ErzeugungWhen machining workpieces using underwater pressure surges according to the procedure outlined, they must be used to generate
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der "Drucks to Qe durch eine Koni ensat orentladung explosionsartig verdampften Drähte häufig so- lang gewählt werden, daß sich eine sogenannte Dunkelpause ni^'it vermeiden läßt. Durch die Dunkelpause wird die Entladung des Kondensators und damit die Um- . setzung der gespeicherten Energie, beispielsweise in Umformarbeit, an einem Werkstück unterbrochen. Das Entstehen der Dunkelpause wird heute folgendermaßen erklärt:the "pressure to Qe" evaporated explosively through a cone discharge Wires are often chosen so long that a so-called dark pause cannot be avoided. Due to the dark pause, the discharge of the capacitor and thus the reversal. transfer of the stored energy, for example in forming work, interrupted on a workpiece. The origin of the dark break is explained today as follows:
Durch die beginnende Kondensatorentladung wird der Zünddraht so schnell aufgeheizt, geschmolzen und verdampft, daß sich eine unter extrem hohem Druck befindliche Metalldampfsäule ausbildet, da das den Draht umgebende Medium, z.B. Wasser, infolge seiner Massenträgheit eine freie Ausbreitung des Drahtmaterials verhindert. Der hohe Druck läßt im Metalldampf, in welchem eine metallische Leitung infolge zu großer Atomabstände nicht mehr möglich X3t, keine Stoßionisation zu. Dadurch wird das zunächst den Elektrodenzwischenraum überbrückende Drahtmaterial innerhalb von einigen Mikrosekunden nichtleitend und die Entladung unterbrochen. In Abhängigkeit von den Parametern des Entladekreises ist beobachtet worden, da3 bis zur Entladungsunterbrechung gelegentlich nur wenige Prozent der gespeicherten Energie im Entladungskanal umgesetzt wurden, von welchen wiederum nur ein gewisser Anteil zur Bearbeitung des Werkstückes,, "beispielsweise als Umformenergie, zur Verfügung stand.As the capacitor discharge begins, the ignition wire is heated, melted and evaporated so quickly that a forms a metal vapor column under extremely high pressure, because the medium surrounding the wire, e.g. water, prevents the wire material from spreading freely due to its inertia. The high pressure leaves in the metal vapor, in which a metal line is no longer due to the large atomic distance possible X3t, no impact ionization too. This will do that first The wire material bridging the gap between the electrodes becomes non-conductive within a few microseconds and the discharge is interrupted. Depending on the parameters of the discharge circuit It has been observed that occasionally only a few percent of the stored energy in the discharge channel is up to the interruption of the discharge were implemented, of which in turn only a certain proportion for machining the workpiece "" for example as forming energy, was available.
Diesem Umstand wurde jedoch bei Wirkungsgradbetrachtungen zunächst keine große Bedeutung geschenkt* da "bei einer endlichen Dunkelpause nach einer Wiederzündung ia zwischenzeitlich auf niedrigeren Druck expandierten Metalldampf eine vollständige Entladung der restlich gespeichertgn Energie unter erneuter Schockwellenausbiidung im Punkenkanal beobachtet wurde (Lochte-Holtgreven W. "Über die Sleaentarvorgänge bei der elektrischen Explosion dünner Met al !drähte1* Konf.über Verbrennung, Schockwellen und Detonation St.Louis Laboratoriuni (1951) LRSL-14 a/51)«However, this circumstance was initially not given great importance when considering efficiency * since "during a finite pause in darkness after a reignition, metal vapor expanded to lower pressure, a complete discharge of the remaining stored energy with renewed shock wave formation in the point channel was observed (Lochte-Holtgreven W." Über the Sleaentarvorgänge in the electrical explosion of thin Met! wires al 1 * Konf.über combustion, shock waves and detonation St.Louis Laboratoriuni (1951) LRSL-14 a / 51) "
Dabei soll die nach dem Wiederzünden ablaufende oszillierende Entladung die bei weitem starkes5® Licht- w&ä S choelcwe Hanaus-The oscillating discharge that takes place after re-ignition is intended to reduce the by far strong 5 ® light- w & ä S choelcwe Hanaus-
