DE3402711A1

DE3402711A1 - DEVICE FOR HYDROPLASTIC REDUCTION OF THE THICKNESS OF TUBULAR WORKPIECES

Info

Publication number: DE3402711A1
Application number: DE19843402711
Authority: DE
Inventors: Dimiter Nikolov Gabrovo Bankovski; Zonjo Georgiev Gabrovo Botev; Stefan Kolev Deevski; Ivan Slavev Kazanlik Gerov; Georgi Kostov Petkov; Nikola Nikolov Scharkov; Ljubomir Borissov Vratza Suljamski
Original assignee: NPSP po Hydroplastichna Obrabotka na Metalite
Current assignee: NPSP po Hydroplastichna Obrabotka na Metalite
Priority date: 1983-01-26
Filing date: 1984-01-26
Publication date: 1984-08-02
Also published as: GB2134427A; SU1493357A1; GB8402021D0; SE8400314L; SE8400314D0; GB2134427B

Description

Einrichtung für das hydroplastische Reduzieren der Dicke von rohrförmigen WerkstückenDevice for the hydroplastic reduction of the thickness of tubular workpieces

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für das hydroplastische bzw. hydrostatische Reduzieren der Dicke von rohrförmigen Werkstücken nach dem Oberbegriff des PatentanspruchsThe invention relates to a device for the hydroplastic or hydrostatic reduction of the thickness of tubular workpieces according to the preamble of the claim

Es ist eine Einrichtung für das Reduzieren der Dicke von Rohren bekannt, die profilgebende Rollen aufweist, die eine Drehbewegung um ihre Achse und eine fortschreitende Bewegung längs eines auf einen Dorn gesteckten rohrförmigen Werkstücks ausführen (Sü-PSn 6o3 472, 524 578).There is a device for reducing the thickness of pipes known, which has profiling rollers, which a Rotational movement around its axis and a progressive movement along a tube-shaped tube placed on a mandrel Execute workpiece (Sü-PSn 6o3 472, 524 578).

Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß der Reduziervorgang in kaltem Zustand staffindet und es unmöglich ist, größere Verformungsgrade und profilierte äußere Oberflächen mit starkem Profilrelief herzustellen. Außerdem sind die Arbeitsbedingungen bei großen Kontaktbelastungen und trockener Reibung zwischen der Dornoberfläche und der inneren bearbeiteten Oberfläche ungünstig, was die Qualität dieser Oberflächen negativ beeinflußt.The known device has the disadvantage that the reducing process Stands in cold condition and it is impossible to achieve greater degrees of deformation and profiled external surfaces to produce with a strong profile relief. In addition, the working conditions are with large contact loads and dry friction between the mandrel surface and the inner machined surface unfavorable, which affects the quality adversely affects these surfaces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für das hydroplastische Reduzieren der Dicke von rohrförmigen Werkstücken der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der höhere Verformungsgrade, eine Vergrößerung der axialen Komponente der Verformungskraft und das Erzeugen von günstigeren Arbeitsbedingungen bei flüssiger Reibung zwisehen der inneren Oberfläche des Werkstücks und der Arbeitsoberfläche des Doms erzielt werden können, so daß die Qualität der inneren Oberfläche des Werkstücks und die Lebensdauer des Doms erhöht werden.The invention has for its object to provide a device for the hydroplastic reduction of the thickness of tubular To create workpieces of the type mentioned, with the higher degree of deformation, an increase in the axial Between the component of the deformation force and the creation of more favorable working conditions with liquid friction the inner surface of the workpiece and the working surface of the dome can be achieved so that the quality of the inner surface of the workpiece and the service life of the dome can be increased.

M. A «M. A «

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB mit äen im Kennzeichen des Patentanspruchs /angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprtiche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved according to the invention with aen in the identifier of the claim / specified features solved. The sub-claims describe advantageous embodiments of the invention.

