NO136701B

NO136701B -

Info

Publication number: NO136701B
Application number: NO3982/72A
Authority: NO
Inventors: C A Queyroiz
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1972-11-03
Publication date: 1977-07-18
Also published as: NL7214853A; DE2253351C3; CA1004728A; DK137169B; GB1383605A; BE790566A; JPS4857703A; DE2253351A1; NO136701C; DE2253351B2; FI57222C; DK137169C; FR2158293B1; SE398716B; IT969989B; FI57222B; FR2158293A1; US3810372A; CH544594A; NL149094B

Description

Oppfinnelsen angår en anordning til magnetisk deformering av rørformede, metalliske arbeidsstykker, som an-gitt i innledningen til det etterfølgende hovedkrav. The invention relates to a device for magnetically deforming tubular metallic workpieces, as indicated in the introduction to the following main claim.

Utformningen av reliefflignende mønstere på rørformede metalliske arbeidsstykker ved hjelp av såkalt magnetisk deformering er kjent. For dette formål blir det arbeidsstykket som skal formes, bragt inn mellom en spole og en matrise, en kondensatorutladning i spolen induserer et strømstøt i det metalliske arbeidsstykket. Vekselvirkningen mellom det magnetiske felt for spolen og det induserte felt har den virkning at en ekspansjonskraft virker på metallstykket. Denne ekspansjon blir imidlertid begrenset ved matrisen, slik at metallstykket deformeres etter matrisens reliefflignende mønster. The design of relief-like patterns on tubular metallic workpieces by means of so-called magnetic deformation is known. For this purpose, the workpiece to be formed is brought between a coil and a die, a capacitor discharge in the coil induces a current surge in the metallic workpiece. The interaction between the magnetic field of the coil and the induced field has the effect of an expansion force acting on the piece of metal. However, this expansion is limited by the matrix, so that the metal piece is deformed according to the matrix's relief-like pattern.

Kjente matriser som hittil har vært anvendt, er utformet som muslinger og består akkurat som disse av to stive skall som man innføring av det arbeidsstykket som skal deformeres, kan svinge fra hverandre og som deretter igjen lukkes sammen og derved danner den egentlige matrise (sammenlign DT- Known matrices that have been used up to now are designed like clams and consist just like these of two rigid shells that can be swung apart when the workpiece to be deformed is introduced and which are then closed together again and thereby form the actual matrix (compare DT -

AS 1.122.188). Disse matriser har imidlertid den ulempe at fugene i forbindelsesplanet for de to formskall i den lukkede matrise etterlater spor på det deformerte arbeidsstykke, hvilke heller ikke kunne unngås helt ved en omhyggelig utførelse av matrisene. Dessuten kan også uttagningen av det bearbeidede arbeidsstykket ved enkel oppsvingning av de to halvsylindriske formskall bli meget vanskelig om ikke sogar umulig når matrisen har innpresninger eller preginger som strekker seg inn til i nærheten av forbindelsesplanet mellom de to skall. Det er da nødvendig å utforme matriseskaliene flerdelte for å kunne løfte dem radialt ut fra det deformerte arbeidsstykket. En slik ut-formning vanskeliggjør naturlig nok fremstillingen og håndte-ringen av en slik flerdelt matrise betydelig og etterlater dessuten også spor i sklllefugene for matrisedelene. AS 1.122.188). However, these matrices have the disadvantage that the joints in the connecting plane of the two mold shells in the closed matrix leave traces on the deformed workpiece, which could not be completely avoided by a careful design of the matrices. In addition, the removal of the machined workpiece by simply swinging the two semi-cylindrical form shells can become very difficult, if not impossible, when the matrix has indentations or embossments that extend into the vicinity of the connecting plane between the two shells. It is then necessary to design the matrix scales in multiple parts in order to be able to lift them radially out from the deformed workpiece. Such a design naturally makes the manufacture and handling of such a multi-part matrix considerably more difficult and also leaves traces in the sealing joints for the matrix parts.

Oppfinnelsens oppgave er å unngå de oven-nevnte ulemper og skaffe en mulighet for å bearbeide et rør-formet, metallisk arbeidsstykke ved magnetisk deformering uten at der opptrer noen som helst spor eller grader på arbeidsstykket ytre overflate.. The task of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages and provide an opportunity to process a tubular, metallic workpiece by magnetic deformation without any traces or burrs appearing on the outer surface of the workpiece.

