DE1452664C - Vorrichtung zur schlagartigen Verdrängung eines Gegenstands durch einen Stoß - Google Patents

Description

ergibt sich der Vorteil, daß die Masse des beweglichen Körpers besonders gering gehalten werden kann, wodurch die insgesamt erzielte Geschwindigkeit bei der Verdrängung erhöht wird.

Eine gleichmäßige Verdrängung insbesondere bei mehreren Gegenständen ist nur bei einem gleichmäßigen Magnetfeld möglich. Zur Erzeugung eines gleichmäßigen Magnetfeldes an dem beweglichen, insbesondere ringförmigen Körper wird zweckmäßig ein stücke 11 hineinragen, und zwar derart, daß ihre Unterseiten an deren Bodenteilen 21 anliegen.

Das an den Werkstücken Il vorgesehene Bodenteil 21 weist auf seiner unten liegenden Seite einen Raum 14 auf, der durch ein verformbares Material 39 ausgefüllt ist. Als verformbares Material 39 kommen z. B. Silikongümmi, Bienenwachs oder Paraffin in Frage; Paraffin hat sich hiervon als am besten geeignet erwiesen. Es sei jedoch bemerkt, daß auch

an sich bekannter, von einer Spule umschlossener, ring- ίο eine Flüssigkeit, wie Wasser oder öl, benutzt werden

p , g

förmiger Spulenkern vorgesehen, wobei die dem beweglichen Körper zugewandte Stirnfläche des Kernes von seinem Außenrand zu seiner Mittelachse hin konisch nach innen abgeschrägt Und der abgeschrägte Bekann. Der mit dem verformbaren Material 39 ausgefüllte Raum 14 der Werkstückeil ist jeweils durch einen starren^ kolbenartigen Stoßübertragungskörper 41 abgeschlossen. Die Stößüberträgungskörper 41 i i

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reich mit Isoliermaterial zu einer Ebene aufgefüllt 15 befinden sich dabei gegenüber einem plattenförmigen, ist, die als Auflagefläche für den beweglichen Körper beweglichen Körper 43, welcher von einem in einer bild i Hidh ib i d Spule 45 erzeugten, stark sich ändernden Magnetfeld

zu den Stoßüberträgungskörperrt 41 hin bewegbar ist.

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Die Spule45, die nach Fig. 2 als Flachspule ausged d lföi blih Kö

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ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß auf besonders einfache Weise erreicht ist, daß jeder

Punkt auf dem beweglichen Körper in gleichem Ab- p, g p g

stand von dem Stoßübertragungskörper ist und daß 20 bildet ist* und der plattenförmige bewegliche Körper unter dem beweglichen Körper ein gleichmäßiges 43 sind von einem Gehäuse 47 aufgenommen, Magnetfeld erzeugt wifd, so daß jeder Punkt des be- welches unterhalb des Hälters 27 vorgesehen ist. weglichen Körpers und damit jeder Stoßübertra- Zwischen dem Gehäuse 47 Und dem Halter 27 begungskörper eine gleiche Schlagbewegung ausführt. finden sich als Abstandselemente dienende Zwischen-Da von einer Spule umschlossene, ringförmige Spu- 25 lagen 61, die den Abstand Y zwischen der Spule 45 lenkerne bei Vorrichtungen zur schlagartigen Ver- und dem Halter 27 und damit zwischen dem beweglichen Körper 43 und den starren Stoßüberträgüngs-

il gewählten h

drängung eines Gegenstands mittels eines Magnetfeldes an sich bekannt sind (»Werkstatt und Betrieb«, Dezember 1963, S. 894), handelt es sich nur um eine Ausgestaltung im vorliegenden Zusammenhang, wobei allein hierfür Schutz begehrt wird.