Aufgrund der Möglichkeit der halbwarmen Verformung der äußeren Oberfläche lassen sich höhere Verformungsgrade erzielen. Durch Erzeugen eines Impuls-Überdrucks ist eine Vergrößerung der axialen Komponente der Verformungskraft möglich. Außerdem werden die Arbeitsbedingungen zwischen Hq dör inneren Oberfläche des bearbeiteten Werkstücks und das Oberfläche des Doms verbessert, d. h. es ist eine reichliche Schmierung vorhanden. Dies gewährleistet eine bessere Qualität der inneren Oberfläche des Werkstücks und eine Erhöhung der Lebensdauer des Dorns.Due to the possibility of semi-warm deformation of the outer surface, higher degrees of deformation can be achieved. By generating a pulse overpressure, it is possible to increase the axial component of the deformation force. In addition, the working conditions between the inner surface of the machined workpiece and the surface of the mandrel are improved, ie there is ample lubrication. This ensures a better quality of the inner surface of the workpiece and an increase in the life of the mandrel.

Anhand von Zeichnungen werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:With the aid of drawings, there are two exemplary embodiments the invention explained in more detail. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Einrichtung im1 shows a first embodiment of the device in

Längsschnitt,Longitudinal section,

Fig. 2 die Fortsetzung der Einrichtung von Fig. 1, 2© Fig. 3 den Schnitt A-A von Fig. 1 und Fig. 4,FIG. 2 shows the continuation of the device from FIG. 1, 2 © Fig. 3 the section A-A of Fig. 1 and Fig. 4,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Einrichtung im Längsschnitt und4 shows a second exemplary embodiment of the device in longitudinal section and

Fig. 5 den Schnitt B-B von Fig. 4.FIG. 5 shows section B-B from FIG. 4.

Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung für ein hydroplastisches Reduzieren bzw. eine hydrostatische Dickenabnahme von rohrförmigen Werkstücken besteht aus einem Gehäuse 1 mit einer in ihm angeordneten Spindel 2, in der ein Hydraulikzylinder 3 mit einem Kolben 4 angeordnet ist. An dem Gehäuse 1 sitzt ein Deckel 5, der durch einen zweiten Deckel 6 gegen dasThe device shown in Fig. 1 for a hydroplastic reduction or a hydrostatic decrease in thickness of tubular Workpieces consists of a housing 1 with a spindle 2 arranged in it, in which a hydraulic cylinder 3 is arranged with a piston 4. On the housing 1 sits a cover 5, which is secured by a second cover 6 against the

Gehäuse 1 angepreßt wird, in welchem eine Öffnung für die Zuführung von Flüssigkeit vorgesehen ist. Der Hydraulikzylinder 3 ist an seinem einen Ende als dreistufiger Zylinder ausgeführt. Sein Kolben 4 ist dementsprechend dreistufig, wodurch drei aufeinanderfolgende Kammern gebildet werden, eine Anfangskammer 7, eine Zwischenkammer 8 und eine Endkammer 9. Die Anfangskammer 7, die den kleinsten Durchmesser aufweist, befindet sich zwischen der Stirnseite des Kolbens 4 und dem zweiten Deckel 6. Die Zwischenkammer 8 hat den größten Durchmesser. Im Kolben 4 ist ein Kanal ausgebildet, der die Anfangskammer 7 mit der Endkammer 9 verbindet, wobei im Kanal 1o ein Rückschlagventil 11 sitzt, das sich in Strömungsrichtung der Flüssigkeit öffnet.Housing 1 is pressed, in which an opening is provided for the supply of liquid. The hydraulic cylinder 3 is designed as a three-stage cylinder at one end. Its piston 4 is accordingly three-stage, whereby three consecutive chambers are formed, an initial chamber 7, an intermediate chamber 8 and an end chamber 9. The beginning chamber 7, which has the smallest diameter, is located between the end face of the piston 4 and the second cover 6. The intermediate chamber 8 has the largest diameter. In the piston 4 is a channel formed, which connects the initial chamber 7 with the end chamber 9, wherein a check valve 11 is located in the channel 1o, which opens in the direction of flow of the liquid.

