DE2253351C3 - Device for the magnetic deformation of tubular, metallic workpieces - Google Patents
Device for the magnetic deformation of tubular, metallic workpiecesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magnetischen Verformung von rohrförmigen, metallischen Werkstücken, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches I beschrieben ist.The invention relates to a device for the magnetic deformation of tubular, metallic Workpieces as described in the preamble of claim I.
Das Formen reliefartiger Muster auf rohrförmigen, metallischen Werkstücken durch sogenannte Magnetverformung ist bekannt Hierau wird das zu formende Werkstück zwischen eine Spule und eine Matrize gebracht, worauf eine Kondensatorentladung in die Spule einen Stromstoß in das metallische Werkstück induziert Die Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Feld der Spule und dem induzierten Feld hat die Wirkung, daß eine Expansionskraft auf das MetallstückThe shaping of relief-like patterns on tubular, metallic workpieces by so-called magnetic deformation is known This is where the workpiece to be formed is placed between a coil and a die, whereupon a capacitor discharge in the coil induces a current surge in the metal workpiece The interaction between the magnetic field of the coil and the induced field has the effect of that an expansion force on the piece of metal
ίο wirkt Diese Expansion wird aber begrenzt durch die Matrize, so daß sich das Metallstück nach dem reliefartigen Muster der Matrize verformtίο works This expansion is limited by the Die, so that the piece of metal is deformed according to the relief-like pattern of the die
Bekannte Matrizen, wie sie hierfür bisher verwendet wurden, sind wie Muscheln ausgebildet und bestehen wie diese aus zwei starren Schalen, die man zum Einbringen des zu venormenden Werkstücks auseinanderklappen kann und die darauf wieder zusammengeklappt werden und hierdurch di eigentliche Matrize bilden (vgl. DT-AS 1 122 188). Diese Matrizen haben je-Known matrices, as they have been used for this up to now, are designed and made like shells like this one made of two rigid shells that can be unfolded to insert the workpiece to be standardized can and are then folded up again and thereby form the actual die (see DT-AS 1 122 188). These matrices each have
doch den Nachteil, daß die Fugen in der Verbindungsebene der beiden Formschalen der geschlossenen Matrize Spuren auf dem verformten Werkstück zurücklassen, die auch bei einer sorgfältigen Ausführung der Matrize nicht vollständig vermieden werden können. Weiterhin kann auch die Herausnahme des bearbeiteten Werkstücks durch ein einfaches Aufklappen der beiden halbzylindrischen Formschalen sehr schwierig, wenn nicht sogar unmöglich werden, wenn die Matrize Einpressungen oder Prägungen aufweist, die sich bis in die Nähe der Verbindungsebene zwischen den beiden Schalen erstrecken. Es ist dann notwendig, die Matrizenschalcn mehrteilig auszubilden, um sie radial von dem verformten Werkstück abheben zu können. Eine solche Ausbildung erschwert naturgemäß die Herstel-but the disadvantage that the joints in the connecting plane of the two shell molds of the closed die Leaving traces on the deformed workpiece, even with careful execution of the die cannot be completely avoided. Furthermore, the removal of the processed Very difficult workpiece by simply opening the two semi-cylindrical shell molds, if not even become impossible if the die has indentations or embossings that extend into the Extend near the connection plane between the two shells. It is then necessary to use the matrix shells to be formed in several parts in order to be able to lift them off radially from the deformed workpiece. One Such training naturally complicates the manufacturing
lung und Handhabung einer solchen mehrteiligen Matrize erheblich und hinterläßt außerdem ebenfalls Spuren an den Trennfugen der Matrizenteile.Development and handling of such a multi-part die considerably and also leaves traces at the joints between the die parts.
Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile und die Schaffung einer Möglichkeit, ein rohrförmiges, metallisches Werkstück durch magnetische Verformung zu bearbeiten, ohne daß irgendwelche Spuren oder Grate auf der Außenfläche des Werkstücks auftreten.The object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages and to provide a Possibility to machine a tubular, metallic workpiece by magnetic deformation without that any marks or burrs appear on the outer surface of the workpiece.