Løsningen av denne oppgave er i følge oppfinnelsen en anordning av den til å begynne med nevnte art som er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende krav 1. According to the invention, the solution to this problem is a device of the type mentioned at the outset which is characterized by the features that appear in the characteristic in the subsequent claim 1.

Den elastisk deformerbare hylse er utformet i ett stykke og etterlater ingen sømspor. Den sentrerer automatisk det innførte arbeidsstykke under formeoperasjonen og tillater ved muligheten for en avkjøling en betydelig høyere arbeidshastighet. The elastically deformable sleeve is designed in one piece and leaves no seam marks. It automatically centers the inserted work piece during the forming operation and, with the possibility of cooling, allows a significantly higher working speed.

På området for magnetisk deformering er riktig nok allerede kjent anvendelsen av gummi-elastiske materialer som trykkoverførende koblingsmidler (DT-AS 1.283.187) eller elastiske drivmidler (DT-AS 1.452.661) hvilke kan anvendes for gjentatte arbeidsoperasjoner og deretter respektive igjen uten deformering vende tilbake til sin opprinnelige stilling. Det kan imidlertid herav ikke avledes en hydraulisk støttet, .formgivende, det vil si forsynt med profileringer på arbeids-stykksiden, gummielastisk hylse ifølge oppfinnelsen. In the area of magnetic deformation, the use of rubber-elastic materials as pressure-transmitting coupling means (DT-AS 1.283.187) or elastic drive means (DT-AS 1.452.661) is already known, which can be used for repeated work operations and then respectively again without deformation return to its original position. However, a hydraulically supported, shape-giving, i.e. provided with profiles on the workpiece side, rubber-elastic sleeve according to the invention cannot be derived from this.

Til forsterkning av hylsen kan denne bestå av et fremstillingsmateriale som er avstivet ved hjelp av innleiringer. To strengthen the sleeve, this can consist of a manufacturing material that is stiffened by means of embeddings.

Hylsen kan imidlertid også være forsynt med flere mot ytterveggen anliggende forsterkninger, hvilke er jevnt fordelt rundt dens ytres omkrets og holdes ved hjelp av omviklede skruefjærer. However, the sleeve can also be provided with several reinforcements against the outer wall, which are evenly distributed around its outer circumference and are held by coiled coil springs.

En ytterligere forsterkningsmulighet består i at hylsen omgis med et i lengderetningen slisset stålrør. A further strengthening option consists in surrounding the sleeve with a longitudinally slotted steel tube.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra føl-gende beskrivelse under henvisning til tegningen som viser en utførelse av oppfinnelsen såvel som varianter av denne,■ idet fig. 1 er et aksi.aisnitt av oppfinnelsen> fig. 2 viser en første utførelsesvari.ant i radialsnitt, fig. 3 viser en annen variant i radialsnitt og fig. 4. viser en tredje variant i radialsnitt. The invention will be better understood from the following description with reference to the drawing which shows an embodiment of the invention as well as variants thereof, ■ as fig. 1 is an axial section of the invention> fig. 2 shows a first variant in radial section, fig. 3 shows another variant in radial section and fig. 4. shows a third variant in radial section.

Den på fig. 1 viste matrise består av et The one in fig. 1 shown matrix consists of a

hult sylindrisk stivt legeme 1 av metall, men som likeledes kan være av et syntetisk materiale, f.eks. av nylon, og hollow cylindrical rigid body 1 of metal, but which can also be of a synthetic material, e.g. of nylon, and

har to sirkulære motsatte åpninger 2 og 3, hvori er festet endene av en rørformet mantel 4 av elastisk deformerbart materiale, f.eks. av kautsjuk med en hardhet på 75° til 80° Shore A> hvis indre overflate har spor 5 som i dette spesielle tilfelle er ringformede fordypninger. Endene av mantelen 4 er festet til legemet 1 ved hjelp av to ringer 6 og 7 som er ekspandert mekanisk eller ved magnetisk deformering slik at de klemmer fast kanten av mantelen 4 mot legemet 1. has two circular opposite openings 2 and 3, in which are fixed the ends of a tubular jacket 4 of elastically deformable material, e.g. of rubber with a hardness of 75° to 80° Shore A> whose inner surface has grooves 5 which in this particular case are annular depressions. The ends of the mantle 4 are attached to the body 1 by means of two rings 6 and 7 which are expanded mechanically or by magnetic deformation so that they clamp the edge of the mantle 4 against the body 1.

