ITFI950049A1 - Metodo e dispositivo per la deformazione magnetica di corpi metallici - Google Patents
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Abstract
L'anello ad altissima corrente (1) del dispositivo è collegato ad un trasformatore di impulsi (3). L'anello è realizzato come un generatore di campo magnetico, con un'apertura (7) per alloggiare un corpo metallico (2) da deformare e presenta un'apertura (8) radiale rispetto alla detta apertura (7), secondo la direzione dei blocchi di contatto (9, 10) del trasformatore (3). Il detto anello (1) può anche essere realizzato come generatore di campo magnetico intercambiabile in unico blocco, preferibilmente di rame o alluminio, il quale presenta un'apertura (7) per il corpo metallico (2) da deformare ed è diviso nella zona dell'apertura (7). Ciò risulta particolarmente vantaggioso allorquando l'anello (1) è impiegato per deformare corpi metallici tubolari i quali, esternamente alla zona della deformazione, presentano un diametro esterno maggiore, alloggiano un corpo metallico di volume maggiore e/o sono piegati a serpentina.(Fig. 3).
Description
La presente invenzione riguarda un dispositivo con un nucleo anulare o anello ad altissima corrente e un trasformatore di impulsi per la deformazione magnetica di corpi metallici con impulsi magnetici secondo il preambolo della rivendicazione 1 e riguarda inoltre un metodo per la deformazione magnetica di corpi metallici con l ' impiego di un siffatto dispositivo.
In particolare , l ' invenzione riguarda un dispositivo con un nucleo anulare ad altissima corrente, il quale è realizzato in forma di bobina secondaria , o collegato ad essa in modo intercambiabile, di un trasformatore di impulsi come descritto nella domanda di brevetto tedesco P 44 23 992.0. La detta domanda di brevetto descrive un conduttore di altissima corrente per un concentratore di campo magnetico il quale è provvisto di un'apertura per intervenire sul corpo metallico da deformare che vi è alloggiato . Il detto concentratore di campo magnetico è costituito da un cilindro di rame o alluminio , il quale presenta una fessura radiale singola o doppia e accoglie, nel punto più stretto dell ' apertura, il corpo metallico da deformare .
Ma i concentratori di campo magnetico così strutturati sono di uso complesso e sono affetti da notevoli perdite di trasmissione, poiché gran parte dell'energia degli impulsi è perduta durante la trasmissione degli stessi al concentratore di campo magnetico e da quest'ultimo al corpo metallico da deformare.
La presente invenzione si prefigge lo scopo di evitare le dette perdite di trasmissione e di realizzare un dispositivo comprendente un ridotto numero di elementi strutturali, secondo il preambolo della rivendicazione 1, con un migliore rendimento.
Questo scopo viene conseguito, in conformità dell'invenzione, grazie al fatto che lo stesso nucleo anulare ad altissima corrente è realizzato come un generatore di campo magnetico con un'apertura per alloggiare il corpo metallico da deformare e presenta una fessura radiale alla detta apertura. Preferibilmente, la fessura è disposta secondo la direzione dei poli del trasformatore di impulsi.
Si ottiene così un dispositivo con una struttura particolarmente semplice, con perdite di trasmissione notevolmente ridotte rispetto ai dispositivi tradizionali, in cui lo stesso nucleo anulare ad altissima corrente, il quale è collegato in serie con la bobina secondaria del trasformatore di impulsi, svolge la funzione di un generatore di campo o concentratore di campo magnetico nella zona del campo magnetico di deformazione, in cui il detto anello presenta un'apertura per alloggiare un corpo da deformare e una fessura radiale rispetto alla detta apertura.
In una forma di attuazione preferenziale del dispositivo, l'anello ad altissima corrente è diviso in due nella zona del campo magnetico di deformazione ed è predisposto per essere aperto. In tal modo, con questo dispositivo si possono deformare anche corpi metallici che esternamente alla zona di deformazione hanno dimensioni maggiori di questa e che, pertanto, non possono essere introdotti nei concentratori di campo magnetico di tipo noto, o che possono esservi introdotti solo con difficoltà. Tali corpi sono per esempio tubi metallici, con raccordi più voluminosi rispetto al diametro degli stessi tubi, che presentano elementi di raccordo a T o che possono essere già piegati a serpentina.
Risulta quindi particolarmente vantaggioso il fatto che l ' anello ad altissima corrente sia diviso trasversalmente rispetto all ' apertura che alloggia il corpo metallico da deformare .
