WO2003009949A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von druck- und/oder zugkräften auf im wesentlichen stabförmige werkstücke aus elektrisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem material - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von druck- und/oder zugkräften auf im wesentlichen stabförmige werkstücke aus elektrisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem material Download PDF

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rod
shaped workpiece
coils
coil arrangement
workpiece
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Peter Bilstein
Lothar Illgen
Werner Witte
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Bültmann GmbH
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    • B21C23/005—Continuous extrusion starting from solid state material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
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    • B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes
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    • B21C1/305—Linear motor pulling devices
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    • B21C1/16—Metal drawing by machines or apparatus in which the drawing action is effected by other means than drums, e.g. by a longitudinally-moved carriage pulling or pushing the work or stock for making metal sheets, bars, or tubes
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F23/00—Feeding wire in wire-working machines or apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for applying compressive and / or tensile forces to an essentially rod-shaped workpiece made of electrically conductive and / or magnetizable material.
  • the invention further relates to a device for performing the method.
  • rod-shaped workpieces in the sense of this invention are workpieces whose expansion in the axial direction significantly exceeds the dimensions in the lateral directions. These can be, for example, pipes, rods, rods, profile struts or flat strips.
  • the pipe to be drawn to apply a corresponding tensile force in order to achieve the deformation on the one hand and the further transport of the workpiece to be formed on the other.
  • this is usually achieved mechanically.
  • a gripper engages an end of the workpiece which is passed through the forming device, for example the drawing die, and is moved in the pulling direction by a mechanical drive, for example an electric motor. In this way, the tensile forces required for forming are applied, which can be, for example, 10 tons.
  • the invention proposes a method for applying compressive and / or tensile forces to an essentially rod-shaped workpiece made of an electrically conductive and / or magnetizable material, a magnetic field being applied to the material in the direction the force to be applied has a gradient.
  • a current flow initiated by induction or an alignment of magnetic poles is introduced into the electrically conductive and / or magnetizable material Magnetic field generated. Due to this induced magnetic field and the gradient of the external magnetic field, a force acting in the direction of the gradient of the external magnetic field acts on the rod-shaped workpiece. Depending on the orientation of the gradient of the external magnetic field, a compressive force acting in one direction or a tensile force acting in the opposite direction can thus be applied to the workpiece.
  • the forces are not applied mechanically, but purely via the interaction of the external magnetic field with the magnetic field induced in the material of the workpiece due to this field.
  • the magnetic field having a gradient can be generated by a current-carrying coil arrangement, which has an inhomogeneous structure.
  • An inhomogeneous structure of a coil arrangement in the sense of this invention can be realized by a single coil which has an inhomogeneous shape, for example an interior that tapers conically in the longitudinal direction of the coil or a winding density that changes in the longitudinal direction of the coil, and thus generates an inhomogeneous magnetic field.
  • an inhomogeneous structure of a coil arrangement is also to be understood to mean a coil arrangement consisting of several coils comprising several coils which differ in their properties.
  • the magnetic field having a gradient is generated by at least two coils arranged around the rod-shaped workpiece, the coils each having a current flowing through them to produce different magnetic fields. Individual coils should also be understood as a coil in the sense of this invention.
  • two coils of the same design can be arranged axially spaced apart from one another around the workpiece, currents of different strengths and / or phases being passed through the coils to generate different fields. If the magnetic field provided with a gradient is generated with such an arrangement, with a large number of coils and a suitable control a course of the magnetic field that can be controlled very precisely can be achieved, with which a very metered application of compressive and / or tensile forces to the rod-shaped workpiece is possible.
  • the current flowing through the coils or coil arrangement can be changed as a function of time. This can take place periodically, the selected frequency preferably being selected in accordance with a resonance frequency formed as a function of the material properties and the dimensions of the rod-shaped workpiece.
  • a resonance frequency is the frequency at which the most efficient conversion of electrical energy into compressive or tensile forces takes place with the interposition of the magnetic fields with the selected coil arrangement.
  • the coils can be cooled according to a proposal of the invention if necessary.
  • the rod-shaped workpiece if it is electrically conductive, can be flowed through with current.
  • the workpiece around the workpiece becomes in addition to that through the external magnetic field induced magnetic field generates another magnetic field.
  • an increase in the force applied to the workpiece can thus be achieved.
  • the workpiece can be cooled according to a further advantageous proposal of the invention.
  • rod-shaped workpieces can be transported or pulled or pressed for shaping by means of corresponding shaping tools.