Durch eine besondere Beziehung zwischen den für die Abschrägung der Stirnfläche des Kernes maßgebenden Größen wird in vorteilhafter Weise eine besonders gleichmäßige Magnetfeldaüsbildung damit wirksame Stoßübertragung erzielt.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der gemäß der Erfindung in Draufsicht,

F i g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung längs der in F i g. 1 eingetragenen Schnittebene 2-2,

F i g. 3 eine Perspektivansicht einer abgewandelten Form eines bei der Vorrichtung gemäß F i g. 1 und 2 verwendbaren beweglichen Körpers,

F i g. 4 eine Teilschnittansicht einer bei der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in Abwandlung verwendbaren Anordnung zur Erzeugung eines Magnetfeldes.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 16 dient zum schlagartigen Verdrängen mehrerer kegliger Stifte 15 (Gegenstände), die in Öffnungen 12 eines Werkstückes 11 enthalten sind. Bei den Werkkörpern 41 entsprechend ihrer jeweils

Dicke zu ändern gestatten. Bezüglich des hier durch eine Platte gebildeten beweglichen Körpers 43 sei noch bemerkt, daß dieser mindestens teilweise aus elektrisch leitendem Material besteht.

Die Zuführung eines Stromes zu der Spule 45 erfolgt über einen Schalter 50, bei dem es sich z.B. und 35 um ein Ignitron handeln kann. Über diesen Schalter 50 ist die betreffende Spule 45 an einer Kondensatorgruppe 51 angeschlossenj die durch eine Hochspannungsquelle 52 geladen wird, und zwar in einem Stromkreis, in welchem ein Strombegrenzungswider-Vorrichtüng 4° stand 53 und ein Schalter 54 liegen.

Beim Betrieb der Vorrichtung 16 fließt ein starker Stromimpuls durch die Spule 45 und bewirkt eine nach oben gerichtete Bewegung des beweglichen Körpers 43 mit hoher Geschwindigkeit. Dadurch

wird ein Stoß hoher Energie des beweglichen Körpers 43 auf die starren Stoßübertragungskörper 41 übertragen, welche ihrerseits den Stoß auf das verformbare Material 39 in den Raum 14 des jeweiligen Werkstückes 11 übertragen. Durch das verformbare Material 39 wird dann der Stoß auf die Stifte 15 (Gegenstände) in den Öffnungen 12 des Werkstückes 11 übertragen, wodurch die Stifte 15 praktisch augenblicklich aus den Öffnungen 12 verdrängt werden. Die Stifte 15 werden sodann von der Kammer

stücken 11 handelt es sich um einen zylindrischen 55 13 des Werkstückes 11 aufgenommen. Da die Halte-M l 37 d di Dkl 35 i lti hh

Mantel 17 und einen eingezogenen, innen hochstehenden Bodenteil 21 aufweisende Geschoßhülsen. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 16 weist in einem zylindrischen Halter 27 vier Öffnungen 29 auf (F i g. 1), deren jede ein Werkstück 11 aufzunehmen vermag. Die Öffnungen 29 weisen ringförmige Kanten 31 auf, die Anschlagschultern 33 bilden. An der jeweiligen Anschlagschulter 33 liegt das in die Öffnung 29 eingesteckte Werkstück 11 mit seiner Unterseite 19 an. In den Öffnungen 29 des Halters 27 werden die Werkstücke 11 mit Hilfe einer Druckplatte 35 gehalten, von der an entsprechenden Stellen Haltebolzen 37 abstehen, die in die Werkbolzen 37 und die Druckplatte 35 ein relativ hohes Trägheitsmoment besitzen, !verbleiben die Werkstücke 11 in ihrer Lage innerhalb, der jeweiligen Öffnung 29 in dem Halter 27.

Die Masse des plattenförmigen, beweglichen Körpers 43 und die Amplitude des jeweiligen Stromimpulses werden im allgemeinen so gewählt, daß der durch den beweglichen Körper 43 ausgeübte Stoß groß ist im Vergleich zu dem Reibungswiderstand der Stifte 15, damit nämlich gleichzeitig und zuverlässig sämtliche Stifte 15 aus ihren Öffnungen 12 verdrängt werden können. Dies ist von besonderer Bedeutung in dem Fall, daß als verformbares Material

39 eine hydraulische Flüssigkeit verwendet wird, damit nämlich die Stoßkräfte im ersten Augenblick sämtliche Stifte praktisch gleichzeitig entfernen, auch wenn ein Stift bereits gelockert ist.

Da der Stoß hoher Energie nur für einen kurzen Moment wirkt, erfordern der Halter 27 und die Druckplatte 35 im allgemeinen keine zusätzliche Lagerung, um die durch den beweglichen Körper 43 auf die starren Stoßübertragungskörper 41 übertragene Kraft auszugleichen, und zwar, solange sie aus schwerem Material bestehen und damit ein relativ hohes Trägheitsvermögen besitzen.