Secondo un' ulteriore caratteristica particolarmente vantaggiosa della presente invenzione , il detto anello ad altissima corrente può anche essere costruito , come generatore di campo magnetico intercambiabile, da un blocco, preferibilmente di rame o alluminio o un' altra adatta lega che sia buona conduttrice di elettricità , ad alta resistenza, il quale presenta un' apertura per il corpo metallico da deformare ed è diviso nella zona dell 'apertura.
Per alloggiare il corpo metallico da deformare, l ' anello ad altissima corrente viene aperto in corrispondenza della detta divisione , il corpo metallico viene introdotto ed il conduttore viene richiuso, per cui la sua parte superiore viene pressata contro quella inferiore in maniera che possa affluire un ' impulso di corrente più elevato . Ciò risulta particolarmente vantaggioso quando l ' anello ad altissima corrente viene impiegato per corpi metallici tubolari da deformare i quali , esternamente alla zona interessata alla deformazione , presentano un diametro esterno maggiore, alloggiano un corpo metallico con un volume maggiore e/o sono piegati a mò di serpentina .
Si ottiene così un'estrema precisione di lavorazione grazie al fatto che le parti dell'anello ad altissima corrente che formano l'apertura sono pressate insieme con mezzi meccanici per contrastare l'elevata pressione che risulta nel corso della deformazione, cosicché non ne risultano deformate.
Ad un uso sicuro e privo di inconvenienti, contribuisce, in particolare, anche il fatto che le parti dell'anello ad altissima corrente che conducono la corrente sono pressate insieme con spessori di un materiale che consenta di impedire la saldatura delle parti, in particolare l'argento. Inoltre risulta particolarmente vantaggioso, sia per la fabbricazione di un tale anello ad altissima corrente che per la conduzione della corrente, il fatto che l'anello ad altissima corrente presenti una parte superiore a forma di blocco con una semiapertura, il quale viene pressato su blocchi conduttori inferiori con l'altra semiapertura. In questo caso, si ottiene un'estrema precisione di accoppiamento se la parte superiore avvolge i blocchi conduttori inferiori anche lateralmente. Vantaggiosamente, la parte superiore ed i blocchi conduttori inferiori sono sovrapposti con fianchi inclinati l'uno verso l'altro.
Esempi preferenziali di attuazione dell'invenzione sono illustrati schematicamente nei disegni, nei quali :
- la Fig. 1 rappresenta in vista prospettica un anello ad altissima corrente a forma di blocco;
- la Fig. 2 rappresenta una sezione verticale di un dispositivo con un siffatto anello ad altissima corrente ed un trasformatore di impulsi, secondo una prima forma di attuazione;
- la Fig. 3 rappresenta una vista in sezione verticale di un siffatto dispositivo con un anello ad altissima corrente a forma di blocco diviso ed il relativo trasformatore di impulsi;
- la Fig. 4 rappresenta una vista in sezione verticale di una forma di attuazione dell'anello ad altissima corrente a forma di blocco, modificata rispetto alla Fig. 3;
- la Fig. 5 rappresenta una vista in sezione verticale di un'ulteriore forma di attuazione modificata dell'anello ad altissima corrente a forma di blocco diviso;
- la Fig. 6 rappresenta una vista in sezione verticale di un anello ad altissima corrente a forma di blocco diviso con un dispositivo meccanico di serraggio rapido;
- la Fig. 7 rappresenta una vista in pianta del dispositivo a serraggio rapido di Fig. 6; e
- la Fig. 8 rappresenta una vista in pianta di un anello ad altissima corrente secondo le Figg. da 3 a 6 con un tubo metallico piegato da deformare, rappresentato in sezione, inserito nell'apertura dell'anello ad altissima corrente, e con una parte terminale di collegamento, ad esempio con un raccordo .
Le forme di attuazione illustrate di anelli di altissima corrente 1 per la deformazione magnetica di corpi metallici 2 (fig. 8) con elevati impulsi magnetici sono previste per consentirne il collegamento ad un trasformatore di impulsi 3, come viene descritto ad esempio nella domanda di brevetto tedesco P 4423 992.0 del 7 Luglio 1994. Il trasformatore di impulsi 3 è costituito da un conduttore di altissima corrente 3a, un tubo di rame con una fessura longitudinale, con un avvolgimento primario 3b ed un nucleo di ferro 3c. Il tubo di rame che funge da conduttore di altissima corrente 3a è isolato rispetto al nucleo di ferro 3c da un tubo di protezione chiuso 3d realizzato in materia sintetica. Il trasformatore di impulsi 3 è collegato mediante il suo circuito primario 4 ad un condensatore 5 ed il suo circuito primario 4 viene eccitato a mezzo della chiusura di un interruttore 6 (preferibilmente un interruttore elettronico quale un tiristore o ignitrone) .