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art gekennzeichnet durch Merkmale, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführt sind.The solution to this problem is characterized according to the invention by a device of the type mentioned at the beginning by features such as those listed in the characterizing part of claim 1.
Die elastisch verformbare Hülse ist einteilig ausgebildet und hinterläßt keine Nahtspuren. Sie zentriert das eingeführte Werkstück selbsttätig während des Formvorganges und gestattet durch die Möglichkeit einer Kühlung eine erheblich höhere Arbeitsgeschwindigkeit Auf dem Gebiet der Magnetverformung ist zwar die Verwendung gummielastischer Werkstoffe als druckübertragende Kopplungsmittel (DT-AS 1 283 187) oder elastiche Treiber (DT-AS 1 452 661) bekannt, welche für wiederholte Arbeitsgänge benutzt werden können und danach jeweils wieder unverformt in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren. Eine hydraulisch abgestützte, formgebende, d. h. mit Profilierungen zur Werkstückseite hin versehene, gummielastische Hülse nach der Erfindung kann jedoch hiervon nicht abgeleitet werden.The elastically deformable sleeve is made in one piece and leaves no seam marks. She centers that imported workpiece automatically during the forming process and allowed by the possibility of a Cooling a considerably higher operating speed. In the field of magnet deformation, the Use of rubber-elastic materials as pressure-transmitting coupling means (DT-AS 1 283 187) or elastic driver (DT-AS 1 452 661) known, which can be used for repeated operations and then return to their original position undeformed. A hydraulically supported, shaping, d. H. Rubber-elastic sleeve provided with profiles on the workpiece side according to the invention, however, cannot be derived from this.
Zur Verstärkung der Hülse kann diese aus einem Fertigungsmaterial bestehen, welches durch Einbettungen versteift ist.To reinforce the sleeve, it can consist of a manufacturing material, which is embedded by embedding is stiffened.
Die Hülse kann aber auch mit mehreren, an ihrer Außenwand anliegenden Verstärkungen versehen sein,The sleeve can also be provided with several reinforcements resting on its outer wall,
welche gleichmäßig um ihren Außenumfang verteilt sind und von herumgewickelten Schraubenfedern gehalten werden.which are evenly distributed around their outer circumference and held by coiled coil springs will.
Eine weitere Verstärkungsmöglichiceit besteht darin, die Hülse mit einem längsgeschlitzten Stahlrohr zu umgeben. Another possibility for reinforcement is to to surround the sleeve with a longitudinally slotted steel tube.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen einer erfindungsgemäß ausgebildeten Matrize dargestelU, wobei zeigtThe drawing shows, for example, embodiments of a die designed according to the invention dargestelU, where shows
F i g. 1 einen Axialschnitt,F i g. 1 an axial section,
F i g. 2 einen Radialschnitt einer ersten Ausführungsform und F i g. 2 shows a radial section of a first embodiment and
F i g. 3 und 4 in gleicher Darstellung andere Ausführungsmöglichkeiten. F i g. 3 and 4 other design options in the same representation.
