DE2609217B2 - Induktor zur Druckverformung von Metallen durch impulsförmige Magnetfelder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Druckverformung von Metal'en durch impulsförmige Magnetfelder, insbesondere auf Induktoren hierfür.

Die Erfindung finaet in tier Maschinenbauindustrie beim Stauchen, beim Kalibrieren von Teilen und Herstellen von Montage- u..d Schweißbaugruppen Verwendung.

Ein wichtiges Problem, das beim Konstruieren von Induktoren zur Impulsmagnetfeld-Druckverformung von Metallen entsteht, ist die Steigerung ihrer mechanischen Festigkeit und ihres Wirkungsgrades. Dieses Erfordernis entsteht aus der Einwirkung großer elektrodynamischer Kräfte auf die Arbeitsteile des Induktors, die bestrebt sind, den Induktor zu zerstören.

Bekannt ist ein Induktor zur Verformung von Metallen durch impulsförmige Magnetfelder, der aus einem Konzentrator mit einer Arbeitsbohrung, einem radialen Einschnitt und Ringnuten an seiner Außenfläche besteht, in denen je eine flache Spiralwicklung untergebracht ist, wobei die Ringnuten paarweise über Spalten verbunden sind, in welchen Stromleiter, die die Wicklungen paarweise in Reihe schalten, angeordnet sind. Dabei befinden sich in diesen Spalten stromleitende Keile.

Die Nachteile bei dem bekannten Induktor sind eine niedrige mechanische Festigkeit und ein niedriger Wirkungsgrad, die durch große Ströme, die über jeden Wicklungszweig fließen, und hohe Wirkwiderstände der Induktorwicklung bedingt sind, wodurch auf die Windungen der Induktorwicklung große elektrodynamische Kräfte wirken und in den Werkstoffen derselben beträchtliche Wärmeverluste auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Induktor zur Druckverformung von Metallen durch impulsförmige Magnetfelder mit hoher mechanischer Festigkeit und hohem Wirkungsgrad durch Erhöhung der Zahl der parallelen Zweige der Induktorwicklung unter Einhaltung minimaler Axialabmcssungen zu

schaffen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Induktor zur Impulsmagnetfeld-Druckverformung von Metallen, enthaltend einen Konzentrator mit einer Arbeitsbohrung zur Aufnahme des zu bearbeitenden Teils, einem radialen Einschnitt, der die Arbeitsbohrung mit der Außenfläche des Konzentrators und mehreren parallelen Ringnuten an seiner zylindrischen Außenfläche verbindet, in welchen je ein flaches Spiralwicklungselement untergebracht ist, während der Raum zwischen den Ringnuten Konzentratorrippen bildet, gemäß der Erfindung im Körper des Konzentrators parallel zur Achse der Arbeitsbohrung ein an den Ringnuten anliegender Einstich ausgeführt ist, in den eine stromführende Leiste, die vom Anfang jedes flachen Spiralwicklungselements umfaßt wird, fest eingesetzt ist, während in den Rippen des Konzentrators Gewindebohrungen vorgesehen sind, in welchen Schrauben, die mit ihren Stirnflächen auf die stromführende Leiste einwirken, untergebracht sind, wobei die Enden der flachen Spiralwicklungselemente mittels einer Sammelschiene untereinander parailelgeschaliet sind.

Die erwähnte Lösung gestattet es, die Größe der über die Wicklungswindungen fließenden Ströme und dadurch die Größe der auf die Induktorwicklung wirkenden elektrodynamischen Kräfte zu vermindern sowie die Grö&j des Wirk Widerstandes der Wicklung zu reduzieren und somit die Wärmeverluste zu verringern. Dies sichert einen hohen Wirkungsgrad des Induktors, seine hohe mechanische Festigkeit und eine erhöhte Lebensdauer, ausgedrückt in der Zahl der durchgeführten Operationen bei der Bearbeitung der Teile ohne Zerstörung des Induktors.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht des Induktors zur Druckverformung von Metallen durch impulsförmige Magnetfelder und seinen Anschluß av. d'e Stromversorgungsquelle;

Fig. 2 den Schnitt H-Il in Fig. 1.

Der erfindungsgemäße Induktor zur Impulsmagnetfeld-Druckverformung von Metallen enthält einen Konzentrator 1 (Fig. I), in dem Ringnuten 2 ausgeführt sind, die mit einer Arbeitsbohrung 3 über einen radialen Einschnitt 4 in Verbindung stehen. In den Ringnuten 2 sind flache Spiralwicklungselemente 5 untergebracht. Der Anfang 6 jedes Wicklungselementes 5 ist an den Körper des Konzentrators 1 durch eine stromleitende Leiste 7 gedrückt, die fest in einem in den Rippen 9 (Fig. 2) des Konzentrators 1 ausgeführten Einstich 8 (Fig. 2) sitzt. Der Einstich 8 ist parallel zur Achse der Arbeitsbohrung 3 angeordnet und liegt an den Ringnuten 2 an. Die in den Radialgewindebohrungen 11 (Fig. 2) an den Rippen 9 des Konzentrators 1 untergebrachten Schrauben 10 drücken auf die Leiste 7. Die Enden 12 der Wicklungsclemcnte 5 sind untereinander über eine Sammelschiene 13 (Fig. I) parallelgeschaltet. In der Arbeitsbohrung 3 ist der zu bearbeitende Teil befestigt. Die Wicklungselemente 5 sind über einen Schalter 15 an eine Kondensatorbatterie 16 angeschlossen, mit welcher auch der Körper des Konzentrators I verbunden ist.

Der Induktor zur Druckverformung von Metallen durch impulsförmige Magnetfelder funktioniert wie folgt.

Beim Ansprechen des Schalters 15 (Fig. t) fließt

durch den Stromkreis, der durch die parallel geschalteten Wicklungselemente 5, die stromleitende Leiste 7, den Körper des Konzentrators 1, die Sammelschiene 13 und die Kondensatorenbatterie 16 gebildet ist, ein Impulssirom. Dieser Strom ruft an den Innenflächen der Ringnuten 2 induzierte Ströme hervor, die sich über die Innenfläche des radialen Einschnittes 4 und die Fläche der Arbeitsbohrung 3 flietlen und einen magnetischen Wechselfluß in dem Isolierspalt zwischen den Flächen der Arbeitibohrung 3 und des zu bearbeitenden Teils 14 erzeugen. Dieser magnetische Wechsefluß induziert seinerseits Wirbelströme in dem zu bearbeitenden Teil 14, die bei der Wechselwirkung mit den über die Fläche der Arbeitsbohrung 3 des Konzentrators 1 fließenden Strömen den zu bearbeitenden Teil 14 verformen. Die Durchflußrichtungen der Slröme in dem Konzentrator 1 und dem zu bearbeitenden Teil 14 ist in F i g. I durch Pfeile gezeigt. Durch den Anschluß des Anfangs 6 der Wicklungselemente 5 (Fig. 2) an den Körper des Konzentrators 1 über die stromleitende Leiste 7, die in dem an die Ringnuten 2 anliegenden Einstich 8 untergebracht ist, und des Endes 12 der Wicklungselemente 5 an die Sammelschiene 13 wird eine große Menge von Parallelzweigen der Indukiorwicklung gebildet. Dies rührt zur Verminderung der über jedes Wicklungselement 5 fließenden Ströme, was eine Verminderung der auf die Indukiorwicklung wirkenden elektrodynamischen Kräfte hervorruft. Darüber hinaus sichert die Parallelschaltung der Wicklungselemente 5 eine wesentliche Verminderung der Wirkwiderstar.de der gesamten Induktorwicklung, was beträchtlich die Wärmeverlusite reduziert.

Somit sind bei dem erfindungsgemäßen Induktor zur Impulsmagnetfeld-Druckverformung von Metallen wesentlich die auf den Induktor wirkenden elektrodynamischen Kräfte und der Gesamtwirkwiderstand der Induktorwicklung vermindert, was eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit und des Wirkungsgrades des Induktors gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprucli:

   Induktor zur Druckverformung von Metallen durch impulsförmige Magnetfelder, mit einem Konzentrator mit einer Arbeitsbohrung zur Aufnahme des zu bearbeitenden Teils, einem radialen Einschnitt, der die Arbeitsbohrung mit der Außenfläche des Konzentrator und mehreren parallelen Ringnuten an seiner zylindrischen Außenfläche verbindet, in welchen je ein flache. Spiralwicklungselement untergebracht ist, während der Raum zwischen den Ringnuten Konzentratorrippen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß im Körper des Konzentrator (t) parallel zur Achse der Arbeitsbohrung (3) ein an den Ringnuten (2) anliegender Einstich (8) ausgeführt ist, in den eine stromführende Leiste (7), die vom Anfang jedes flachen Spiralwicklungselementes (5) umfaßt wird, fest eingesetzt ist, während in den Rippen (9) des Konzentrators (1) Gewindebohrungen (11/ vorgesehen sird, in welchen Schrauben (10), die mit ihren Stirnfiächen auf die stromführende Leiste (7) einwirken, untergebracht sind, wobei die Enden der flachen Spiralwicklungselemente (5) mittels einer Sammelschiene (13) untereinander parallelgeschaltet sind.