DE2059181C3 - Anordnung zur Hochdruck-Energieumformung von Körpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Huchdruck-Energieumformung von Körpern, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, z. B. von Blechen, mittels einer in einer Flüssigkeit als Druckübertragungsmedium zwischen zwei eine Funkenstrecke bildenden Elektroden gezündeten I ichtbogens, wobei in dem kapazitiven Entladungskreis die Funkenstrecke mit einem Entladekondensator, einer Schaltkreisinduktivität und einer getriggerten Hilfsfunkenstrecke in Reihe geschaltet ist.

Bekannt ist eine solche Anordnung zur Hochdruck-Energieumformung von Körpern, insbesondere Blechen, nach dem hydroelektrischen Prinzip, bei der zwischen die zwei eine Funkenstrecke bildenden Elektroden ein Metalldraht eingebracht und verdampft wird. Der für die Verdampfung des Metalldrahtes notwendige kapazitive Entladungskreis besteht aus einem mit der Arbeitsfunkenstrecke in Reihe geschalteten Entladekondensator, einer Schaltkreisinduktivität und einer getiiggerten Hilfsfunkenstrecke (»Industrie-Anzeiger« 86 - 1964 - Nr. 23 vom 20. März, Seite 391 bis 395).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Anordnung so auszugestalten, daß man eine vergleichsweise große Umformungskraft ohne Vergrößerung des Aufwandes für den elektrischen Zünd- und Entladekreis enthält. Darüber hinaus soll die Anordnung gemäß der Erfindung auch unter beengten räumlichen Verhältnissen anwendbar sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Funkenstrecke ein die Schlagweite der Funkenstrecke vergrößernder Zünddraht parallel geschaltet ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß

S bei Kondensatorentladungen über Zünddrähte der Stromabfall während der Explosionsphase am Prüfling, d. h. an der parallelgeschalteten Funkenstrecke eine beachtliche Spannungserhöhung erzeugt, die zur Durchzündung der Funkenstrecke und damit zur

ίο Hochdruck-Energieumformung benutzt wird. Da ferner bei einem vorgegebenen Stromverlauf die in der Entladungsstrecke umgesetzte Energie proportional der Funkenläng» ist, die bei Zündung durch einen Zünddraht in einem größeren Bereich unabhängig von

is der Ladespannung des Entladekondensators ist, erhält man durch die Vergrößerung der Schfagweite der Funkenstrecke gegenüber der der Ladespannung des Entladekondensators entsprechenden Schlagweite bei der Anordnung gemäß der Erfindung eine vcrgleichs-

ao weise hohe Umformungskraft.

Da die Steilheit des Stromabfalles wahrend der Ixplosionsphase des Zünddrahtes prakt;sch nur von den Zünddraht-Parametern, nämlich dem Werkstoff, dem Durchmesser und der Ummantelung abhängt, kann

»5 die Anordnung mit Vorteil so getroffen werden, daß die Schlagweite der Funkenstrecke auf einen Wert eingestellt ist. der mindestens um den Faktor IO großer ist ah der der Ladespannung des Entladekondensators entsprechende Schlagweitenwert. Mit Vorteil ist der Zünddraht außerhalb des die Funkenstrecke enthaltenden Druckgefäßes angeordnet. Dadurch ist der Zünddraht leicht zugänglich; er kann also schnell ausgewechselt werden. Außerdem können die Abmessungen des Zünddrahtes, vor allem seine lange,

unabhängig von den Abmessungen des /u verformenden Körpers gewählt werden.

Im Hinblick auf einen steilen Stromabfall während der I· xplosionsphase des Zünddrahtes ist es günstig, wenn der Zünddraht einen Durchmesser von 0,1 bis 1 mm hat und/oder wenn er mit einer Ummantelung· versehen ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen kapazitiven Lntladungskreis mit einer in einem Druckgefäß angeordneten Zündfunkenstrecke und einem parallel dazu geschalteten Zünddraht.