  • the rod-shaped workpieces only have to be formed from an electrically conductive and / or magnetizable material. All electrically conductive metals come into consideration here, but also magnetically polarizable or magnetizable plastics or similar materials.
  • the invention furthermore proposes a device for applying compressive and / or tensile forces to a substantially rod-shaped workpiece made of electrically conductive and / or magnetizable material, with a coil arrangement which can be acted upon by a current to form a one in Direction of the force-pointing gradient magnetic field to be applied to the workpiece.
  • the coil arrangement can comprise a single, inhomogeneous coil, but it preferably has at least two coils which can be acted upon by a current which can be set individually for each of the coils via a control.
  • Coils in the sense of this invention are not only understood to mean coils with several windings, but also individual conductor loops.
  • the individual coils are arranged concentrically and axially spaced apart from one another around a workpiece path along which the workpiece is to be subjected to a compressive and / or tensile force.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an arrangement for pulling a pipe, the pulling force required for pulling being applied to the pipe by means of the method according to the invention.
  • a section of a tube 1 is shown schematically in FIG. 1.
  • the tube 1 is shown as it is pulled through a die 4 in the direction of arrow 8 to reduce the tube diameter.
  • a pipe section 2 with the initial diameter of the pipe is located on the left side of the die 4 in the figure.
  • the figure on the right of the die 4 shows a pipe section 3 which has a reduced diameter compared to the diameter of the pipe section 2.
  • a coil arrangement 5 can be recognized, which is composed of a total of four identical coils 5a to 5d, which are spaced apart from one another in the axial direction of the tube 1 and are arranged concentrically to the tube section 3 around it.
  • the coils 5a to 5d of the coil arrangement 5 are each connected to a controllable current source 7 via electrical lines 6a to 6d for power supply.
  • individually different currents can be applied to the coils 5a to 5d of the coil arrangement 5 in a controlled manner via the electrical lines 6a to 6d, so as to form a magnetic field with a gradient in the direction of the arrow 8 in the area of the coil arrangement 5.
  • a magnetic field provided with a gradient induces a secondary magnetic field in the tube section 3 of the tube made of an electrically conductive and / or magnetizable material. Due to the interaction between the gradient-provided magnetic field generated by the coils 5a to 5d and the secondary magnetic field, a force is generated which, in the exemplary embodiment shown, acts on the pipe section 3 and thus on the pipe 1 in the direction of arrow 8.
  • the controlled current source 7 can be operated in such a way that the currents flowing through the coils 5a to 5d can be changed over time, whereby the currents carried in the lines 6a to 6d can each be of different sizes and / or out of phase.
  • a tensile force can also be applied to the tube in order to pull a tube without mechanical aids. Only due to the primary magnetic field generated by means of the coil arrangement and the secondary magnetic field induced in the electrically conductive and / or magnetizable material of the tube, the tensile force required to pull the tube is formed.
  • a coil arrangement corresponding to the coil arrangement 5 could be arranged on the pipe section 2 shown on the left in the figure, the coils 5a to 5d having to be peeled such that a compressive force also acting in the direction of arrow 8 is exerted the pipe end 2 is exercised.
  • the coil arrangement 5 can have a different number than the four coils 5a to 5d shown.
  • a tube made of conductive material can also be connected to the power source and thus flowed through with current in order to increase the pressure or tensile force to be generated.

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Abstract

Es soIl ein Verfahren zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf ein im wesentlichen stabförmiges Werkstück angegeben werden, bei welchem auf ein mechanisches Angreifen an dem stabförmigen Werkstück (1) verzichtet werden kann. Hierzu wird ein Verfahren zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf ein im wesentlichen stabförmiges Werkstück aus elektisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem Material angegeben, bei dem an das Werkstück (1) ein Magnetfeld angelegt wird, welches in Richtung der aufzubringenden Kraft einen Gradienten aufweist. Eine Vorrichtung zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf ein im wesentlichen stabförmiges Werkstück (1) aus elektrisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem Material weist eine zur Erzeugung eines einen Gradienten aufweisenden Magnetfeldes ausgebildete, mit einem Strom beaufschlagbare Spuleanordnung (5) auf.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf im wesentlichen stabförmige Werkstücke aus elektrisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem Material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf ein im wesentlichen stabformiges Werkstück aus elektrisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem Material. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Im wesentlichen stabförmige Werkstücke im Sinne dieser Erfindung sind solche Werkstücke, deren Ausdehung in axialer Richtung die Abmessungen in den lateralen Richtungen deutlich übersteigen. Dies können beispielsweise Rohren, Stäbe, Stangen, Profilstreben oder Flachbänder sein.