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bildung zeigen (Z.ι.Physik ".49 (1957), S.397/411). ■education show (Z.ι. Physik ".49 (1957), p.397 / 411). ■
Demgegenüber wurde bei Verwendung der durch Drahtexplosion erzeugten llnterwasser-Druclcstöße in der Umformtechnik festgestellt, daß der mit dem ersten Entladeimpuls einhergehende Druckstoß den Hauptanteil der Umformarbeit leistet. Dies ist leicht einzusehen bei Entladungen, bei welchen ein Wiederzünden nicht eintritt^ z.B. weil die Dunkelpausendauer langer ist als der leitende Zustand des Hochspannungsschalter, Bit dessen Hilfe die Kondensatorbatterie mit dem'Entladungskanal verbunden wird. In solchen Entladungen können mehr als 90 $ flor gespeicherten Energie in der Kondensatorbatterie bleiben,, so daß von vornherein die Bearbeitung nur mit geringem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann. Der nach dem Wiederzünden offensichtlich sehr niederohmige Entladungskanal nimmt von der nach der Dunkelpause noch gespeicherten Restenergie nur einen kleinen Anteil auf, während der Hauptanteil der Restene'rgie nkch dem Wiederzünden in dem unvermeidlichen ZuleitungswidürstaTid verbraucht wird.In contrast, when using the wire explosion underwater pressure surges generated in metal forming technology, that the pressure surge associated with the first discharge pulse does the main part of the forming work. This is easy to see in the case of discharges that require re-ignition does not occur ^ e.g. because the dark pause is longer than the conductive state of the high voltage switch, bit of Help connected the capacitor bank to the discharge channel will. In such discharges, more than $ 90 flor can be saved Energy remain in the capacitor bank, so that from from the outset, the machining can only be carried out with a low degree of efficiency. Obviously very much after re-ignition The low-resistance discharge channel only absorbs a small proportion of the residual energy stored after the dark break, while most of the residual energy after reignition is consumed in the inevitable supply resistance.
Da die technisch üblichen Hochspannurigskoadensatorbatterien maximale Ladespannungen von 30 bis 40 kV habea,, treten Entladungen mit Dunkelpauae echon bei Drahtlängen von einigen 100 mm auf. In diesen Fällen mußte man sich bisher aus den oben geschilderten Gründen von vornherein mit einem geringen Wirkungsgrad begnügen.As the technically common high-voltage capacitor batteries maximum charging voltages of 30 to 40 kV habea ,, occur discharges with dark pauae echon with wire lengths of a few 100 mm on. In these cases, for the reasons outlined above, one had to deal with a low level of efficiency from the outset content.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Unterwasser-Druckstößen zu entwickeln, mit dessen Hilfe auch bei Bearbeitungsproblemen, die eine große Zunddrahtlänge erzwingen, mit verbessertem Wirkungsgrad gearbeitet werden kann.The invention is based on the object of providing a method for processing workpieces by means of underwater pressure surges develop, with the help of which, even with machining problems that force a large ignition wire length, with improved efficiency can be worked.
Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Kondensatorbatterie in zeitlich aufeinanderfolgenden Entladungsschritten über, mehrere Zünddrähte enthaltende, Entladungskanäle entladen wird, derarts daß jeweils beim Eintreten der Dunkelpause in dem Zünddraht des zunächst an die Kondensatorbatterie geschatteter-Entladungslsanals dieses ein neuer Entladungskanal oarallt11 geschaltet wird."This is done according to the invention in that the capacitor bank in consecutive discharge steps over several trigger wires is discharged containing discharge channels, derarts that each oarallt upon the occurrence of the dark period in the ignition wire of the first to the capacitor bank geschatteter-Entladungslsanals this, a new discharge channel 1 1 is switched. "
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die jeweiligen Drahtexplosionen der geringe Umformarbeit leistenden Niederdruckbogenentladung nach dem Wiederzünden zuvorkommen.This measure ensures that the respective wire explosions prevent the low-pressure arc discharge, which does little metalworking, after reignition.
