DE2737930B2

DE2737930B2 - Induktor zur Metallbearbeitung unter dem Druck eines magnetischen Impulsfeldes

Info

Publication number: DE2737930B2
Application number: DE19772737930
Authority: DE
Inventors: Michail Ivanovitsch Charkow Baranov (Sowjetunion)
Original assignee: Charkovskij Politechnitscheskij Institut Imeni Vi Lenina Charkow (sowjetunion)
Current assignee: Charkovskij Politechnitscheskij Institut Imeni Vi Lenina Charkow (sowjetunion)
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2737930C3; DE2737930A1

Description

Durch die DE-PS 23 29 233 wurde bereits ein Induktor zur Metallbearbeitung unter dem Druck eines magnetischen Impulsfeldes vorgeschlagen, der einen Magnetfeldkonzentrator mit einem isolierenden Schlitz enthält, welcher eine Zylinderfläche mit einer darauf angeordneten, Wirbelströme im Konzentrator induzierenden Wicklung und eine Fläche aufweist, auf der Wirbelströme konzentriert werden, die Wirbelströme im zu bearbeitenden Werkstück induzieren, sowie einen elektrisch leitenden, den isolierenden Schlitz überdekkenden Kompensationsstab, der gegen den Konzentrator elektrisch isoliert und in einem Loch untergebracht ist, das längs des isolierenden Schlitzes ausgeführt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Induktor dahingehend zu verbessern, daß die Ungleichmäßigkeit des Magnetfeldes des Konzentrators im Raum des isolierenden Schlitzes kompensiert wird.

Mit dem Induktor nach der Erfindung wird es möglich, durch die Kompensation der Ungleichmäßigkeit des Magnetfeldes die Bearbeitungsgüte der Werkstücke zu erhöhen. Die Erfindung eignet sich zur Verarbeitung von rohrförmigen und flachen Teilen aus Metall bei Arbeitsvorgängen wie Stauchen, Breiten, Aufpressen, Schweißen und Flachstanzen.

Durch die DE-PS 12 83 786 ist bereits ein Induktor zur Metallbearbeitung unter dem Druck eines magnetischen Impulsfeldes bekannt, der einen Magnetkonzentrator mit einem isolierenden Schlitz enthält, welcher eine Zylinderfläche aufweist, auf der eine Wicklung angeordnet ist, die Wirbelströme im Konzentrator induziert. Der Konzentrator hat die Form eines dickwandigen Zylinders mit einem Axialloch zur Unterbringung eines Werkstücks im Konzentrator.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Induktor gemäß der Erfindung zum Stauchen von Metallrohren,

F i g. 2 die Ansicht des Induktors in Pfeilrichtung A in Fig. 1, welche die Anordnung des Kompensationsstabes erläutert,

Fig.3 einen Schnitt durch den Konzentrator nach der Linie IH-III in Fig. 1 an der Stelle der Anordnung des Kompensationsstabes, welcher den Stromlaufplan im Konzentrator, im Kompensationsstab und im Werkstück sowie die Wechselwirkung dieser Ströme erläutert

Fig.4 eine andere Ausführungsvariante des Induk-"· tors gemäß der Erfindung zum Breiten röhrenförmiger Werkstücke aus Metall im Längsschnitt, und

F i g. 5 eine dritte Ausführungsvariante des Induktors gemäß der Erfindung zur Bearbeitung flacher Werkstücke aus Metall im Längsschnitt.

Der Induktor zur Metallbearbeitung unter dem Druck eines magnetischen Impulsfeldes besteht aus einem zylindrischen Magnetfeldkonzentrator 1 (Fig. 1), auf dessen Außenfläche Nuten 2 ausgeführt sind, in die eine Wirbelströme im Konzentrator 1 induzierende Wick- ^r> lung 3 eingelassen ist.

Der Konzentrator 1 weist ein Axialloch auf, in dem ein Werkstück 4 untergebracht wird. Im Konzentrator 1 ist in der Nähe des Axialloches ein weiteres Loch vorgesehen, in dem ein elektrisch leitender Kompensa-

-° fionsslab 5 liegt. Der Kompensationsstab 5 ist vom Konzentrator 1 und dem Werkstück 4 durch einen Isoliereinsatz 6 getrennt, der als Mittel zur Isolierung des Kompensationsstabes 5 gegenüber dem Konzentrator 1 dient. Im Konzentrator 1 ist ein isolierender Schlitz

-"' 7 (Fig.2) vorgesehen, der vom Kompensationsstab 5 überdeckt wird.

Der beschriebene Induktor wird zum Stauchen von Metallrohren verwendet. Das Werkstück 4 wird in das Axialloch im Konzentrator 1 eingesetzt. Der Impuls-

¹⁽¹ strom induziert, indem er die Wicklung 3 durchfließt, in den Wänden der Nuten 2 Wirbelströme, die sich über die Flächen des isolierenden Schlitzes 7 des Loches, in dem der Kompensationsstab 5 liegt, schließen und auf der Fläche des Axialloches konzentriert werden, wo das

¹' Werkstück 4 (F i g. 3) angeordnet ist. Die Stromrichtungen sind in F i g. 3 durch Pfeile angedeutet. Ein durch die um das Axialloch fließenden Ströme aufgebautes Magnetfeld bewirkt die Erscheinung von Induktionsströmen im Werkstück 4. Der Strom, der das Loch umfließt, in dem der Kompensationsstab 5 untergebracht ist, induziert im letzteren Wirbelströme, deren Richtung in der Zone des isolierenden Schlitzes 7 und im Werkstück 4 mit der Stromrichtung im Axialloch zusammenfällt. Im Zusammenhang damit wirkt auf das Werkstück 4 in der Zone des isolierenden Schlitzes 7 ein zusätzlicher Magnetfluß vom Strom des Kompensationsstabes 5. Die magnetische Induktion wird daher im Spalt zwischen dem Konzentrator 1 und dem Werkstück 4 nach dem Umfang des letzteren homogener, was

^>() seinerseits einen Ausgleich des elektromagnetischen Preßdrucks auf das Werkstück 4 nach dem Umfang des Axialloches veranlaßt und die Genauigkeit und die Güte der Bearbeitung des Werkstücks 4 erhöht.