Mantelen 4 og legemets 1 sylindriske kapsel avgrenser således et ringformet kammer 8 som er hermetisk lukket og ved hjelp av én ledning 9 kan settes i forbindelse med en kilde for fluidum, f.eks. oije under trykk. The mantle 4 and the cylindrical capsule of the body 1 thus delimit an annular chamber 8 which is hermetically closed and by means of one line 9 can be connected to a source of fluid, e.g. oije under pressure.

Koaksialt med det sylindriske legeme 1 og med mantelen 4 er anbragt en spole 10 for magnetisk deformering, hvori utlades ikke viste kondensatorer. Den gjenstand som skal formes, består i dette tilfelle av et metallisk rør-formet bokseemne 11 som man innfører aksialt i matrisen mellom spolen 10 og mantelen 4 i pilens F retning. Coaxially with the cylindrical body 1 and with the mantle 4 is arranged a coil 10 for magnetic deformation, in which capacitors not shown are discharged. The object to be shaped in this case consists of a metallic tube-shaped box blank 11 which is introduced axially into the matrix between the coil 10 and the mantle 4 in the direction of the arrow F.

Når emnet 11 er på plass, fører man inn olje under trykk i kammeret 8, idet dette trykk har til virkning å presse mantelen 4 mot emnet 11 som vist ved 4'. Deretter inn-kobles utladningsstrømmen i spolen 10 og emnet 11 deformeres ved radial ekspansjon og slutter seg inntil matrisens mønster 5. Det er deretter tilstrekkelig å redusere oljetrykket i kammeret 8 for at mantelen 4 i seg selv skal gjeninnta ved elastisitet sin utgangsstilling. Denne ekspansjon av mantelen 4 fører til automatisk frigjøring av det magnetisk deformerte emne fra matrisens mønster og tillater emnets aksiale uttrekning i retning av pilen F'. Når det gjelder dype pregede spor kan det forekomme at returbevegelsen av mantelen 4 til sin utgangsstilling ikke er tilstrekkelig til fullstendig frigjøring a<y> emnet. I dette tilfelle er det tilstrekkelig å frembringe et undertrykk i kammeret 8 for å føre mantelen til sin stilling 4'' og deretter trekke ut emnet 11. When the workpiece 11 is in place, oil is introduced under pressure into the chamber 8, as this pressure has the effect of pressing the mantle 4 against the workpiece 11 as shown at 4'. The discharge current is then switched on in the coil 10 and the workpiece 11 is deformed by radial expansion and joins the pattern 5 of the matrix. It is then sufficient to reduce the oil pressure in the chamber 8 so that the mantle 4 itself will regain its initial position by elasticity. This expansion of the mantle 4 leads to the automatic release of the magnetically deformed workpiece from the pattern of the matrix and allows the workpiece to be axially pulled out in the direction of the arrow F'. In the case of deep embossed grooves, it may happen that the return movement of the mantle 4 to its starting position is not sufficient for complete release of the workpiece. In this case, it is sufficient to create a negative pressure in the chamber 8 to bring the mantle to its position 4'' and then extract the workpiece 11.

Denne matrise har følgende fordeler som fremgår klart av tegningen: - Fullstendig mangel på skjøteplån som kan etterlate spor i det magnetisk deformerte emne, - automatisk frigjøring av den formede gjenstand tillater lett uttrekning, - automatisk sentrering av den gjenstand som skal deformeres i forhold til matrisens akse og spolens akse ved matrisens sammentrykning, - fullstendig og automatisk justering av den gjenstand som skal deformeres i matrisen, This matrix has the following advantages which can be clearly seen from the drawing: - Complete lack of splices that can leave traces in the magnetically deformed workpiece, - automatic release of the shaped object allows easy extraction, - automatic centering of the object to be deformed in relation to the matrix's axis and the axis of the coil when the matrix is compressed, - complete and automatic adjustment of the object to be deformed in the matrix,

- enkel fremstilling, - simple manufacture,

- lett automatisering kan utføres ved hjelp av konvensjonelle midler, - mulighet for avkjøling av matrisen ved hjelp av. trykkfluidum, hvorved det blir muliggjort oppnåelse av høye arbeidstakter uten fare for ødeleggelse av matrisen eJler induksjonsspolen. - easy automation can be carried out using conventional means, - possibility of cooling the matrix using. pressure fluid, whereby it is possible to achieve high work rates without the risk of destroying the matrix or the induction coil.