Es ist in der Literatur bereite darauf hingewiesen worden (Kvarzchava J.P.et al "Elektrische Explosion spiraliger Drähte im Vakuum" JETP 35 (1958), S.9H/916), daß bei Drahtexplosionen die Geometrie der entstehenden Schockwellen durch Anordnung und Kontur der Drähte variiert werden kann. So sind unter dem Gesichtspunkt der Erzeugung verschiedener Formen von Druckfronten in der Literatur eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, Drähte in Parallel- oder Reihenschaltung auf verschiedene Arten zu kombinieren (Noland M.C. et al "High Velocity Metalworkung A Survey" NASA SP-5062 Washington D.C.(1967)).It has already been pointed out in the literature (Kvarzchava J.P. et al "Electrical explosion of spiral wires in a vacuum "JETP 35 (1958), p.9H / 916) that with wire explosions the geometry of the resulting shock waves can be varied through the arrangement and contour of the wires. So are from the point of view A number of proposals have been made in the literature for the generation of various forms of pressure fronts, Combine wires in parallel or in series in different ways (Noland M.C. et al "High Velocity Metalworkung A Survey "NASA SP-5062 Washington D.C. (1967)).
"Dabei ist auch im Hinblick auf das Plattieren durch Unterwasser-Druckstöße der Vorschlag gemacht worden, Entladungskanäle, von denen jeder seinen eigenen Energiespeicher hat, in einer gewünschten zeitlichen Reihenfolge zu zünden (.österreichische Patentanmeldung A 4186/65). Alle diese Maßnahmen zielen auf eine geometrische Anpassung der Druckstöße an das Bearbeitungsproblem. Auch wenn eine geeignete Anpassung eine Wirkungsgradverbesserung bringt, so bleibt diese doch innerhalb der durch die Dunkelpause gesetzten, oben beschriebenen Grenzen."This also applies to plating from underwater pressure surges the suggestion has been made to ignite discharge channels, each of which has its own energy store, in a desired time sequence (Austrian Patent application A 4186/65). All of these measures are aimed at geometrically adapting the pressure surges to the machining problem. Even if a suitable adjustment results in an efficiency improvement brings, it remains within the limits set by the dark pause described above.
Demgegenüber bringt die Erfindung neben den bereits bekannten WirkungsgradVerbesserungen durch geometrische Anpassung eine grundsätzlich neue Wirkungsgradverbesserung, welche in der Umgehung der Dunkelpause durch nacheinander gezündete Entladungskanäle besteht. In contrast, the invention brings about improvements in efficiency through geometric adaptation in addition to the already known efficiency fundamentally new improvement in efficiency, which consists in bypassing the dark pause by igniting discharge channels one after the other.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail using the exemplary embodiments shown in the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1a das bekannte Prinzipschaltbili für die Aufweitung eines -" Rohres durch eine Unterwasser-Drahtexplosion nach dem Stande der Technik,Fig. 1a the known principle circuit diagram for the expansion of a - " Pipe through an underwater wire explosion according to the state of the art,
Pig. Ib den Sntladungsverlauf, der bei der Entladung nach-Fig.1aPig. Ib shows the discharge curve that occurs during the discharge according to FIG
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auftritt,
Pig.2a ein Prinzipachaltbild für die Aufweitung dreier Rohre durch Unterwasser-Drahtexplosion mit dem Verfahren nachoccurs,
Pig.2a a principle drawing for the expansion of three pipes by underwater wire explosion with the method according to
der Erfindung,
Fig.2b den Entladungsverlauf, der bei der Entladung nach Pig. 2athe invention,
2b shows the course of the discharge, which occurs during the discharge according to Pig. 2a
auftritt,
Pig. 3 ein Prinzipachaltbild für das Aufweiten eines Rohres nach dem erfindungagemäßen Verfahren.occurs,
Pig. 3 shows a schematic diagram for expanding a pipe according to the method according to the invention.