Der Induktor zum Breiten röhrenförmiger Werkstük-

^r'^r' ke aus Metall setzt sich aus einem zylindrischen Magnetfeldkonzentrator 8 (F i g. 4) mit einem isolierenden Schlitz 9 zusammen. Eine Wirbelströme im Konzentrator 8 induzierende Wicklung 10 liegt in Nuten 11, die auf der Fläche des Axialloches des Konzentrators

^w) 8 ausgeführt sind, das mit einer Hülse 12 aus Isolierstoff gefüllt ist.

Beim Breiten der röhrenförmigen Werkstücke aus Metall wird der Induktor innerhalb eines Werkstückes 13 untergebracht. Die die Wirbelströme in dem

^1)Γ> Werkstück 13 induzierenden Wirbelströme werden auf der Außenfläche des Konzentrators 8 konzentriert. In der Nähe dieser Fläche ist längs des isolierenden Schlitzes 9 ein Loch vorgesehen, in dem ein elektrisch

leitender, den isolierenden Schlitz 9 überdeckender Kompensationsstab 14 untergebracht ist, der vorn Konzentrator 8 durch eine Isolierhülse 15 getrennt ist. Die Arbeitsweise des Induktors ist analog der des oben beschriebenen Induktors.

Der Induktor zur Bearbeitung flacher Werkstücke aus Metall besteht aus einem zylindrischen Magnetfeld-Konzentrator 16 (F i g. 5) mit einem isolierenden Schlitz 17, auf dessen äußerer Zylinderfläche Nuten 18 ausgeführ* sind, in die eine Wirbelströme im Konzentrator 16 induzierende Wicklung 19 eingebettet ist. Diese Wirbelströme werden auf der Stirnfläche des Konzentrators 16 konzentriert und induzieren Wirbelströme in einem auf einer Matrize 21 angeordneten Werkstück 20.

Im Konzentrator 16 ist entlang des isolierenden Schlitzes 17 ein in der Nähe der Stirnfläche des Konzentrators 16 und parallel zu dieser liegendes Loch vorgesehen. In diesem Loch ist ein elektrisch leitender, den isolierenden Schlitz 17 überdeckender Kompensationsstab 22 untergebracht, der vom Konzentrator 16 durch eine Isolierhülse 23 getrennt ist. In Achsrichtung des Konzentrators 16 ist ein Stufenloch 24 ausgeführt.

Der Induktor zur Bearbeitung flacher blechartiger Werkstücke aus Metal! arbeitet wie folgt. Zuerst wird das flache Werkstück 20 auf der Matrize 21 angeordnet. Der Induktor wird an das Werkstück 20 herangeführt

"■ Der die Wicklung 19 durchfließende Impulsstrom induziert Wirbelströme in den Wänden der Nuten 18 des Konzentrators 16. Durch die Wahl der Maße des Axialloches 24 des Konzentrators 16 wird erreicht, daß die Wirbelströme der Nuten 18 überwiegend über den

ι» Schlitz 17 um das Loch fließen, in dem der Kompensationsstab 22 untergebracht ist, und durch eine flache Stirnfläche des Konzentrators 16 geschlossen werden, von deren Seite die Verformung des flachen Werkstücks 20 in der Matrize 21 erfolgt Im übrigen ist

ι-"· die Arbeitsweise de? Induktors zur Bearbeitung flacher blechartiger Werkstücke aus Metall analog der Arbeitsweise der Induktoren zum Breiten und Stauchen röhrenförmiger Werkstücke aus Metall, wie oben beschrieben. Nach Abschluß der Formarbeit am flachen

-'» Werkstück 20 wird der Konzentrator 16 mit anderen Teilen des Induktors vom flachen Werkstück 20 entfernt und das Werkstück 20 von der Matrize 21 getrennt.

Hierzu 2 Elatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Induktor zur Metallbearbeitung unter dem Druck eines magnetischen Impulsfeldes, der einen Magnetfeldkonzentrator mit einem isolierenden Schlitz enthält, welcher eine Zylinderfläche mit einer darauf angeordneten, Wirbelströme im Konzenti ator induzierenden Wicklung und eine Fläche aufweist, auf der Wirbelströme konzentriert werden, die Wirbelströme im zu bearbeitenden Werkstück induzieren, sowie einen elektrisch leitenden, den isolierenden Schlitz überdeckenden Kompensationsstab, der gegen den Konzentrator elektrisch isoliert und in einem Loch untergebracht ist, das längs des isolierenden Schlitzes aufgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der elektiisch leitende Kompensationsstab (5 bzw. J4 bzw. 22) in der Nähe der Fläche des Konzentrators (1 bzw. 8 bzw. 16) angeordnet ist, auf der Wirbelströme konzentriert werden, die Wirbelströme im zu bearbeitenden Werkstück (4 bzw. 13 bzw. 20) induzieren.