Ved den magnetiske puls utsettes mantelen 4 for et meget kraftig sjokk. Det kan være hensiktsmessig å forsterke denne mantel ved hjelp av midler som vil kunne bi-dra til at mantelen tåler dette sjokk. Fig. 2 og 3 og 4 During the magnetic pulse, the mantle 4 is exposed to a very strong shock. It may be appropriate to reinforce this mantle by means of means which will help the mantle withstand this shock. Fig. 2 and 3 and 4

viser som rene eksempler tre mulige løsninger. shows as pure examples three possible solutions.

I den på fig. 2 viste utførelse er mantelen 4 omgitt av fire sylindriske elementer 14, 15, 16 og 17 som er innbyrdes adskilt ved et rom og fastholdt mot mantelen 4 ved hjelp av et bestemt antall ringformede fjærer 18. In the one in fig. 2 embodiment, the mantle 4 is surrounded by four cylindrical elements 14, 15, 16 and 17 which are mutually separated by a space and held against the mantle 4 by means of a certain number of ring-shaped springs 18.

I den på fig. 4 viste utførelse er mantelen 4 armert ved hjelp av metalltråder 19 innleiret i mantelens masse og som strekker seg parallelt med mantelens 4 genera-triser eller er skruelinjeformet. In the one in fig. 4 embodiment, the mantle 4 is reinforced by means of metal wires 19 embedded in the mass of the mantle and which extend parallel to the generators of the mantle 4 or are helical.

En variant av den på fig. 1 viste utførelses-form fremkommer hvis mantelen 4 i hvilestilling inntar posi-sjonen 4' idet matrisen er åpen, dvs, at den føres til stillingen 4 eller 4'' ved å danne et undertrykk i kammeret 8. A variant of the one in fig. The embodiment shown in 1 occurs if the mantle 4 in its rest position occupies the position 4' while the matrix is open, i.e. it is moved to the position 4 or 4'' by creating a negative pressure in the chamber 8.

På den annen side består matrisen av en del utført i ett stykke og da resultanten av ekspansjonskreftene i prinsippet er null, skulle det ikke være nødvendig å feste den særlig solid til sin holder, dvs. til maskinrammen, men den kan være montert på en bevegelig arm og innføres sammen med den del som skal deformeres, på spolen. I dette tilfelle er det mulig å utelate åpningen 2. On the other hand, the matrix consists of a part made in one piece and as the resultant of the expansion forces is in principle zero, it should not be necessary to fasten it very firmly to its holder, i.e. to the machine frame, but it can be mounted on a movable arm and is introduced together with the part to be deformed onto the coil. In this case, it is possible to omit opening 2.

Claims

1. Device for magnetic deformation of tubular metallic workpieces consisting of a cylindrical mold with an insertion opening for the cylindrical expansion coil and the workpiece to be arranged between the coil and the mold, characterized by a rigid hollow body (1) with at least one opening (2, 3) and an elastically deformable sleeve (4) in the interior of the body, which on its inner circumference carries the form pattern (5) formed by depressions and/or elevations which must is transferred, and if both ends are firmly connected to the hollow body, in which either an open sleeve end is fixed in the insertion opening or both open sleeve ends are seated in a respective insertion opening in the hollow body, as well as with a hermetically closed annular space (8) between the outer ends of the sleeve -wall and the inner wall of the hollow body, with a connecting piece (9) for introducing or draining a pressure medium into or out of the annular space (8) or/and for producing a negative pressure in this annular space.

2. Device according to claim 1, characterized in that reinforcing elements (19), in particular metallic threads, are embedded in the material of the sleeve (4).

3. Device according to claim 2, characterized in that the metallic threads (19) extend parallel to the sleeve's axis.

4. Device according to claim 2, characterized in that the metallic threads extend in a screw shape.

5. Device according to claim 1, characterized in that there are several reinforcement elements (14-17) distributed over the outer circumference of the sleeve (4), which are held by at least one coil spring (18) which surrounds them.

6. Device according to claim 5, characterized in that the reinforcement elements (14-17) form longitudinally divided cylinder sections.

7. Device according to claim 1, characterized in that the sleeve (4) is surrounded by a steel tube (12) provided with a longitudinal slot (13).

8. Device according to one of claims 1-7, characterized in that the hollow body (1) consists of metal.

9. Device according to one of claims 1-7, characterized in that the hollow body consists of synthetic material, in particular of a polyamide.

10. Device according to one of claims 1-9, characterized in that the sleeve (4) consists of rubber.

11. Device according to claim 10, characterized in that the rubber material has a shore hardness A of 75-80°.