In Pig. 1ä ist gezeigt, wie durch eine Unterwasser-Drahtexplosion ein langgestrecktes Rohr durch die Entladung einer Kondensatorbatterie nach herkömmlicher Art aufgeweitet wird.In Pig. 1a is shown as caused by an underwater wire explosion an elongated tube is expanded by the discharge of a battery of capacitors in a conventional manner.
Mit 11 sind die Kondensatorbatterie, mit 12 das zu bearbeitende Rohr, mit 13 Isolierteile, mit 14 der Zünddraht, mit 15 Wasser und mit 16 eine Dreielektroden-Funkenstrecke als Hochspannungsschalter bezeichnet. Das Rohr 12 ist in an sich bekannter Weise durch die Isolierteile 13 abgedichtet, durch welche der Zünddraht 14 in das mit Wasser 15 gefüllte Rohrinnere führt.With 11 the capacitor battery, with 12 the pipe to be processed, with 13 insulating parts, with 14 the ignition wire, with 15 water and at 16 a three-electrode spark gap as a high-voltage switch designated. The tube 12 is sealed in a manner known per se by the insulating parts 13 through which the ignition wire 14 leads into the pipe interior filled with water 15.
In Fig.1b ist der Entladungsverlauf dargestellt, der sich beim Einschalten der Funkenstrecke 16 ergibt. Auf der Abszisse ist die Zeit t und auf der Ordinate sind die Entladespannung U0 und der Entladestrom i~ aufgetragen. Die gestrichelte Linie 17 zeigt die Ladespannung U-j- der Kondensatorbatterie 11 an. Die mit 18 bezeichnete Kurve gibt den S^annungsverlauf während der Entladung der Kondensatorbatterie 11 wieder. Aus Fig. 1b ist ersichtlich, daß der bei dieser Umformung zu erzielende Wirkungsgrad dadurch begrenzt ist, daß im ersten Stromimpuls iQ1 im Zeitintervall tQ - t.j nur eine geringfügige Entladung stattfindet, und daß der zweite Stromimpuls iQp nach dem Wiederzünden nach der Dunkelpause DP im Zünddraht 14 keine Umformarbeit leistet.FIG. 1b shows the course of the discharge that results when the spark gap 16 is switched on. The time t is plotted on the abscissa and the discharge voltage U 0 and the discharge current i ~ are plotted on the ordinate. The dashed line 17 shows the charging voltage Uj- of the capacitor battery 11. The curve denoted by 18 shows the waveform during the discharge of the capacitor battery 11. From Fig. 1b it can be seen that the efficiency to be achieved with this conversion is limited by the fact that in the first current pulse i Q1 only a slight discharge takes place in the time interval t Q - tj, and that the second current pulse i Q p after reignition after the Dark pause DP in ignition wire 14 does not perform any forming work.
In Fig. 2a ist in einem Prinzipschaltbild gezeigt, wie mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Ausnutzung der in einer Kondensatorbatterie gespeicherten Energie in einem schrittweisen Entladungsvorgang drei Rohre aufgeweitet werden können, wobei jedem Rohr ein gesonderter Enüladungskanal und ein eigener Hoch-In Fig. 2a is shown in a block diagram of how with the help of the method according to the invention using the in a Capacitor battery stored energy in a gradual discharge process three tubes can be expanded, wherein each tube has a separate discharge channel and its own high-
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spannungsachalter zugeordnet sind.voltage factors are assigned.