In der Zeichnung ist mit C der Entladekondensator eines kapazitiven Entladungskreises bezeichnet. An Stelle eines einzelnen Kondensators kann auch eine Kondensatorbatterie mit größerer Entladungsenergie vorgesehen sein. Die Energie des Kondensators C wird zu einem gewünschten Zeitpunkt über eine getriggerte Funkenstrecke F über die Schaltkreisinduktivität L auf den Zünddraht ZD geschaltet. Parallel zum Zünddraht ZD ist in einem Druckgefäß G aus Metall eine zur Hochdruck-Energieumformung verwendete Funkenstrecke ZF angeordnet. Der zu verformende Körper, beispielsweise ein aus Blech bestehender Zylinder Z liegt an der Innenwandung des Druckgefäßes G an. In dem Druckgefäß G ist eine umlaufende Rille R eingearbeitet. Als Druckübertragungsmedium kann beispielsweise Wasser vorgesehen sein, das bis über die obere Elektrode der Zündfunkenstrecke ZF reicht. Die Schlagweite S der Zündfunkenstrecke ZFist größer als die der Ladespannung des Entladekondensators C entsprechende Schlag-

weite. Eine Vergrößerung um den Faktor K) und darüber hinaus ist, wie Versuche ergeben haben, ohne weiteres möglich. Als Zünddraht besonders geeignet ist ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,6 mm. Der Zünddraht ZD k^on lackiert oder mit einer anderen Ummantelung versehen sein. Aus den eingangs ciwähnten Gründen ist der Zünddraht ZD außerhalb des Druckgefäßes G angeordnet, obwohl er grundsätzlich auch in dessen Innenraum untergebracht sein ">

Die Anordnu"« wirkt wie folgt: Nach dem Durchzünden der Funkenstrecke F steigt der Strom im Zünddraht ZD so lange an, bis dieser vom festen in den flüssigen Zustand übergeht. Das ist <nit einer ab- »5 rupten Widerstandserhöhung verbunden, so daß der im Zünddraht ZD fließende Strom für eine gewisse Phase im wesentlichen konstant bleibt. Nach den» Aufheizen der Flüssigkeitssäule auf Verdampfungstemperatur erfolgt die Explosion des Zünddrahtes « ZD, die zu einem plötzlichen Stromabfall und späteren Abreißen des Stromflusses führt. Der Sf^mabfall während der Explosionsphase bewirkt durch Addition des Spannungsfalls L — an der Schaltkreisinduktivität L zur Ladespannung des Entladekondensators C die Spannungserhöhung am Zünddraht ZD, die zur Durchzündung der Zündfunkenstrecke ZF benutzt wird. Wie bereits erwähnt, ist der Stromabfall am Zünddraht ZD und die damit verbundene Spannungserhöhung an diesem praktisch nur von den Zünddraht-Parametern abhängig, nämlich dem Werkstoff, dem Durchmesser und der Ummantelung. Damit ist es möglich, durch eine geeignete Auswahl des Zünddrahtes eine mehr oder weniger starke Spannungserhöhung und damit eine entsprechende Veränderung der Umformungskraft zu erzielen.

Durch die infolge der Durchzündung der Zündfunkenstrecke ZF wirksame Kraft wird das zu verformende Blech Z in an sich bekannter Weise an der Formstelle zum Fließen gebracht und dem Formnega-¹ tiv angepaßt, d.h. im Bereich der Rille R entsprechend ausgebeult. Nach Trennung der Form kann ihr das fertig verformte Werkstück entnommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Paterutansprüche:

1. Anordnung zur Hochdruck-Energieumformung von Körpern, insbesondere aus metallischen Werkstoffen, z. B. von Blechen, mittels eines in einer Flüssigkeit als Druckübertragungsniedium zwischen zwei eine Funkenstrecke bildenden Elektroden gezündeten Lichtbogens, wobei in dem kapazitiven Entladungskreis die Funkenstrecke mit einem Entladekondensator, einer Schallkreisinduktivität und einer getriggerten Hilfsfunkenstrecke in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Funkenstrecke (ZF) ein die Schlagweite (S) der Funkenstrecke (ZF) vergrößernder Zünddraht (ZD) parallel geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagweite (5) der Funkenstrecke (ZF) auf einen Wert eingestellt ist, der mindestens um den Faktor K) große ist als der der Ladespannung des Entladekondensators (C) entsprechende Schlagweitenwert.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Zünddraht (ZD) außerhalb des die Funkenstrecke (ZF) enthaltenden Druckgefäßes (G) angeordnet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zünddraht (ZD) einen Durchmesser von 0,1 bis 1 mm hat.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

4. dadurch gekennzeichnet, daß der Zünddraht (ZD) mit einer Ummantelung verschen ist.