Nach der Darstellung in F i g. 1 besteht die erfindungsgemäß ausgebildete Matrize aus einem starren, zylindrischen Hohlkörper 1, welcher aus Metall oder einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise einem Polyamid, bestehen kann. Dieser Hohlkörper weist zwei kreisförmige öffnungen 2 und 3 auf, welche gegenüberliegend angeordnet sind und in denen die Enden einer rohrförmigen Hülse 4 sitzen. Diese Hülse 4 besieht aus einem elastisch verformbaren Material, beispielsweise einem Kautschuk mit einer SHORE-Härte A von 75 bis 80°. An ihrem Innenumfang ist diese Hülse mit dem zu übertragenden Formmuster 5 versehen, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Ringnuten besteht. Die feste Verankerung der beiden Hülsenenden in dem Hohlkörper 1 erfolgt mittels zweier Ringe S und 7, welche mechanisch oder durch Magnetverformung aufgeweitet sind. Auf diese Weise erhält man einen festen und dichten Abschluß zwischen der Hülse 4 und dem Hohlkörper 1.According to the illustration in FIG. 1 consists of the invention formed die from a rigid, cylindrical hollow body 1, which is made of metal or a suitable plastic, for example a polyamide, may exist. This hollow body has two circular openings 2 and 3, which are opposite are arranged and in which the ends of a tubular sleeve 4 sit. This sleeve 4 looks from an elastically deformable material, for example a rubber with a SHORE hardness A of 75 to 80 °. On its inner circumference, this sleeve is provided with the shape pattern to be transferred 5, which in the illustrated embodiment consists of annular grooves. The firm anchoring of the two ends of the sleeve in the hollow body 1 takes place by means of two rings S and 7, which are mechanically or by magnet deformation are widened. In this way you get a firm and tight seal between the sleeve 4 and the hollow body 1.
Durch diese Anordnung begrenzen die Hülse 4 und der zylindrische Mantel des Hohlkörpers 1 eine Ringkammer 8, * eiche hermetisch nach außen abgeschlossen ist. In diese Ringkammer 8 mündet ein Anschluß-Stutzen 9 zum Zuführen und Abziehen des hydraulischen Druckmittels, beispielsweise von Drucköl.As a result of this arrangement, the sleeve 4 and the cylindrical jacket of the hollow body 1 delimit an annular chamber 8, * oak is hermetically sealed to the outside. A connecting piece opens into this annular chamber 8 9 for supplying and withdrawing the hydraulic pressure medium, for example pressure oil.
Koaxial zu dem zylindrischen Hohlkörper 1 und der Hülse 4 ist eine Spule 10 zur Magnetverformung angeordnet, in welche sich nicht dargestellte Kondensatoren entladen.A coil 10 for magnet deformation is arranged coaxially to the cylindrical hollow body 1 and the sleeve 4, in which capacitors, not shown, discharge.
Das zu verformende Werkstück besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem rohrförmigen Metallbehälter It, welcher axial in die Matrize zwischen die Spule 10 und die Hülse 4 eingeführt wird, wie es durch den Pfeil Fangedeutet ist.In the illustrated embodiment, the workpiece to be deformed consists of a tubular one Metal container It, which is inserted axially into the die between the coil 10 and the sleeve 4, such as it is indicated by the arrow F.
Wenn sich der Behälter 11 in der Formmatrize befindet, wird Drucköl in die Ringkammer 8 eingeführt, wodurch sich die Hülse 4 mit ihrem Inneroimfang gegen den Außenumfang des Behälters 11 anlegt, wie es mit 4' angedeutet ist. Hierauf wird der Entladungsstrom durch die Spule 11 geschickt, und der Behälter Il verformt sich durch radiale Ausdehnung, indem er sich an das Reliefmuster 5 der Matrize anschmiegt. Sobald hierauf der Druck des Öls in der Ringkammer 8 herabgesetzt wird, nimmt die Hülse 4 wegen der Elastizität ihres Fertigungsmaterials wieder ihre ursprüngliche Ausgangsform an. Diese Ausdehnung der Hülse 4 hat C^ zur Folge, daß ohne weiteres eine Trennung zwischen dem verformten Behälter und dem Reliefmuster der Matrize eintritt, so daß das verformte Werkstück leicht axial in Richtung des Pfeiles F' aus der Matrize gezogen werden kann.When the container 11 is in the mold, pressurized oil is introduced into the annular chamber 8, as a result of which the sleeve 4 rests with its inner circumference against the outer circumference of the container 11, as indicated by 4 '. The discharge current is then sent through the coil 11, and the container II is deformed by radial expansion in that it clings to the relief pattern 5 of the die. As soon as the pressure of the oil in the annular chamber 8 is then reduced, the sleeve 4 assumes its original shape again because of the elasticity of its manufacturing material. This expansion of the sleeve 4 has the consequence that a separation easily occurs between the deformed container and the relief pattern of the die, so that the deformed workpiece can easily be pulled axially out of the die in the direction of the arrow F '.