Um derartige Werkstücke beispielsweise im Rahmen einer Bearbeitungs- oder Fertigungsanlage fortzubewegen ist es erforderlich, auf diese Werkstücke Druck- und/oder Zugkräfte aufzubringen. Gleichermaßen sind derartige Kräfte insbesondere bei Umformvorgängen erforderlich, bei denen die Werkstücke beispielsweise durch formgebende Matrizen zur Profilbildung oder Durchmesserveränderung gedrückt oder gezogen werden. Dies ist beispielsweise beim Ziehen von Rohren erforderlich, wobei ein Rohr mit einem Durchmesser D1 vor dem Ziehen durch Hindurchziehen durch eine Matrize bzw. einen Ziehstein unter Materialverformung zu einem Rohr mit einem kleineren Durchmesser D2 als der Durchmesser D1 verformt wird. Für einen solchen Vorgang ist es erforderlich, das zu verformende Werkstück, im genannten Beispiel also das zu ziehende Rohr mit einer entsprechenden Zugkraft zu beaufschlagen, um einerseits die Verformung und andererseits den Weitertransport des umzuformenden Werkstückes zu erreichen. Bei bekannten Umformanlagen, beispielsweise zum Ziehen von Rohren, wird dies üblicherweise mechanisch erreicht. Ein Greifer greift an einem durch die Umformvorrichtung, beispielsweise den Ziehstein, hindurchgeführten Ende des Werkstückes an und wird über einen mechanischen Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor, in die Zugrichtung bewegt. Auf diese Weise werden die benötigten Zugkräfte zum Umformen aufgebracht, welche beispielsweise 10 Tonnen betragen können. Bei den bekannten, mechanischen Anlagen ist jedoch von Nachteil, daß an das umzuformende, stabförmige Werkstück stets ein Zugelement mechanisch anzukoppeln ist, was mit einem nicht unerheblichen Arbeitsaufwand verbunden ist. Auch ist bei derartigen mechanischen Zugelementen aufgrund der Mechanik die Geschwindigkeit des Ziehens beschränkt. Bei typischen Rohrziehanlagen beträgt diese beispielsweise maximal 300 m Rohrmaterial pro Minute. Dies ist insbesondere bei sogenannten Kontiziehanlagen, bei denen ein quasi endloses Werkstück, beispielsweise ein aufgewickeltesRohr von großer Länge, kontinuierlich zum Umformen gezogen wird, von Nachteil.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es A u f g a b e der Erfindung, ein Verfahren zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf ein im wesentlichen stabformiges Werkstück anzugeben, bei welchem auf den Einsatz mechanischer Greifelemente verzichtet werden kann. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens angegeben werden.
Zur L ö s u n g dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen ein Verfahren zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf ein im wesentlichen stabformiges Werkstück aus einem elektrisch leitfähigen und/oder magnetisierbarem Material, wobei an das Material ein Magnetfeld angelegt wird, welches in Richtung der aufzubringenden Kraft einen Gradienten aufweist.
Durch Anlegen eines mit einem in Richtung der aufzubringenden Kraft weisenden Gradienten versehenen Magnetfeldes an das stabförmige Werkstück wird in dem elektrisch leitfähigen und/oder magnetisierbaren Material über einen durch Induktion initiierten Stromfluß bzw. über eine Ausrichtung magnetischer Pole ein Magnetfeld erzeugt. Aufgrund dieses induzierten Magnetfeldes und des Gradienten des äußeren Magnetfeldes wirkt auf das stabförmige Werkstück eine in Richtung des Gradienten des äußeren Magnetfeldes weisende Kraft. Je nach Ausrichtung des Gradienten des äußeren Magnetfeldes kann somit auf das Werkstück eine in eine Richtung wirkende Druckkraft bzw. eine in die entgegengesetzte Richtung wirkende Zugkraft aufgebracht werden. Das Aufbringen der Kräfte erfolgt nicht mechanisch, sondern rein über die Wechselwirkung des äußeren Magnetfeldes mit dem aufgrund dieses Feldes in dem Material des Werkstückes induzierten Magnetfeld.