In tutti gli esempi di attuazione illustrati, l'anello ad altissima corrente 1 è realizzato come generatore di campo magnetico con un'apertura 7 per alloggiare un corpo metallico 2 da deformare e presenta una fessura 8 che si sviluppa radialmente rispetto all'apertura 7 secondo la direzione dei blocchi di contatto 9, 10 del trasformatore di impulsi 3.
Il percorso della corrente, dal circuito primario 4 attraverso il trasformatore di impulsi 3 e poi attraverso l'anello ad altissima corrente 1 collegato ai suoi blocchi di contatto 9, 10, è indicato nella Fig. 2 con le frecce Ila per il circuito primario e llb per il circuito secondario. Nell'esempio di attuazione di Fig. 1, l'anello ad altissima corrente 1 è costituito da un blocco conduttore in materiale buon conduttore di elettricità, quale rame, alluminio o un'altra lega buona conduttrice di elettricità e di elevata resistenza come CuCrZr, il quale presenta centralmente l'apertura 7 per alloggiare un corpo metallico da deformare, con la fessura 8 che si estende radialmente da essa in direzione dei blocchi di contatto 9, 10 del trasformatore di impulsi 3, ed in cui, ai due lati della fessura 8, i bordi di assemblaggio e di contatto 12, 13 sono disposti paralleli tra loro e nello stesso piano con dei fori 14 per il fissaggio ed il contatto con i blocchi di contatto 9, 10 del trasformatore di impulsi 3.
Nell'esempio di attuazione illustrato in Fig. 2, i due rami paralleli la, lb dell'anello 1 di Fig. 1 sono inoltre collegati, inferiormente all'apertura 7, da due barre di serraggio 15, 16 le quali fanno presa sui due lati esterni paralleli dei rami la, lb dell'anello ad altissima corrente 1 e sono tenute insieme da bulloni di serraggio 17 con elementi di isolamento 17a. Le barre di serraggio 15, 16 hanno, come si vede nella Fig. 8, una lunghezza maggiore della lunghezza esterna dei bordi di assemblaggio 12, 13 dell'anello ad altissima corrente 1, sporgenti dai lati opposti, cosicché i due bulloni di serraggio 17 risultano disposti perpendicolarmente rispetto alla fessura 8 esternamente ai bordi di assemblaggio e di contatto 12, 13 dell'anello ad altissima corrente 1 sui loro lati anteriore e posteriore.
Negli esempi di attuazione delle Figg. da 3 a 8, l'anello 1 è diviso, nella zona del campo magnetico destinato alla deformazione, trasversalmente rispetto all'apertura 7 che alloggia il corpo metallico da deformare 2.
Come si vede negli esempi di attuazione, illustrati nelle Fig. da 3 a 6, di un tale dispositivo di deformazione, l'anello ad altissima corrente 1 è costituito da una parte superiore 18 a forma di blocco con una semiapertura 7, il quale è pressato sui blocchi conduttori inferiori 19a e 19b atti a costituire elementi di alloggiamento con l'altra semiapertura 7 e con la fessura 8 che si estende in direzione dei blocchi di contatto 9, 10 del trasformatore di impulsi 3.
I blocchi conduttori inferiori 19a e 19b possiedono quindi dei bordi laterali 20, 21 formati da un unico pezzo, i quali sporgono lateralmente sopra la parte superiore a forma di blocco e presentano dei fori 22 verticali paralleli tra loro per le viti di fissaggio 23, 24 con le quali la parte superiore a forma di blocco 18 viene pressata con un'elevata pressione contro i blocchi conduttori inferiori 19a e 19b mediante una staffa di serraggio 25 ed uno spessore di materiale isolante 25a. Le viti di fissaggio 23, 24 sono isolate elettricamente a mezzo di elementi isolanti 23a e 24a sia rispetto ai blocchi conduttori inferiori 19a e 19b che rispetto alla staffa di serraggio superiore 25. Inoltre, in questo esempio di attuazione, il piano di separazione trasversale 26 tra i blocchi conduttori inferiori 19a e 19b e la parte superiore a forma di blocco 18 dell'anello ad altissima corrente 1 è realizzato a forma piatta al centro dell'apertura 7.
Ciò risulta particolarmente vantaggioso se le parti conduttrici dell'anello ad altissima corrente 1 vengono pressate insieme con spessori 27 di un materiale che impedisce la saldatura delle parti, in particolare l'argento.
In modo particolarmente vantaggioso, un tale anello ad altissima corrente 1 può essere usato per l'alloggiamento di corpi metallici tubolari da deformare 2 che esternamente alla zona di deformazione possono avere un diametro esterno maggiore o alloggiare un corpo metallico con un volume maggiore e/o essere piegati anche a forma di serpentina, come illustrato nella vista in pianta di Fig. 8.