Im Falle von tiefen und sehr ausgeprägten Reliefmustern kann es vorkommen, daß ein Nachlassen des Druckes in dem Ringraum 8 nicht ausreicht, um die Hülse 4 vollständig von dem verformten Werkstück zu lösen. Dann genügt es, in der Ringkammer 8 einen Unterdruck zu erzeugen, um die Hülse in eine leicht expandierte Form zu bringen, wie sie mit 4" angedeutet ist. Hierdurch erfolgt mit Sicherheit eine Lösung der Hülse von dem verformten Werkstück 11.In the case of deep and very pronounced relief patterns, the The pressure in the annular space 8 is not sufficient to completely remove the sleeve 4 from the deformed workpiece to solve. It is then sufficient to generate a negative pressure in the annular chamber 8 in order to transform the sleeve into a slightly expanded one To bring shape, as indicated by 4 ". This will certainly result in a solution to the Sleeve from the deformed workpiece 11.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Matrize bietet gegenüber bekannten Ausführungen verschiedene Vorteile, die sich ohne weiteres aus der Zeichnung ergeben. So weist die Matrize keine Verbindungsnähte auf, die unvermeidlich Spuren auf dem bearbeiteten Werkstück hinterlassen würden. Die rasche und automatische Trennung zwischen der das Formmuster aufweisenden Hülse und dem bearbeiteten Werkstück erleichtert das Herausziehen des Werkstücks aus der Matrize beträchtlich. Während der Kompression der Matrizenhülse erfolgt automatisch eine Zentrierung des Werkstücks in bezug auf die Matrizenachse und die Spule, so daß eine vollständige und selbsttätige Ausrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks in der Matrize eintritt. Ferner ist die Handhabung der Matrize äußerst einfach, die Arbeitsgänge des Einsetzens, der Verformung und der Herausnahme des Werkstücks können leicht wenigstens teilweise automatisiert werden, und die Matrize läßt sich aus üblichen Bauteilen ohne besondere Maßnahmen herstellen.The die designed according to the invention offers opposite known designs have various advantages that are readily apparent from the drawing. The die has no connection seams that inevitably leave marks on the machined workpiece would leave behind. The rapid and automatic separation between those exhibiting the shape pattern Sleeve and the machined workpiece facilitates pulling the workpiece out of the die considerably. The workpiece is automatically centered while the die sleeve is being compressed with respect to the die axis and the coil, so that a complete and automatic alignment of the workpiece to be machined enters the die. Furthermore, the handling of the die is extremely easy, the operations of inserting, deforming and removing the workpiece can easily be at least can be partially automated, and the die can be made from common components without special Establish measures.
Weiterhin besteht der Vorteil, daß die Matrize mit dem Druckmittel gekühlt werden kann, so daß dadurch eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit erzielbar ist, ohne daß die Gefahr einer Zerstörung der Matrize oder der Induktionsspule in Kauf genommen wird.Furthermore, there is the advantage that the die can be cooled with the pressure medium, so that thereby a higher operating speed can be achieved without the risk of destroying the die or the Induction coil is accepted.