Da bei einer solchen Form des Aufbringens von Druck- bzw. Zugkräften eine mechanische Bewegung nicht erforderlich ist, ist bei diesem Verfahren beispielsweise eine Vortriebsgeschwindigkeit beim Umformen nicht aufgrund mechanischer Vorgaben beschränkt. Es können somit wesentlich höhere Geschwindigkeiten erreicht werden, als mit den aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das einen Gradienten aufweisende Magnetfeld durch eine stomdurchflossene Spulenanordnung erzeugt werden, welche einen inhomogenen Aufbau hat. Ein inhomogener Aufbau einer Spulenanordnung im Sinne dieser Erfindung kann durch eine einzige Spule verwirklicht werden, welche eine inhomogene Form aufweist, beispielsweise einen sich in Längsrichtung der Spule konisch verjüngenden Innenraum oder eine sich in Längsrichtung der Spule verändernde Wicklungsdichte, und so ein inhomogenes Magnetfeld generiert. Unter einem inhomogenen Aufbau einer Spulenanordnung soll aber auch eine aus mehreren Spulen bestehende Spulenanordnung aus mehreren, in ihren Eigenschaften voneinander abweichenden Spulen verstanden werden. Mit einer solchen Spulenanordnung kann auf einfache Weise ein mit einem Gradienten versehenes Magnetfeld erzeugt werden, wobei die Spulenanordnung selbst im Raum feststehend ist und das Magnetfeld durch Leiten eines Stromflusses durch die Spulenanordnung erzeugt wird. Eine solche Spulenanordnung erfordert keinerlei mechanisch bewegliche Teile, das Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf das Werkstück erfolgt ausschließlich aufgrund der durch die Spulenanordnung erzeugten magnetischen Felder. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das einen Gradienten aufweisende Magnetfeld durch mindestens zwei um das stabförmige Werkstück herum angeordnete Spulen erzeugt wird, wobei die Spulen jeweils zur Erzeugung unterschiedlicher Magnetfelder stromdurchflossen sind. Als Spule im Sinne dieser Erfindung sollen dabei auch einzelne Leiterschleifen verstanden werden. Im Rahmen dieser Weiterbildung der Erfindung können zwei gleichartig aufgebaute Spulen axial voneinander beabstandet um das Werkstück herum angeordnet werden, wobei zur Erzeugung unterschiedlicher Felder Ströme unterschiedlicher Stärke und/oder Phase durch die Spulen geleitet werden. Erzeugt man das mit einem Gradienten versehene Magnetfeld mit einer derartigen Anordnung, so kann bei einer großen Anzahl von Spulen und einer geeigneten Steuerung ein sehr genau zu kontrollierender Verlauf des Magnetfeldes erreicht werden, womit eine sehr dosierte Aufbringung von Druck- und/oder Zugkräften auf das stabförmige Werkstück möglich ist.
Um Druck- und/oder Zugkräfte auf das stabförmige Werkstück kontrolliert aufzubringen, kann gemäß dem hier beschriebenen Verfahren in einer vorteilhaften Weiterbildung desselben der durch die Spulen bzw. Spulenanordnung fließende Strom in Abhängigkeit von der Zeit verändert werden. Dies kann dabei periodisch erfolgen, wobei die gewählte Frequenz vorzugsweise entsprechend einer abhängig von den Materialeigenschaften und den Abmessungen des stabformigen Werkstücks ausgebildeten Resonanzfrequenz ausgesucht wird. Als eine solche Resonanzfrequenz wird die Frequenz bezeichnet, bei der mit der gewählten Spulenanordnung die effezienteste Umsetzung von elektrischer Energie in Druck- bzw. Zugkräfte unter Zwischenschaltung der magnetischen Felder erfolgt.
Um ein Überhitzen der Spulenanordnung zu verhindern, können die Spulen gemäß einem Vorschlag der Erfindung gekühlt werden, falls erforderlich.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann zur Unterstützung des Aufbringens von Druck- und/oder Zugkräften das stabförmige Werkstück, sofern es elektrisch leitfähig ist, mit Strom durchflössen sein. Indem das Werkstück selbst mit einer äußeren Stromquelle verbunden wird und damit stromdurchflossen ist, wird um das Werkstück herum zusätzlich zu dem durch das äußere Magnetfeld induzierten Magnetfeld ein weiteres Magnetfeld erzeugt. Je nach Richtung des Stromflusses und Polung des äußeren Magnetfeldes kann somit eine Verstärkung der auf das Werkstück aufgebrachten Kraft erreicht werden.