Im Deckel 5 ist ein ringförmiger Kanal 12 für die Zuführung von Flüssigkeit in die Zwischenkammer 8 ausgebildet. Im einen Ende des hydraulischen Zylinders 3 ist ein Dorn 13 angeordnet, der mit der Spindel 2 verbunden ist. Im Dorn 13 sind ein axialer Kanal 14 und radiale Kanäle 15 ausgebildet, die für die Zuführung von Flüssigkeit in einen Verformungsraum 16 dienen, der zwischen dem Dorn 13 und einem darauf aufgesteckten Werkstück 17 gebildet wird, das gegen Drehen mit einer Einstemmhülse 18 und einer Hülse 19 gesichert wird, die an den Dorn 13 angepreßt und daran mit einer Dichtung 2o abgedichtet wird. Auf das Werkstück 17 sind ein Induktionsheizkörper 21 und ein Rollenkopf 22 aufgesteckt.In the cover 5 is an annular channel 12 for the supply formed by liquid in the intermediate chamber 8. In one end of the hydraulic cylinder 3 is a mandrel 13, which is connected to the spindle 2. In the mandrel 13 there are an axial channel 14 and radial channels 15 formed, which serve for the supply of liquid into a deformation space 16, which between the mandrel 13 and a workpiece 17 placed thereon is formed, which is prevented from rotating with a caulking sleeve 18 and a sleeve 19 is secured, which is pressed against the mandrel 13 and on it is sealed with a seal 2o. On the workpiece 17 are an induction heater 21 and a roller head 22 attached.

Für die Anfangskammer 7 und die Zwischenkammer 8 ist ein hydraulisches System vorgesehen, welches aus einem Schieberverteiler (Vierwege-Steuerventil) 23 besteht, der durch eine Rohrleitung 24 mit einem Druckrelais 25 und einem elektromagnetischen Ventil 26 verbunden ist und über eine Rohrleitung 27 mit einem zweiten Druckrelais 28 an die Öffnung des zweiten Deckels 6 angeschlossen ist. Am Ende des Dorns 13 ist frontal zum verformten Teil 29 desA hydraulic system is provided for the initial chamber 7 and the intermediate chamber 8, which consists of a slide valve distributor (Four-way control valve) 23 consists of a pipe 24 with a pressure relay 25 and a electromagnetic valve 26 is connected and via a pipe 27 to a second pressure relay 28 the opening of the second cover 6 is connected. At the end of the mandrel 13 is frontal to the deformed part 29 of the

— O ""- O ""

Werkstücks 17 (Fig. 2) eine Hülse 3o angepreßt. In einer Nut 31 des Dorns 13 ist ein Drosselring 32 angeordnet.Workpiece 17 (Fig. 2) pressed a sleeve 3o. In a A throttle ring 32 is arranged in the groove 31 of the mandrel 13.

An der Einrichtung für die hydroplastische Dickenreduzierung rohrförmiger Werkstücke ist ein Kopiersystem (Fig. 2) für die Herstellung von Profilen vorgesehen, das über eine Achse 34 an der Hülse 3o befestigt ist und einen Träger 35 aufweist. An der Achse 34 ist mit einer Mutter 36 und einer Gegenmutter 37 eine Kopierschablone 38 mit einem Taster 39 befestigt,, die mit dem Rollenkopf 22 in bekannter, nicht Ho gezeigter Weise verbunden sind. Die Kopierschablone 38 und der Taster 39 werden von einem zweiten Träger 4o gehalten. An dem Träger 35 sitzt ein zweiter hydraulischer Zylinder 41 mit einem zusätzlichen Kolben 42.At the facility for hydroplastic thickness reduction tubular workpieces, a copying system (Fig. 2) for the production of profiles is provided, which has a Axis 34 is fastened to the sleeve 3o and has a carrier 35. On the axis 34 is with a nut 36 and a Lock nut 37 attached to a template 38 with a button 39, which is known with the roller head 22, not Ho are connected as shown. The copy template 38 and the button 39 are held by a second carrier 4o. A second hydraulic cylinder is seated on the carrier 35 41 with an additional piston 42.

