DE2328969C3 - Induktor zur Metalldruckverformung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Induktor für Metallverformung durch den Druck eines Impulsmagnetfeldes, der einen Magnetfeldkonzentrator mit Ringnuten auf dessen Außenfläche enthält, in welche eine stromführende Wicklung eingelegt ist, die in der Art von Sektionen ausgeführt ist, von welchen jede aus zwei in Reihe geschalteten und aus einem Draht gewickelten flachen Spiralspulen besteht.

Ein Nachteil des bekannten Induktors besteht darin, daß in einer Ringnut des Konzentrator die beiden Spulen einer Wicklungssektion untergebracht sind. Daher weist infolge des Skineffektes, bestehend darin, daß HF-Ströme in einer dünnen Oberflächenschicht eines Leiters fließen, und des Naheffektes, bestehend darin, daß HF-Ströme in zwei benachbarten Leitern derart zu fließen bestrebt sind, daß die Äquivalentinduktivität 4s dieser Leiter minimal ist, eine jede Spiralspule eine Stromschicht auf, welche an der Materialschicht des Konzentrators, in der auf Grund des Jkineffekts der gesamte Strom konzentriert ist, anliegt Infolgedessen wird nur die eine Seite des Drahtquerschnittes ausgenutzt, wodurch der effektive Widerstand der Wicklung und die Energieverluste stark vergrößert sowie der Wirkungsgrad des Induktors herabgesetzt werden. Außerdem sind zwei Spiralspulen, die in einer Nut angeordnet sind, bedeutenden elektrodynamischen Druckbeanspruchungen ausgesetzt, die eine Zerstörung ihrer Isolation und einen Ausfall des Induktors hervorrufen.

Die Erfindung basiert auf der Aufgabe, einen Induktor für die Druckverformung von Metallen, welcher einen höheren Wirkungsgrad als der bekannte hat, bei der gleichzeitigen Herabsetzung der Zerstörungskräfte zu schaffen, die auf die Isolation der Wicklung einwirken.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine jede Flachspule in einer besonderen Ringnut angeordnet ist, deren Anzahl der Spulenanzahl gleich ist, wobei die Ringnuten paarweise zur Unterbringung des Drahtes, welcher die Spulen einer Sektion koppelt, durch Schlitze von Nuttiefe verbunden sind.

Zweckmäßigerweise werden die Schlitze zwischen den Ringnuten mit Keilen aus einem elektrisch leitenden Stoff ausgefüllt

Durch die Unterbringung der Wicklungsspulen in getrennten Ringnuten sind die Energieverluste in der Induktorwicklung um das zweifache kleiner und der Wirkungsgrad des Induktors bedeutend höher im Vergleich mit dem bekannten Induktor. Spiralspulen der Induktorwicklung sind voneinander durch Nutwandungen und Keile aus einem elektrisch leitenden Stoff getrennt, so daß eine Zerstörung ihrer Isolation unter Wirkung von Druckbeanspruchungen verhindert sowie die Haltbarkeit und die Betriebsdauer des Induktors gesteigert werden.

Des weiteren wird die Erfindung durch ein Ausführungsbeispie! ur.ter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert, welche zeigen

F i g. 1 den Induktor für die Druckverformung von Metallen;

F i g. 2 den Schnitt II-II der F i g. 1;

F i g. 3 das Wickelschema der Sektionen der Induktorwicklung.

Der Induktor (Fig. 1) enthält einen Magnetfeldkonzentrator 1, welcher mit Ringnuten 2, 3, 4 und 5 versehen ist. Flache Spiralspulen 6 und 7, die sinngemäß in den Nuten 2 und 3 gewickelt und in Reihe geschaltet sind, bilden die eine Sektion der stromführenden Induktorwicklung. Flache Spiralspulen 8 und 9, die sinngemäß in den Ringnuten 4 und 5 gewickelt und in Reihe geschaltet sind, bilden die zweite Sektion der stromführenden Wicklung.

Eine jede Sektion ist mit einem durchgehenden Draht gewickelt. Drahtübergänge zwischen den flachen Spiralspulen 6 und 7, 8 und 9 erfolgen am Boden von Schlitzen 10 und 11. Die Schlitze 10 und 11 sind mit Metallkeilen 12 und 13 abgedeckt. Sektionen der Induktorwicklung sind parallel geschaltet: die benachbarten Sektionenenden sind an einen Abgriff 14 und die äußeren Sektionenenden über das Gehäuse 15 an einen Abgriff 16 angeschlossen. Das Gehäuse 15 ist vom Konzentrator 1 durch eine dielektrische Einlage 17 isoliert. In die Arbeitsöffnung des Induktors ist ein vom Konzentrator 1 durch eine Isolierbüchse 18 elektrisch isoliertes Werkstück 19 eingesetzt. Damit die im Magnetfeldkonzentrator 1 induzierten Ströme die gleiche Richtung haben, ist der Draht in den Ringnuten 2, 3, 4 und 5 derart einzulegen, wie es F i g. 3 zeigt. Zwei Drahtabschnitte, von welchen ein jeder eine Länge aufweist, die der Länge des Sektionsdrahts gleich ist, werden mit der Mitte auf den Boden der Schlitze 10 und 11 des Konzentrators 1 gelegt. Dann werden die äußeren flachen Spiralspulen 6 und 9 in den Nuten 2 und 5 in der gleichen Richtung und die zentralen flachen Spiralspulen 7 und 8 in den Nuten 3 und 4 in der entgegengesetzten Richtung aufgewickelt.

Ein Stromimpuls wird über die Anschlüsse 14 und 16 der Induktorwicklung zugeführt. In den Wandungen der Ringnuten 2, 3, 4 und 5 des Magnetfeldkonzentrators 1 werden Ströme induziert, welche die gleiche Richtung aufweisen. Indem sie die öffnung des Magnetfeldkonzentralors 1 umfließen, erzeugen diese Ströme darin ein Impulsmagnetfeld, welches das Werkstück 19 verformt. Dank der Anbringung einer flachen Spiralspule in einer besonderen Nut hat eine jede Spiralspule der Wicklung zwei Stromschichten, die an den Stromschichten der Konzentratornut anliegen. Das er-

möglicht, die Energieverluste in der Wicklung auf die Hälfte herabzusetzen und den Wirkungsgrad des Induktors bedeutend zu steigern. Außerdem haben die flachen Spiralspulen keine elektromagnetische Kopplung zwischen einander und werden daher keinen elektrodynamischen Druckbeanspmchungen ausgesetzt, die die Isolation der Wicklung zerstören.

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Die Sektionsar.zalil im Induktor kann auch größer als zwei sein, wobei die Sektionen hi Reihe, parallel und gemischt geschaltet werden können. Die Metallkeile, die die Nuten verschließen, können vom Magnetfeldkonzentrator elektrisch isoliert werden und damit einen elektrischen Kontakt über Schlitzoberflächen aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Induktor für Metallverformung durch den Druck eines Impulsmagnetfeldes, enthaltend einen Magnetfeldkonzentrator mit Ringnuten auf dessen Oberfläche, in welche eine stromführende Wicklung eingelegt ist, die in der Art von Sektionen ausgeführt ist. deren jede aus zwei in Reihe geschalteten flachen, aus einem Draht hergestellten Spiralspulen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine jede flache Spiralspuie (6, 7, 8, 9) in einer besonderen Ringnut (2, 3, 4 und 5) untergebracht ist, deren Anzahl der Anzahl flacher Spiralspulen (6, 7, 8 und 9) gleich ist, wobei die Ringnuten (2,3, 4 und 5) paarweise durch Schlitze (10 und 11), die die Nutentiefe aufweisen, zwecks Verlegung des Drahts verbunden sind, der die flachen SpiraLpulen (6,7,8, 9) der einen Sektion koppelt.

2. Induktor zur Metallbearbeitung durch den Druck eines Impulsmagnetfeldes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schlitze (10,11) zwischen den Ringnuten (2, 3, 4 und 5) Keile aus einem elektrisch leitenden Stoff eingesetzt sind.