Nel caso di un tale anello diviso ad altissima corrente 1, questo può anche essere composto da una parte superiore 18 a forma di blocco e da blocchi conduttori inferiori 19a e 19b, realizzati in modo tale che la parte superiore 18 racchiuda anche lateralmente i blocchi conduttori inferiori 19a e 19b, come illustrato in Fig. 5, per cui si ottiene una coesione particolarmente buona della parte superiore e dei blocchi conduttori inferiori grazie al fatto che la parte superiore 18 e i blocchi conduttori inferiori 19a e 19b risultano sovrapposti con i fianchi 28, 29 inclinati l'uno verso l'altro.
In tutti gli esempi di attuazione illustrati nelle Figg. da 3 a 8, le parti che delimitano l'apertura 7 dell'anello 1, a forma di blocco diviso, sono pressate insieme con mezzi meccanici per contrastare l'elevata pressione che subentra durante la deformazione, ad esempio mediante le barre di serraggio 15, 16 disposte parallelamente rispetto alla fessura 8 sui due lati esterni dei blocchi conduttori 19a e 19b e tenute insieme mediante viti di serraggio di estremità, come illustrato nella sezione di Fig. 2 e nella vista in pianta di Fig. 8. La pressione di contatto e quindi la coesione delle parti può essere ancora incrementata grazie al fatto che la parte superiore 18 dell'anello 1 è realizzata con forma trapezoidale o a cuneo con il vertice rivolto verso l'alto e si insedia con precisione in una corrispondente cavità di alloggiamento 30 stampata nella staffa di serraggio superiore 25 con uno spessore di isolamento 25a, come illustrato nelle Figg. 4 e 5.
Nelle Figg. 6 e 7 è rappresentato un dispositivo meccanico di serraggio rapido 31. Esso è costituito da due barre di serraggio parallele 15, 16 che fanno presa sui blocchi conduttori inferiori 19a e 19b, le quali sono tenute unite mediante bulloni di serraggio 17 con elemento isolante 17a, e da un blocco di serraggio superiore orientabile 32, il quale è girevole attorno ad un bullone di serraggio verticale 33 e presenta una fessura di alloggiamento 34 aperta ad una estremità per l'altro bullone di serraggio parallelo 35 sporgente da questa in modo tale che il blocco di serraggio 32 possa essere girato ed allontanato lateralmente dalla parte superiore 18 dell'anello 1 a mezzo di un'asta filettata di serraggio 36 disposta centralmente rispetto al blocco, in modo da sollevare la parte superiore 18 rispetto ai blocchi conduttori inferiori 19a e 19b ed introdurre un corpo metallico da deformare nella semiapertura inferiore 7 sui due blocchi conduttori inferiori 19a e 19b. Infine, la parte superiore 18 dell'anello 1 viene appoggiato sui blocchi conduttori inferiori 19a e 19b con elementi intermedi 27 in un materiale che impedisce la saldatura delle parti percorse dall'altissima corrente, come in particolare l'argento, ed il blocco di serraggio 32 viene spostato nuovamente sopra la parte superiore 18 per comprimere così saldamente la parte superiore 18 sui blocchi conduttori inferiori 19a e 19b mediante l'asta filettata di serraggio 36 azionata manualmente. Una sfera 36a disposta all'estremità dell'asta filettata di serraggio 36 consente, insieme ad una piastra di pressione 36b con elemento di isolamento 36c, una pressione assolutamente centrale sulla parte superiore 18 dell'anello ad altissima corrente 1. Tra le barre di serraggio 15 e 16 ed i blocchi conduttori inferiori 19a e 19b sono previsti ulteriori elementi di isolamento 36d e 36e che isolano elettricamente l'anello ad altissima corrente 1 rispetto al dispositivo di serraggio rapido 31.
Allo stesso modo di un dispositivo meccanico di serraggio 31, si può prevedere anche un dispositivo di serraggio con azionamento idraulico o pneumatico, od anche un dispositivo con azionamento elettromeccanico .
Nella vista in pianta di Fig. 8 è rappresentato l'anello ad altissima corrente 1 con un corpo metallico da deformare 2 inserito nell'apertura 7. Il corpo metallico 2 è un tubo in alluminio con un raccordo 37 all'estremità con un tronchetto tubolare 38, il quale è provvisto di molteplici nervature trasversali parallele esterne 39. Il tubo di alluminio ed il tronchetto 38 sono rappresentati in sezione nella zona di collegamento e precisamente sul lato sinistro allo stato non deformato e sul lato destro dopo la deformazione del tubo di alluminio provocata dagli alti impulsi magnetici. In tal modo, il tubo di alluminio è deformato plasticamente e strettamente attorno alle nervature trasversali 39 e compresso verso l'interno nelle cavità anulari tra le nervature trasversali 39, in maniera da attuare un collegamento permanente assolutamente saldo ed ermetico tra il tubo di alluminio ed il raccordo 37.