Mit 21 sind die Kondensatorbatterie, mit 22, 23 und 24 die aufzuweitenden Rohre, z.B. Stahlrohre, mit 25, 26 und 27 die Zünddrähte, mit 28 Isolierteile und mit 29, 210, 211 Dreielektroden-Funkenstrecken als Hochspannungsschalter bezeichnet. Die Rohre 22, 23 und 24. sind in an sich bekannter Weise durch Isolierteile 28 abgedichtet, durch welche jeweils die Drähte 25, 26 und 27 in das. beispielsweise mit Wasser 212 gefüllte Rohrinnere führen.With 21 the capacitor bank, with 22, 23 and 24 those to be expanded Pipes, e.g. steel pipes, with 25, 26 and 27 the ignition wires, with 28 insulating parts and with 29, 210, 211 three-electrode spark gaps referred to as a high voltage switch. The tubes 22, 23 and 24 are provided with insulating parts 28 in a manner known per se sealed, through which the wires 25, 26 and 27 lead into the pipe interior, which is filled with water 212, for example.
In .Pig. 2b ist der Entladungsverlauf U0 dargestellt, der beim Durchführen des Verfahrens gemäß Pig, 2a auftritt. Auf der Abszisse ist die Zeit t und auf der Ordinate die Entladespannung U und der Entladestrom i aufgetragen. Mit U-- ist die Lade spannung der Kondensatorbatterie 21 bezeichnet. Uq8 U1, U« zeigen den Spannungsverlauf beim jeweiligen Schalten des Hodispannungs·=» schalters.In .Pig. 2b shows the course of discharge U 0 which occurs when the method according to Pig, 2a is carried out. The time t is plotted on the abscissa and the discharge voltage U and the discharge current i are plotted on the ordinate. With U-- the charging voltage of the capacitor battery 21 is designated. Uq 8 U 1 , U «show the voltage curve when the Hodi voltage · =» switch is switched.
Im Zeitpunkt tQ wird die Dreielektroden-Punkenstrecke 29 gezündet und damit der Entladevorgang über den Zünddraht 25 eingeleitet. Durch die beginnende Kondensatorentladung wird der Draht 25 so schnell aufgeheizt, geschmolzen und verdampft, daß sich eine unter extrem hohem Druck befindliche Dampfsäule ausbildet. Der hohe Druck läßt im Metalldampf keine StoSionisation zu. Dadurch wird das zunächst den llektrodenzwischenrauM überbrückende Drahtmaterial innerhalb tob einigen Micro Sekunden nichtleitend und die Entladung unterbrochen» Hach Abklingen des Stromimpulses i~ im Zeitpunkt t«8 in welchem die Diiakelpause im Draht 25 beginnt, wird die Dreielelctroden-fiankenstreeke 210 gezündet und damit die Entladung über den Draht 26 fortgesetzte Tritt auch bei diesem die Dunkelpamse naeh Abklingen des Stromimpulses i.. zum Zeitpunkt t~ eins s© wird die nächste Drei=- ' elektroden-Funkenstrecke 211 gesüadet und über den Zünddraht 27 die Entladung (Stromispuls ip) fortgesetgt» Dies Isaxm bei der Aufteilung der Entladung auf mehrere Werkstückbearbaitungen solange fortgesetzt werden, wie die energiessäSig atasJkMenden Druckstöße für ein gegebenes Bsarfeaituisgsprofelüffl no ah ausreichen»At the point in time t Q , the three-electrode point gap 29 is ignited and the discharge process via the ignition wire 25 is thus initiated. As the capacitor discharge begins, the wire 25 is heated, melted and vaporized so quickly that a column of vapor under extremely high pressure is formed. The high pressure does not allow any shock ionization in the metal vapor. Thereby, the first to llektrodenzwischenrauM bridging wire material is within tob few microseconds non-conducting and the discharge interrupted "Hach decay of the current pulse i ~ at time t" 8 in which begins the Diiakelpause in the wire 25 which Dreielelctroden-fiankenstreeke is ignited 210 and thus the discharge If the dark pamse continues over the wire 26 after the current pulse has subsided i .. at the time t ~ a s s ©, the next three-electrode spark gap 211 is charged and the discharge (current pulse ip) is continued via the ignition wire 27 »This Isaxm to be continued when dividing the discharge over several workpiece machining operations as long as the energetic atasJkMenden pressure surges are sufficient for a given hazardous situation profelüffl no ah»
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Pur die Umformpraxis ist es jedoch noch interessanter, die durch das erfindungsgemäße Verfahren zu erzielende Wirkungsgradverbesserung auch bei der Bearbeitung nur eines Werkstückes zu erzielen. However, it is even more interesting purely for the forming process efficiency improvement to be achieved by the process according to the invention can also be achieved when machining only one workpiece.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel soll verdeutlichen, daß die erfindungsgemäße Wirkungsgradverbesserung durch nacheinanderfolgendes Zurverfügungsteilen von die Energie optimal umsetzenden Entladungskanälen für die Entladung eines Kondensators nicht unumgänglich an die Bereitstellung mehrerer schneller Hochspannungsschalter, wie z.B. Funkenstrecken oder Ignitrons, gebunden ist. Vielmehr kann die mechanische Wirkung der durch die jeweils vorangehende Entladung bereits erzeugten Druckwellen als mechanisch arbeitender Schalter benutzt werden oder die thermische Wirkung der ersten Entladung durch, gezielte Isolationsbeschädigung neue, die Energie optimal umsetzende Entladungskanäle freilegen. In Fig. 3 ist diese Möglichkeit für die Aufwertung eines zylindrischen Rohres dargestellt.The embodiment shown in Fig. 3 is intended to illustrate that the efficiency improvement according to the invention by successive Parts available to convert the energy optimally Discharge channels for the discharge of a capacitor are not essential to the provision of several high-speed high-voltage switches, such as spark gaps or ignitrons is. Rather, the mechanical effect of the pressure waves already generated by the respective preceding discharge can be used as mechanical switches are used or the thermal Effect of the first discharge through targeted insulation damage Uncover new discharge channels that optimally convert the energy. In Fig. 3 this possibility is for upgrading a cylindrical Rohres shown.
Mit 31 sind die Kondensatorbatteriee mit 32 eine Dreielektroden-Funkenstrecke, mit 33 die Hochspannungeelektrode, mit 34 die Erdelektrode, mit 35 und 36 Zünddrahte, mit 37 ein Isolierschlauch, mit 38 das zu bearbeitende Rohr, mit 39 Isolierteile, mit 310 eine Traneportacheibe und eit 311 Druckkanäle bezeichnet.With 31 the capacitor battery e with 32 a three-electrode spark gap, with 33 the high-voltage electrode, with 34 the earth electrode, with 35 and 36 ignition wires, with 37 an insulating tube, with 38 the pipe to be processed, with 39 insulating parts, with 310 a Tranportacheibe and eit 311 pressure channels.
In unmittelbarer tfähe sur Achse des durch die Isolierteile 39 abgedichteten Rohres 38 sind durch die durchbohrten Elektroden 33 bzw. 34 in den"isolierteilen 39 die Zünddrähte 35 und 36 geführt. Während der Zünddraht 35 axt der Hochspannungselektrode 33 und der Erdelektrode 34 Kontakt hat, so daß nach Zünden der Funkenstrecke 32 zur Zeit tQ die Entladung der Kondensatorbatterie 31 eingeleitet werden kann, ist der Zünddraht 36 nur mit der Erdelektrode 34 verbunden und im übrigen noch durch einen mechanisch und thermisch wenig widerstandsfähigen aber hochspannungsfesten Isolierschlauch 37 abgedeckt. Hier eignen sich insbesondere Folien aus Nieäerdruckpolyäthylen von etwa 0,3 mm Wandstärke. Wird der Isolierschlauch 37 nach dem Auftreffen äes vom Zünddraht 35 ausgehenden Druckstoßes und des sick ausbreitenden MetalldampfesIn the immediate vicinity of the axis of the tube 38 sealed by the insulating parts 39, the ignition wires 35 and 36 are passed through the pierced electrodes 33 and 34 in the "insulating parts 39" that the discharge of the capacitor battery 31 can be initiated after ignition of the spark gap 32 at time t Q , the ignition wire 36 is only connected to the ground electrode 34 and is covered by a mechanically and thermally less resistant but high-voltage-resistant insulating tube 37 Foils made of low-pressure polyethylene with a wall thickness of about 0.3 mm
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mechanisch oder thermisch, insbesondere in der Hochspannungselektrode 33 nach Eintreten der Dunkelpause im Zünddraht 35» zerstört, so kann über den Zünddraht 36 die Entladung fortgeführt, werden. Im Ausführungsbeispiel ist die Hochspannungselektrode so ausgelegt, daß neben der beschriebenen Zerstörung der Isolation der vom Zünddraht 35 ausgehende Druckstoß noch in anderer Weise den Kontakt zwischen der Hochspannungaelektrode 33 und dem Zünddraht 36 freigeben kann. Zu diesem Zweck ist der Isolier— schlauch 37 zweiteilig ausgeführt, wobei sich die beiden Teile bei 3 12: überlappen. Der kürzere - in der Figur der/ obere - Ted'l des Schlauches 37 wird an einer in der. Hochspannungselek.trode 3>3j gelagerten Transportscheibe 310 befestigt. Durch däie in der Hacftspannungselektrode 33 vorgesehene η Druckkanäle 311i trifft ein Teil der vom Zünddraht 35 ausgehenden Druckfront die. Transport;« scheibe 310 und beschleunigt sie stark. Die beschleunlgize Transportscheibe führt daa an ihr befestigte Isjolierschlauchenöe mit und gibt den Kontakt zwischen der Ho chspamiunga elektrode;· und dem Zünddraht 36 frei.mechanically or thermally, in particular in the high-voltage electrode 33 after the dark pause has occurred in the ignition wire 35 », the discharge can be continued via the ignition wire 36. In the exemplary embodiment, the high-voltage electrode is designed so that, in addition to the described destruction of the insulation, the pressure surge emanating from the ignition wire 35 can also release the contact between the high-voltage electrode 33 and the ignition wire 36 in another way. For this purpose, the insulating hose 37 is designed in two parts, the two parts overlapping at 3 12 :. The shorter - in the figure the / upper - Ted'l of the hose 37 is attached to one in the. Hochspannungselek.trode 3> 3j mounted transport disk 310 attached. By d ä ie in the Hacftspannungselektrode 33 provided η pressure channels 311i part strikes the trigger wire 35 extending from the pressure front. Transport; disk 310 and accelerates it strongly. The accelerated transport disk carries the insulating hose attached to it and enables contact between the high-voltage electrode and the ignition wire 36.
Das Zuschalten neuer Entladungskanäle durch gezielte Isolationsbeschädigung: kann auch durch eine Zündvorrichtung realisiert werden, bei welcher sich im konzentrischen Aufbau leitende und isolierende Schichten derart abwechseln, daß jeweils die Entladung über eine leitende Schicht die darunter liegende isolierende Schicht in Elektrodennähe soweit schwächt, .daß die während der Dunkelpause verbleibende Spannung die Isolierung durchschlägt und über die nächstfolgende leitende Schicht die Entladung fortsetzt.The connection of new discharge channels through targeted insulation damage: can also be implemented using an ignition device be, in which in the concentric structure conductive and insulating layers alternate in such a way that each discharge A conductive layer weakens the underlying insulating layer near the electrode to such an extent that the voltage remaining during the dark break the insulation breaks down and continues the discharge via the next conductive layer.
3 Patentansprüche
5 Figuren3 claims
5 figures
-9--9-
009839/0822009839/0822
ORIGINALORIGINAL
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