Während der plötzlichen starken Erregung der Spule 10 unterliegt die Hülse 4 einem heftigen mechanischen Stoß. Es kann daher zweckmäßig sein, die Hülse in geeigneter Weise zu verstärken, damit sie widerstandsfähiger gegen diese Stoßeinwirkungen ist. Die F i g. 2, 3 und 4 zeigen Möglichkeiten für eine derartige Verstärkung oder Versteifung der Hülse.During the sudden strong excitation of the coil 10, the sleeve 4 is subject to a violent mechanical Push. It can therefore be useful to reinforce the sleeve in a suitable manner so that it is more resistant against these impacts. The F i g. 2, 3 and 4 show possibilities for such a reinforcement or stiffening of the sleeve.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist die Hülse 4 von einer rohrförmigen Hülle aus Stahl 12 umgeben, welche längsgeschlitzt ist und eine gewisse radiale Elastizität aufweist.In the embodiment according to FIG. 2, the sleeve 4 is surrounded by a tubular casing made of steel 12, which is slit longitudinally and has a certain radial elasticity.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind vier längsgeteilte zylindrische Verstärkungselemente 14,15, 16 und 17 vorgesehen, welche getrennt voneinander gleichmäßig um den Außenumfang der Hülse 4 verteilt sind. Gehalten werden diese Verstärkungselemente 14 bis 17 durch eine oder mehrere Schraubenfedern 18, welche um die Hülse gewickelt sind.In the embodiment according to FIG. 3 are four longitudinally divided cylindrical reinforcing elements 14,15, 16 and 17 are provided, which are distributed uniformly around the outer circumference of the sleeve 4 separately from one another are. These reinforcement elements 14 to 17 are held by one or more helical springs 18, which are wrapped around the sleeve.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 besteht die Hülse 4 aus einem Fertigungsmaterial, welches durch eingebettete Metallfäden 19 verstärkt ist. Diese Metallfaden können achsparallel oder auch schraubenförmig in der Wandung der Hülse 4 verlaufen.In the embodiment according to FIG. 4, the sleeve 4 consists of a manufacturing material, which by embedded metal threads 19 is reinforced. This metal thread can run axially parallel or also helically in the wall of the sleeve 4.
Bei einer Abwandlung der Ausführungsform nach F i g. 1 kann die Hülse 4 auch in ihrer Ruhestellung die mit 4' eingezeichnete Lage einnehmen, d. h. ihre nach innen gewölbte Form haben. Um die Matrize zu öffnen, d. h. in die mit 4 oder 4" bezeichnete Form zu bringen, wird ein Unterdruck in der Ringkammer 8 erzeugt.In a modification of the embodiment according to FIG. 1, the sleeve 4 can also be in its rest position take position marked with 4 ', d. H. have their inwardly curved shape. To open the die, d. H. To bring it into the shape marked 4 or 4 ″, a negative pressure is generated in the annular chamber 8.
Da die Matrize einen kompakten Körper ohne angelenkte Teile bildet und sich die resultierenden Expansionskräfte im Prinzip aufheben, so daß keine nach außen wirkenden Kräfte auftreten, braucht die Matrize nicht notwendigerweise sehr fest auf ihrer Unterlage, d. h. am Maschinengestell, verankert zu werden, sondern sie kann auf einem beweglichen Arm montiert sein. Sie wird dann zusammen mit dem zu formendenBecause the die forms a compact body without articulated parts and the resulting expansion forces in principle cancel, so that no outwardly acting forces occur, the die needs not necessarily very firmly on its support, d. H. on the machine frame to be anchored, but it can be mounted on a movable arm. It will then be molded together with the one to be molded
Werkstück über die Spule geschoben. In diesem Fall ist es auch möglich, auf die Hohlkörperöffnung 2 zu verzichten und nur die eine Hohlkörperöffnung 3 zum Einführen des Werkstücks und der Induktionsspule vorzusehen. Workpiece pushed over the bobbin. In this case it is it is also possible to dispense with the hollow body opening 2 and only the one hollow body opening 3 for insertion of the workpiece and the induction coil.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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DE4202808A1 (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-05 | Westfalia Metallformtechnik Gm | Flexible line element for vehicle exhaust gas line with helix-shaped or corrugated bellows - has metallic hose arranged in it having outer dia. smaller than clearance cross-section of bellows and their respective ends are connected together for exhaust line |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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FR2158293B1 (en) | 1977-04-01 |
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NO136701C (en) | 1977-10-26 |
FI57222B (en) | 1980-03-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |