DE2612974C3

DE2612974C3 - Inductor for impulse magnetic compression deformation of metals

Info

Publication number: DE2612974C3
Application number: DE19762612974
Authority: DE
Inventors: Michail Ivanovitsch Baranov; Lev Timofejevitsch Chimenko; Jevgenij Nikolajevitsch Degtjarev; Anatolij Vasiljevitsch Merefa Charkovskoj Oblasti Legesa; Alexandr Tichonovitsch Charkov Meschuev
Original assignee: Charkovskij Politechnitscheskij Institut Imeni Vi Lenina Charkow (sowjetunion)
Current assignee: Charkovskij Politechnitscheskij Institut Imeni Vi Lenina Charkow (sowjetunion)
Priority date: 1976-03-26
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1979-10-25
Also published as: DE2612974A1; DE2612974B2

Description

2020th

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Druckverformung von Metallen im impulsm.agnetischen Feld und betrifft insbesondere Induktoren zur impulsmagnetischen Druckverformung von Metallen.The present invention relates to the field of compression deformation of metals in the pulsed magnetic field Field and relates in particular to inductors for impulse magnetic compression deformation of metals.

Die Erfindung findet in der Maschinenbau- und Metallverarbeitungsindustrie beim Stauchen, Aufpressen, Schweißen, Aufweiten, Sicken, Aufwalzen von Rohrteüen und Bordein, Ausstemmen, Ausrichten, Kalibrieren von flachen stromleitenden Teilen ihre Verwendung.The invention is used in the mechanical engineering and metal processing industries for upsetting, pressing, Welding, widening, beading, rolling on pipe parts and curbs, chiseling out, aligning, Calibration of flat conductive parts their use.

Ein wichtiges Problem, das beim Konstruieren von Induktoren zur impulsmagnetisrhen Verformung von Metallen entsteht, ist die Steigerung ihrer mechanischen Festigkeit. Die erforderliche Stoßstrombelastung ist mit der Einwirkung riesiger elektrodynamischer Kräfte auf die stromleitenden Arbeitselemente des Induktors verbunden, die bestrebt sind, den Induktor zu zerstören.An important problem that arises when designing inductors for impulse magnetisrhen deformation of Metals is created is the increase in their mechanical strength. The required surge current load is with the effect of huge electrodynamic forces on the current-conducting working elements of the inductor connected striving to destroy the inductor.

Es ist ein Induktor zur impulsmagnetischen Drunkverforniung von Metallen bekannt, der einen Konzentrator <to mit einem Radialspalt und einer Axialbohrung zur Aufnahme des zu bearbeitenden Teils, eine in den Nuten an der Außenfläche des Konzentrators untergebrachte Wicklung, den Radialspalt überdeckende stromführende Einsätze, die vom Konzentrator isoliert sind und in den in der Ebene des Radialspaltes beiderseits jeder Nut in Nuttiefe ausgeführten Radialbohrungen untergebracht sind, enthält.It is an inductor for impulse magnetic pressure deformation known of metals, which has a concentrator <to with a radial gap and an axial bore for Receipt of the part to be machined, one placed in the grooves on the outer surface of the concentrator Winding, current-carrying inserts covering the radial gap, which are isolated from the concentrator and in the Housed in the plane of the radial gap on both sides of each groove in groove depth executed radial bores are, contains.

Bei dem bekannten Induktor zur impulsmagnetischen Verformung von Metallen wird beim Fließen des Impulsstroms durch die Wicklung in dem Isolierraum zwischen den Wandungen des Radialspalte:; des Konzentrators ein axial gerichteter Magnetfluß erzeugt, der bestrebt ist, alle Windungen der Induktorwicklung zu umfassen. Nachteil des bekannten Induktors ist die schwache Abschirmung der in die Nachbarnuten der Konzentrators eingelegten Wicklungswindungen im Bereich des Radialspaltes, da der im Bereich des Radialspaltes axial gerichtete Magnetfluß in den Windungsbereich der Nachbarnuten über die Isolierspalte zwischen den Einsätzen und den Wandungen der Radialbohrungen eindringt. Nach den Gesetzen der Elektrodynamik führt dies zur Entstehung von nichtausgeglichenen elektrodynamischen Axial- und Radialkräften, die auf die Windungen der Wicklung im Bereich des Radialspaltes des Konzentrators wirken. Demzufolge wird die Wicklungsisolation zerstört, was den Ausfall des gesamten Induktors beschleunigt.In the known inductor for pulse magnetic deformation of metals, the flow of the Pulse current through the winding in the insulating space between the walls of the radial gap :; of Concentrator generates an axially directed magnetic flux which tends to move all turns of the inductor winding to include. The disadvantage of the known inductor is the weak shielding in the neighboring grooves Winding turns inserted in the concentrator in the area of the radial gap, as the one in the area of the Radial gap axially directed magnetic flux in the winding area of the neighboring grooves over the insulating gap penetrates between the inserts and the walls of the radial bores. According to the laws of In electrodynamics, this leads to the emergence of unbalanced electrodynamic axial and radial forces, which act on the turns of the winding in the area of the radial gap of the concentrator. As a result the winding insulation is destroyed, which accelerates the failure of the entire inductor.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Mängel. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Induktor zur impulsmagnetischen Verformung von Metallen mit hoher mechanischer Festigkeit durch Schwächung der auf die Wicklung im Bereich des Radialspaltes wirkenden elektrodynamischen Axial- und Radialkräfte zu schaffen.The purpose of the invention is to remedy the deficiencies mentioned. The invention has the task based on an inductor for the impulse magnetic deformation of metals with high mechanical Strength by weakening the electrodynamic acting on the winding in the area of the radial gap To create axial and radial forces.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem Induktor zur impulsmagnetischen Druckverformung von Metallen, der einen Konzentrator mit einem Radialspalt und einer Axialbohrung zur Aufnahme des zu bearbeitenden Teils, eine in den Nuten an der Außenfläche des Konzentrators untergebrachte Wicklung und stromführende, den Radialspalt überdeckende Einsätze, die vom Konzentrator isoliert und in den Konzentratorrippen in Nutentiefe im Bereich des Radialspaltes untergebracht sind, enthält, gemäß der Erfindung in den Konzentratorrippen rechteckige, senkrecht zur Ebene des Radialspaltes liegende Nuten bzw. Schlitze zur Aufnahme der erwähnten Einsätze ausgeführt sind und die Einsätze die Form eines Segmentes haben.The stated object is achieved in that the inductor for pulse magnetic compression deformation of metals, which has a concentrator with a radial gap and an axial bore to accommodate the part to be machined, a winding housed in the grooves on the outer surface of the concentrator and live, the radial gap covering inserts, which are isolated from the concentrator and in the Concentrator ribs are housed in the depth of the groove in the area of the radial gap, according to the Invention in the concentrator ribs rectangular grooves perpendicular to the plane of the radial gap or slots are designed to accommodate the mentioned inserts and the inserts have the shape of a Segment.

Die genannte Lösung gestattet es, die Wicklung von den auf diese im Bereich des Radialspaltes wirkenden Axial- und Radialkräften praktisch zu entlasten und damit die mechanische Festigkeit und Lebensdauer des Induktors, ausgedrückt in der Zahl der durchgeführten Verformungsoperationen ohne Zerstörung der elektrischen Wicklungsisolation, wesentlich zu erhöhen.The solution mentioned allows the winding of the acting on this in the area of the radial gap To practically relieve axial and radial forces and thus the mechanical strength and service life of the Inductor, expressed in the number of deformation operations performed without destroying the electrical Winding insulation to increase significantly.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the drawing explained in more detail. It shows

F i g. 1 den Induktor zur impulsmagnetischen Druckverformung von Metallen und den Anschluß an die Stromquelle;F i g. 1 the inductor for pulse magnetic compression deformation of metals and the connection to the Power source;

Fig.2 den Konzentrator mit einem Einsatz (Schnitt H-II in Fig. 1).Fig. 2 the concentrator with an insert (section H-II in Fig. 1).

Der Induktor zur impulsmagnetischen Druckverformung von Metallen (Fig. 1) besteht aus einem Magnetfsldkonzentrator 1, an dessen Außenfläche Ringnuten ausgeführt sind, in welchen eine an eine Kondensatorenbatterie 4 über eine Schalteinrichtung 5 angeschlossene Wicklung 3 eingelegt ist. Die inneren Flächen der Nuten 2 sind über die inneren Flächen eines Radialspaltes 6 (Fig. 2) mit der Arbeitsfläche einer Bohrung 7 des Konzentrators 1 verbunden, in welcher der zu bearbeitende Teil 8 befestigt wird. Der Körper des Konzentrators zwischen den Ringnuten 2, einerseits, und den Stirnflächen des Konzentrators 1 sowie den Nuten 2, andererseits, bildet die Rippen 9 (Fig. 1) des Konzentrators 1. In den Rippen 9 sind in der Tiefe der Nuten 2 im Bereich des Radialspaltes 6 rechteckige und senkrecht zur Ebene des Radialspaltes 6 liegende Nuten 10 ausgeführt. In den Hohlräumen der Rechtecknuten 10 sind stromleitende Einsätze 11, die die Form eines Segmentes haben, untergebracht. Die stromleitenden Einsätze 11 sind vom Körper des Konzentrators 1 durch Isolierbeilagen 12 aus Phthoroplast oder Lawsan getrennt.The inductor for pulse magnetic compression deformation of metals (Fig. 1) consists of one Magnetfsldzentrator 1, on the outer surface of which annular grooves are made, in which one to a Capacitor battery 4 is inserted via a switching device 5 connected winding 3. The inner ones Surfaces of the grooves 2 are on the inner surfaces of a radial gap 6 (Fig. 2) with the working surface of a Bore 7 of the concentrator 1 connected, in which the part to be machined 8 is attached. The body of the concentrator between the annular grooves 2, on the one hand, and the end faces of the concentrator 1 and the Grooves 2, on the other hand, forms the ribs 9 (Fig. 1) of the Concentrator 1. In the ribs 9 are in the depth of the grooves 2 in the area of the radial gap 6 and rectangular Grooves 10 lying perpendicular to the plane of the radial gap 6 are carried out. In the cavities of the rectangular grooves 10 are electrically conductive inserts 11, which have the shape of a segment, housed. The conductive ones Inserts 11 are from the body of the concentrator 1 through Isolating shims 12 made of Phthoroplast or Lawsan separately.

Betrachten wir die Arbeitsweise des Induktors zur impulsmagnetischen Druckverformung von Metallen.Let us consider the working principle of the inductor for impulse magnetic compression deformation of metals.

Beim Ansprechen der Schalteinrichtung 5 entlädt sich die vorher geladene Kondensatorenbatterie 4 über die Wicklung 3. Der die Wicklung 3 durchfließende Impulsstrom induziert in den Wandungen der Nuten 2 Wirbelströme, die sich über den Radialspalt schließen und auf der Arbeitsfläche der Bohrung 7 des Konzentrators 1 konzentrieren. Seinerseits induziertWhen the switching device 5 responds, the previously charged capacitor battery 4 is discharged via the Winding 3. The pulse current flowing through winding 3 is induced in the walls of the slots 2 Eddy currents that close over the radial gap and on the working surface of the bore 7 of the Concentrator 1 focus. Induced on his part

der Strom in der Bohrung 7 Wirbelströme in dem zu bearbeitenden Teil 8, deren Wechselwirkung mit dem Strom in der Arbeitsbohrung 7 zur Verformung des Teils 8 führt. Der Magnetfluß im Radialspalt 6 konzentriert sich in dem Isolierspalt zwischen den Einsätzen 11 und den Windungen der Wicklung 3, so daß die magnetischen Kraftlinien der in den Nachbarnuten 2 befindlichen Windungen der Wicklung 3 untereinander nicht verbunden sind. Dies ruft eine Schwächung der auf die in den Nachbarnuten 2 untergebrachten Windungen der Wicklung 3 wirkenden elektrodynamischen Axialkräfte hervor. Außerdem schwächen die Einsätze 11 denthe current in the bore 7 eddy currents in the part to be machined 8, their interaction with the Current in the working bore 7 leads to the deformation of the part 8. The magnetic flux in the radial gap 6 concentrates in the insulating gap between the inserts 11 and the turns of the winding 3, so that the magnetic lines of force of the turns of the winding 3 located in the neighboring slots 2 with one another are not connected. This causes a weakening of the the windings of the winding 3 which are accommodated in the neighboring slots 2, acting electrodynamic axial forces emerged. In addition, the inserts 11 weaken the

magnetischen Gesamtfluß im Radialspalt im Bereich der entsprechenden Nuten 2 ab, was wiederum eine Schwächung der auf die Wicklung 3 im Bereich des Radialspaltes 6 wirkenden elektrodynamischen Radialkräfte verursachttotal magnetic flux in the radial gap in the region of the corresponding grooves 2, which in turn is a Weakening of the electrodynamic radial forces acting on the winding 3 in the area of the radial gap 6 caused

Somit ist bei dem erfindungsgemäßen Induktor zur impulsmagnetischen Druckverformung von Metallen seine Wicklung 3 im Bereich des Radjalspaltes 6 des Konzentrator 1 praktisch von den Axial- und Radialkräften entlastet, was es gestattet, die mechanische Festigkeit und Lebensdauer des Induktors insgesamt wesentlich zu steigern.Thus, in the inductor according to the invention for pulse magnetic compression deformation of metals its winding 3 in the area of the Radjalspaltes 6 of the concentrator 1 practically from the axial and Radial forces are relieved, which allows the mechanical To increase the overall strength and service life of the inductor significantly.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Inductor for impulse magnetic compression deformation of metals, which has a concentrator a radial gap and a bore for receiving the part to be machined, one in the grooves on the Outer surface of the concentrator housed winding and current-carrying, the radial gap Covering inserts, which are isolated from the concentrator and in the concentrator ribs in groove depth are housed in the area of the radial gap, characterized in that in the ribs (9) of the concentrator (1) are rectangular and perpendicular to the plane of the radial gap (6) Grooves or slots (10) for receiving the mentioned inserts (11) are attached and the Inserts (1 J) have the shape of a segment.