Die Einrichtung von Fig. 1 arbeitet folgendermaßen:The device of Fig. 1 operates as follows:

Das Werkstück 17 wird auf den Dorn 13 aufgesteckt, mit der Hülse 3o angepreßt und gegen Drehung durch die Einstemmhülse 18 und die Hülse 19 gesichert, über den Schiefoerverteiler 23 wird Flüssigkeit mit einem hohen Druck P₁ in die Anfangskammer 7 und die Endkammer 9 eingeführt,The workpiece 17 is placed on the mandrel 13, pressed with the sleeve 3o and secured against rotation by the caulking sleeve 18 and the sleeve 19, liquid is introduced into the initial chamber 7 and the end chamber 9 _{via the oblique distributor 23 at a high pressure P 1,}

2© wodurch sich der Kolben 4 infolge des Unterschieds in den Durchmessern in Fig. 1 nach links bewegt. In diesem Moment dreht sich der Dorn 13. Gleichzeitig wird Flüssigkeit mit einem niedrigerem Druck P~ in die Zwischenkammer 8 und die Anfangskammer 7 eingeführt, wodurch sich der Kolben 4 in Pig. 1 nach rechts bewegt und ein hoher Druck P- in der Endkammer 9 verringert wird. Die Flüssigkeit wird dadurch über den axialen Kanal 14 und die radialen Kanäle 15 in den Verformungsraum 16 des Dorns 13 geführt. Der Rollenkopf 22 bewegt sich fortschreitend über die äußere Oberfläche des Werkstücks 17 und verformt diese entsprechend einem halbwarmen Rotationsziehen.2 © which causes the piston 4 to move as a result of the difference in the Diameters in Fig. 1 moved to the left. At this moment, the mandrel 13 rotates. At the same time, liquid is with it a lower pressure P ~ in the intermediate chamber 8 and the Introduced initial chamber 7, whereby the piston 4 in Pig. 1 moved to the right and a high pressure P- in the End chamber 9 is reduced. The liquid is thereby via the axial channel 14 and the radial channels 15 in the deformation space 16 of the mandrel 13 out. The roller head 22 moves progressively over the outer surface of the workpiece 17 and deforms it according to a semi-warm rotary drawing.

Beim Profilreduzieren wird das Kopiersystem eingeschaltet. Beim Bewegen des in der Dicke reduzierten Teils 29 desThe copy system is switched on when the profile is reduced. When moving the reduced thickness part 29 of the

Werkstücks 17 in Fig. 1 nach rechts versetzt die Hülse 3o den Träger 35, den zweiten Träger 4o und die Kopierschablone 38 nach rechts. Der Taster 39 bleibt unbeweglich und tastet bei der Bewegung des Kopiersystems nach rechts die Kopierschablone 38 ab. Dabei überträgt er über nicht gezeigte Elemente seine radialen Versetzungen maßstäblich auf die Arbeitselemente des Rollenkopfes 22, wodurch das Profil der Kopierschablone 38 nachgebildet wird.Workpiece 17 in FIG. 1 shifts to the right, the sleeve 3o, the carrier 35, the second carrier 4o and the template 38 to the right. The button 39 remains immobile and scans when the copier system moves to the right Copy template 38 off. He transmits via not shown Elements to scale its radial displacements to the working elements of the roller head 22, whereby the Profile of the template 38 is simulated.

Die Einrichtung von Fig. 4 hat einen Hydraulikzylinder 3, der starr an einer hohlen drehbaren Spindel 2 angebracht ist. Im einen Ende des Hydraulikzylinders 3 sitzt ein Kollektor 43 mit einer Öffnung 44 und einem eingebauten Rückschlagventil 11. Der Kollektor 43 ist gegenüber der inneren Oberfläche des Hydraulikzylinders 3 durch eine Dichtung 46 abgedichtet und schließt die Kammer des Hydraulikzylinders 3 ab. Dieser ist gegen axiales Versetzen durch einen inneren Flansch 48 und einen Begrenzungsring 49 und gegen Drehen durch einen äußeren FlanschThe device of FIG. 4 has a hydraulic cylinder 3 which is rigidly attached to a hollow rotatable spindle 2 is. In one end of the hydraulic cylinder 3 there is a collector 43 with an opening 44 and a built-in one Check valve 11. The collector 43 is opposed to the inner surface of the hydraulic cylinder 3 by a Seal 46 seals and closes the chamber of hydraulic cylinder 3. This is against axial displacement by an inner flange 48 and a restriction ring 49 and against rotation by an outer flange

50 gesichert. In zum Hydraulikzylinder 3 radialen öff-50 secured. In the hydraulic cylinder 3 radial opening

nungen sind beweglich mit regulierbarem Spiel Impulskolbenvoltages are movable with adjustable play impulse piston

51 angeordnet, die in Kontakt mit Nocken 52 stehen, die starr an dem Gehäuse 1 der Einrichtung befestigt sind. Am Hydraulikzylinder 3 ist unter Zwischenlage einer Dichtung 53 starr ein Dorn 13 befestigt, der einen axialen Kanal 14 und radiale Kanäle 15 aufweist, welche die Kammer des Hydraulikzylinders 3 mit dem Verformungsraum 16 verbinden. Das Werkstück 17 ist auf den Dorn 13 aufgesteckt und steht mit seiner einen Stirnfläche mit der Einstemmhülse 18 in Berührung, die starr an dem Dorn 13 sitzt. Als Werkzeug für die Dickenreduzierung sind auf die äußere Oberfläche des Werkstücks 17 Rollenköpfe 22 mit versetzt angeordneten Rollen vorgesehen, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist.51 arranged in contact with cams 52 rigidly attached to the housing 1 of the device. At the Hydraulic cylinder 3, a mandrel 13 is rigidly attached with the interposition of a seal 53, which has an axial channel 14 and radial channels 15, which the chamber of the Connect the hydraulic cylinder 3 to the deformation space 16. The workpiece 17 is pushed onto the mandrel 13 and is standing with its one end face in contact with the caulking sleeve 18, which sits rigidly on the mandrel 13. As a tool for the thickness reduction 17 roller heads 22 are arranged offset on the outer surface of the workpiece Rollers are provided, as can be seen from FIG.

- 8 Die Einrichtung von Fig. 4 arbeitet folgendermaßen:- 8 The device of Fig. 4 operates as follows:

Das Werkstück 17 wird auf den Dorn 13 aufgesteckt. Der Rollenkopf 22 wird gegen das Werkstück 17 bewegt, bis die erste Rollenreihe mit ihm in Berührung kommt. Danach wird die Spindel 2 gedreht. Der Rollenkopf 22 führt eine fortschreitende Bewegung aus. Gleichzeitig wird durch die Öffnung 44 des Kollektors 43 dem Hydraulikzylinder 3 Flüssigkeit unter einem bestimmten Druck P₁ zugeführt, die durch den axialen Kanal 14 und die radialen Kanäle 15 des Doms 13 in den Verformungsraum 16 gelangt. Infolge der Drehung des Hydraulikzylinders 3 kommen die Impulskolben 51 mit ihrer einen Stirnfläche in Kontakt mit den Nocken 52, führen dadurch eine hin- und hergehende Bewegung aus und erzeugen einen hohen Impulsdruck PThe workpiece 17 is pushed onto the mandrel 13. The roller head 22 is moved against the workpiece 17 until the first row of rollers comes into contact with it. The spindle 2 is then rotated. The roller head 22 carries out a progressive movement. _{At the same time, fluid is fed to the hydraulic cylinder 3 under a certain pressure P 1} through the opening 44 of the collector 43, which liquid passes through the axial duct 14 and the radial ducts 15 of the dome 13 into the deformation space 16. As a result of the rotation of the hydraulic cylinder 3, the impulse pistons 51 come into contact with their one end face with the cams 52, thereby perform a reciprocating movement and generate a high impulse pressure P

impimp

im Hydraulikzylinder 3. Dieser hohe Impulsdruck wird durch die Kanäle im Dorn 13 auf den Verformungsraum 16. übertragen, wodurch sich eine hydroplastische Bearbeitung der inneren zylindrischen Oberfläche des Werkstücks 17 ergibt. Die Verbindungsflansche der Spindel 2, des Hydraulikzylinders 3 und des Dorns 13 sind überdimensioniert und führen die Funktionen eines Schwungrades aus.in the hydraulic cylinder 3. This high pulse pressure is transmitted through the channels in the mandrel 13 to the deformation space 16., whereby a hydroplastic machining of the inner cylindrical surface of the workpiece 17 results. the Connecting flanges of the spindle 2, the hydraulic cylinder 3 and the mandrel 13 are oversized and lead the Functions of a flywheel.