Um ein Überhitzen des Werkstückes aufgrund des äußeren Magnetfeldes, wie es inbesondere bei periodisch wechselndem Magnetfeld erfolgen kann, zu verhindern, kann gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag der Erfindung das Werkstück gekühlt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können stabförmige Werkstücke transportiert oder zum Umformen durch entsprechende Umformwerkzeuge gezogen bzw. gedrückt werden. Die stabformigen Werkstücke müssen lediglich aus einem elektrisch leitfähigen und/oder magnetisierbarem Material gebildet sein. Hierbei kommen alle elektrisch leitfähigen Metalle in Betracht, aber auch magnetisch polarisierbare bzw. magnetisierbare Kunststoffe oder ähnliche Materialien.
Zur L ö s u n g der eingangs genannten Aufgabe wird mit der Erfindung weiterhin eine Vorrichtung zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf ein im wesentlichen stabformiges Werkstück aus elektrisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem Material vorgeschlagen mit mit einer Strom beaufschlagbaren Spulenanordnung zur Ausbildung eines einen in Richtung der aufzubringenden Kraft weisenden Gradienten aufweisenden Magnetfeldes auf das Werkstück.
Die Spulenanordnung kann dabei eine einzige, inhomogen ausgebildete Spule umfassen, sie weist jedoch bevorzugt mindestens zwei Spulen auf, welche mit einem über eine Steuerung individuell für jede der Spulen einstellbaren Strom beaufschlagbar sind. Unter Spulen im Sinne dieser Erfindung werden nicht nur Spulen mit mehreren Wicklungen verstanden, sondern auch einzelnen Leiterschleifen. Die einzelnen Spulen sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konzentrisch und axial voneinander beabstandet um eine Werkstückbahn herum angeordnet, entlang derer das Werkstück mit einer Druck- und/oder Zugkraft beaufschlagt werden soll. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung erschließen sich einem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der einzigen beigefügten Figur. Dabei zeigt:
Figur 1 in schematischer Darstellung eine Anordnung zum Ziehen eines Rohres, wobei die zum Ziehen erforderliche Zugkraft mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das Rohr aufgebracht wird.
In Figur 1 schematisch dargestellt ist ein Ausschnitt aus einem Rohr 1. Das Rohr 1 ist dargestellt, wie es in Richtung des Pfeils 8 zum Reduzieren des Rohrdurchmessers durch eine Matrize 4 gezogen wird. Ein Rohrabschnitt 2 mit dem Ausgangsdurchmesser des Rohres befindet sich in der Figur linksseitig der Matrize 4. In der Figur rechts von der Matrize 4 dargestellt ist ein Rohrabschnitt 3, der einen gegenüber dem Durchmesser des Rohrabschnittes 2 verringerten Durchmesser aufweist. Weiterhin kann eine Spulenanordnung 5 erkannt werden, welche sich aus insgesamt vier gleichartigen Spulen 5a bis 5d zusammensetzt, welche in axialer Richtung des Rohres 1 voneinander beabstandet und konzentrisch zu dem Rohrabschnitt 3 um diesen herum angeordnet sind. Die Spulen 5a bis 5d der Spulenanordnung 5 sind zur Stromversorgung jeweils über elektrische Leitungen 6a bis 6d mit einer steuerbaren Stromquelle 7 verbunden.
Mittels der steuerbaren Stromquelle 7 können über die elektrischen Leitungen 6a bis 6d auf die Spulen 5a bis 5d der Spulenanordnung 5 kontrolliert jeweils individuell verschiedende Ströme gegeben werden, um so im Bereich der Spulenanordnung 5 ein Magnetfeld mit einem in Richtung des Pfeils 8 verlaufenden Gradienten auszubilden. Ein solches mit einem Gradienten versehenes Magnetfeld induziert in dem Rohrabschnitt 3 des Rohrs aus einem elektrisch leitfähigen und/oder magnetisierbaren Material ein sekundäres Magnetfeld. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem durch die Spulen 5a bis 5d erzeugten, mit einem Gradienten versehenen Magnetfeld und dem sekundären Magnetfeld wird eine Kraft erzeugt, die im gezeigten Ausführungsbeispiel in Richtung des Pfeils 8 auf den Rohrabschnitt 3 und somit auf das Rohr 1 wirkt. Mit Hilfe dieser Kraft wird das Rohr 1 durch die Matrize 4 gezogen und verformt. Die gesteuerte Stromquelle 7 kann dabei so betrieben werden, daß die durch die Spulen 5a bis 5d jeweils fließenden Ströme zeitlich veränderbar sind, wobei die in den Leitungen 6a bis 6d geführten Ströme jeweils unterschiedlich groß und/oder phasenverschoben sein können.