Elenco dei numeri di riferimento
1 Anello ad altissima corrente
la Ramo
lb Ramo
2 Pezzo metallico da deformare
3 Trasformatore di impulsi
3a Conduttore di altissima corrente, un tubo di rame con fessura
3b Avvolgimento primario
3c Nucleo di ferro
3d Tubo di protezione
4 Circuito primario
5 Condensatore
6 Interruttore
7 Apertura
8 Fessura
9 Blocco di contatto
10 Blocco di contatto
Ila Percorso della corrente nel circuito primario llb Percorso della corrente nel circuito secondario
12 Bordo di assemblaggio e di contatto 13 Bordo di assemblaggio e di contatto 14 Fori
15 Barra di serraggio
16 Barra di serraggio
17 Bulloni di serraggio
17a Elementi di isolamento
18 Parte superiore
19a Blocco conduttore inferiore
19b Blocco conduttore inferiore
0 Bordo
1 Bordo
22 Fori
3 Vite di fissaggio
23a Elemento di isolamento
4 Vite di fissaggio
4a Elemento di isolamento
5 Staffa di serraggio
6 Piano di separazione
7 Spessore intermedio conduttore
8 Fianco
9 Fianco
30 Cavità di alloggiamento
Dispositivo di serraggio rapido Blocco di serraggio
Bullone di serraggio
Fessura di alloggiamento Bullone di serraggio
Asta filettata di serraggio
a Sfera 36a
b Piastra di pressione
c Elemento di isolamento
d Elemento di isolamento
e Elemento di isolamento Raccordo
Tronchetto tubolare
Nervature trasversali
Claims (11)
- RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo con un anello ad altissima corrente ed un trasformatore di impulsi per la deformazione magnetica di corpi metallici a mezzo di impulsi magnetici/ caratterizzato dal fatto che il detto anello ad altissima corrente (1) è realizzato come generatore di campo magnetico con un'apertura (7) per alloggiare il corpo metallico da deformare (2) e presenta una fessura (8) radiale rispetto alla detta apertura (7).
- 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta fessura (8) è disposta secondo la direzione dei blocchi di contatto (9/10) del trasformatore di impulsi (3).
- 3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il detto anello ad altissima corrente (1) è diviso nella zona del campo magnetico che genera la deformazione ed è predisposto per essere aperto.
- 4) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che il detto anello ad altissima corrente (1) è diviso trasversalmente rispetto all'apertura (7) che alloggia il corpo metallico da deformare (2).
- 5) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il detto anello ad altissima corrente (1) è realizzato, come generatore di campo magnetico intercambiabile, in un unico blocco, preferibilmente in rame o alluminio, il quale presenta un'apertura (7) per il corpo metallico da deformare ed è diviso nella zona dell'apertura (7).
- 6) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che le parti dell'anello ad altissima corrente (1) che formano l'apertura (7) sono pressate tra loro, con mezzi meccanici, per contrastare l'elevata pressione che interviene nel corso della deformazione.
- 7) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che le parti conduttrici di corrente del detto anello ad altissima corrente (1) sono pressate tra loro con spessori (27) di un materiale che impedisce la saldatura delle parti, in particolare l'argento.
- 8) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che il detto anello ad altissima corrente (1) presenta una parte superiore (18) con una semiapertura (7), la quale è pressata sui blocchi conduttori inferiori (19a,19b) contro l'altra semiapertura (7).
- 9) Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la parte superiore (18) del detto anello ad altissima corrente (1) racchiude i blocchi conduttori inferiori (19a,19b) anche lateralmente.
- 10) Dispositivo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che la parte superiore (18) ed i blocchi conduttori inferiori (19a,19b) del detto anello ad altissima corrente (1) sono sovrapposti con fianchi (28,29) inclinati l'uno verso l'altro.
- 11) Metodo per la deformazione magnetica di corpi metallici con elevati impulsi magnetici mediante un dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che il detto anello ad altissima corrente viene usato per l'alloggiamento di corpi metallici tubolari da deformare i quali, esternamente alla deformazione, presentano un diametro esterno maggiore, alloggiano un corpo metallico con un volume maggiore e/o sono piegati a forma di serpentina.
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