Die Impulse auf die Flüssigkeit in der Zylinderkammer des Hydraulikzylinders 3 werden durch eine große Anzahl von Impulskolben 51 erzeugt, die radial auf verschiedenen Querschnitten (B, C, ... K- Fig. 4) längs des Hydraulikzylinders 3 und mit optimaler Anzahl je Querschnitt angeordnet sind. Jeder dieser Impulskolben 51 wird bei einer Umdrehung mehrmals in Abhängigkeit der Anzahl der Nocken pro Querschnitt betätigt. Die Stärke des Impulsdrucks wird durch Änderung der Drehzahl der Spindel 2, des Durchmessers der Impulskolben 51 und ihres Hubs, sowie durch die Anzahl der Impulskolben 51 und der Nocken 52 in den Querschnitten B, C, .... K (Fig. 4) vorgegeben.The pulses on the liquid in the cylinder chamber of the hydraulic cylinder 3 are through a large number of Impulse piston 51 is generated, which radially on different cross-sections (B, C, ... K- Fig. 4) along the hydraulic cylinder 3 and are arranged with an optimal number per cross-section. Each of these pulse pistons 51 is at one Revolution actuated several times depending on the number of cams per cross-section. The strength of the pulse pressure becomes by changing the speed of the spindle 2, the diameter of the pulse piston 51 and their stroke, as well as by the number the impulse piston 51 and the cam 52 in the cross-sections B, C, .... K (Fig. 4).

Claims

ν. FONER EBBINGHAUS FINCK

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MARIAHILFPLATZ 2*3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN ΘΒMARIAHILFPLATZ 2 * 3, MÖNCHEN 9O POST ADDRESS: POSTBOX 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN ΘΒ

DEAC-31 637.ο
January 26, 1984

N P S P po HYDROPLASTITSCHNA OBRABOTKA na METALITE

Device for the hydroplastic reduction of the thickness of tubular workpieces

Claims

Device for the hydroplastic reduction of the thickness of tubular workpieces with a hollow, rotatable one Spindle in which a hydraulic cylinder with piston is arranged, and with a mandrel that extends together with the Hydraulic cylinder rotates and on which a workpiece is attached, which is secured against turning and outside of one The roller head for the deformation is surrounded, the deformation space between the mandrel and the workpiece via a channel is connected to the chamber of the hydraulic cylinder, which is fed by a hydraulic system, thereby ' characterized in that one end of the dome (13) is arranged in the hydraulic cylinder (3) whose the other end is designed as a three-stage cylinder with piston (4), with three successive chambers, an initial chamber (7), an intermediate chamber (8) and an end chamber (9) are formed that the initial chamber (7) and the end chamber (9) are connected to one another by a channel (1o) in the piston (4) that a check valve in the channel (1o) (11) is provided, which is in flow direction

the liquid opens "that the workpiece (17) from an induction heater moving with the roller head (22) (21) is surrounded and that frontally on the deformed part (29) of the workpiece (17) a Sleeve (3o) is pressed on "

Device according to claim 1 _e characterized in that impulse pistons (51) are mounted in at least two cross-sections along the chamber of the hydraulic cylinder (3) »

according to claim 2, characterized in that g that the impulse piston (51) are arranged in each cross-section radial to the chamber of the hydraulic cylinder (3) and each pulse piston (51) having its outer end with a cam (52), said cam (52) on the inner wall of the housing (1) are arranged one after the other, and its inner end is in contact with the fluid in the hydraulic cylinder (3) »

Device according to claim 1, characterized in that g e k e η η * that the diameter-of-the-end-chamber (9) is smaller than the diameter of the initial chamber (7), while the diameter of the intermediate chamber (8) is larger is than the diameters of the initial chamber (7) and the end chamber (9).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that a throttle ring (32) is arranged in a groove (31) in the mandrel (13).

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the mandrel (13) is made of magnetically soft material.