Mit der im Ausführungsbeispiel schematisch dargestellten Anordnung kann zum Ziehen eines Rohres ohne mechanische Hilfsmittels eine Zugkraft auch auf das Rohr aufgebracht werden. Einzig aufgrund des mittels der Spulenanordnung erzeugten primären Magnetfeldes und des in dem elektrisch leitfähigen und/oder magnetisierbarem Material des Rohres induzierten sekundären Magnetfeldes wird die zum Ziehen des Rohres erforderliche Zugkraft ausgebildet. An Stelle eine Zugkraft auf das Rohr aufzubringen, könnte eine der Spulenanordnung 5 entsprechende Spulenanordnung an dem in der Figur links dargestellten Rohrabschnitt 2 angeordnet werden, wobei die Spulen 5a bis 5d so zu beschälten wären, daß eine ebenfalls in Richtung des Pfeils 8 wirkende Druckkraft auf das Rohrende 2 ausgeübt wird.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel dient lediglich der Erläuterung und ist nicht beschränkend. Insbesondere kann die Spulenanordnung 5 eine andere Zahl als die vier dargestellten Spulen 5a bis 5d aufweisen. Auch kann zur Verstärkung der zu erzeugenden Druck- bzw. Zugkraft ein Rohr aus leitendem Material mit der Stromquelle verbunden und so stromdurchflossen sein.
Bezugszeichenliste:
1 Rohr
2 Rohrabschnitt
3 Rohrabschnitt
4 Matrize
5 Spulenanordnung
5a Spule
5b Spule
5c Spule
5d Spule
6a elektrische Leitung
6b elektrische Leitung
6c elektrische Leitung
6d elektrische Leitung
7 gesteuerte Stromquelle

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf ein im wesentlichen stabformiges Werkstück (1) aus elektrisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem Material, wobei an das Werkstück (1 ) ein Magnetfeld angelegt wird, welches in Richtung der aufzubringenden Kraft einen Gradienten aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld durch eine Spulenanordnung mit inhomogenem Aufbau erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld durch eine Spulenanordnung (5) aus mindestens zwei um das stabförmige Werkstück (1 ) herum und axial voneinander beabstandet angeordnete Spulen (5a bis 5d) erzeugt wird, wobei die Spulen jeweils zur Erzeugung unterschiedlicher Magnetfelder von einem Strom durchflössen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (5a bis 5d) jeweils von einem Strom durchflössen werden, wobei die durch die einzelnen Spulen (5a bis 5d) fließenden Ströme phasenverschoben sind und/oder unterschiedliche Stromstärken aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Spulenanordnung (5) fließende Strom in Abhängigkeit von der Zeit verändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Spulenanordnung (5) fließende Strom in Abhängigkeit mit der Zeit periodisch verändert wird mit einer Frequenz, die einer Resonanzfrequenz für eine maximale auf das stabförmige Werkstück (1 ) auszuübenden Kraft entspricht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung (5) gekühlt wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Werkstück (1) elektrisch leitend ist und von einem Strom durchflössen wird.
9. Verfahren nach einem der voanstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Werkstück (1) gekühlt wird.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und/oder Zugkräfte auf das stabförmige Werkstück (1 ) zum Transport und/oder Umformen desselben aufgebracht werden.
11. Vorrichtung zum Aufbringen von Druck- und/oder Zugkräften auf ein im wesentlichen stabformiges Werkstück (1) aus elektrisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem Material, wobei die Vorrichtung eine mit Strom beaufschlagbare Spulenanordnung (5) zur Ausbildung eines einen in Richtung der auf das stabförmige Werkstück (1) aufzubringenden Kraft weisenden Gradienten aufweisenden Magnetfeldes aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung (5) mindestens zwei Spulen (5a-5d) aufweist, die über eine Steuerung mit einem individuell für jede der Spulen (5a-5d) einstellbaren Strom beaufschlagbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (5a bis 5d) konzentrisch und in axialer Richtung des stabformigen Werkstücks (1) voneinander beabstandet um eine Werkstückbahn angeordnet sind, entlang derer das Werkstück mit einer Druck- und/oder Zugkraft beaufschlagt werden soll.
PCT/EP2002/006297 2001-07-24 2002-06-10 Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von druck- und/oder zugkräften auf im wesentlichen stabförmige werkstücke aus elektrisch leitfähigem und/oder magnetisierbarem material WO2003009949A1 (de)

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