Nach F i g. 3 ist der bewegliche Körper als Ringkörper 63 ausgebildet, der in Fällen angewendet wird, in denen die durch den beweglichen Körper beeinflußten Flächen nicht übereinstimmen mit der Fläche des beweglichen Körpers. Ein derartiger Fall ist dann gegeben, wenn ein Halter benutzt wird, in welchem beispielsweise Patronenhülsen auf einem Kreis angeordnet sind. Bei dem dargestellten beweglichen Ringkörper 63 sind Teile der Oberseite ausgespart, so daß abwechselnd Nuten 65 und Stege 67 gebildet sind. Der bewegliche Ringkörper 63 und die starren Stoßübertragungskörper 41 sind dabei derart zueinander angeordnet, daß ein Steg 67 einem starren Stoßübertragungskörper 41 gegenüberliegt und daß eine Nut 65 zwischen zwei starren Stoßübertragungskörpern 41 liegt. Auf diese Weise wird die Masse des beweglichen Körpers innerhalb des Raumes zwischen den starren Stoßübertragungskörpern vermindert, wodurch ein Verziehen des beweglichen Körpers an diesen Stellen verhindert und die auf die starren Stoßübertragungskörper einwirkende Kraft konzentriert ist. Der bewegliche Ringkörper 63 ist aus einem Material geringen Gewichts hergestellt. Wird ein Material, wie Titan, hierfür verwendet, welches keine gute Leitfähigkeit besitzt, so wird die Unterseite des beweglichen Ringkörpers mit einer dünnen Schicht eines leichten, leitenden Materials versehen, wie mit Aluminium.

In F i g. 4 ist eine Spule 69 gezeigt, die in der Vorrichtung 16 gemäß F i g. 1 und 2 in Verbindung mit einem ringförmigen beweglichen Körper 79, wie dem beweglichen Körper 63 nach F i g. 3, verwendet werden kann. Die Spule 69 weist einen ringförmigen Kern 71 auf, der eine schraubenlinienförmig verlaufende Ausnehmung 73 in seiner äußeren Zylinderfläche aufweist. Diese Ausnehmung 73 dient zur Aufnahme eines hohlen Leiters 75, durch den ein Kühlmittel zirkuliert. Die obere Stirnfläche des Kernes 71 ist nach ihrem inneren Umfang nach unten abgeschrägt, um ein gleichmäßiges magnetisches Feld unter dem ringförmigen beweglichen Körper 79 zu erzeugen. Der Abstand zwischen dem beweglichen Körper 79 und der abgeschrägten Stirnfläche des Kernes 71 ist durch einen Isolator 77 ausgefüllt, wie z. B. durch einen mit Fiberglas imprägnierten Kunststoff, und zwar derart, daß die Spule 69 eine flache Oberseite erhält, auf der der bewegliche Körper 79 ruht. Der bewegliche Körper 79 ist mit einer leitenden Schicht 81 an seiner Unterseite versehen.

Für den Abstand s zwischen dem beweglichen Körper 79 und der oberen Stirnfläche des Ringkernes 71 bzw. deren Abschrägung gilt folgende Beziehung:

5 =

In der vorstehend angegebenen Gleichung bedeuten r₀ den Radius der durch den Leiter 75 gebildeten Spule 69, r den Radius der Innenfläche des Kernes 71 der Spule, s₀ der senkrechte Abstand zwischen der oberen Stirnfläche des Kernes 71 und dem beweglichen Körper 79 beim Radius r₀ und s der senkrechte Abstand zwischen der Stirnfläche des Kernes 71 und dem beweglichen Körper 79 beim Radius r.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 von einem mit einer Spule erzeugten, stark sich Patentansprüche: ändernden Magnetfeld durchsetzt ist und hierdurch mit einer zur gewünschten Verdrängung ausreichen-

1. Vorrichtung zur schlagartigen Verdrängung den Energie in die Richtung des Gegenstands treibeines Gegenstandes, vorzugsweise aus Blech, 5 bar ist, wobei ein verformbares Material zwischen durch einen Stoß hoher Energie eines beweg- dem Gegenstand und dem beweglichen Körper in liehen Körpers, der mindestens teilweise aus einem Raum so eingeschlossen ist, daß eine Auselektrisch leitendem Material besteht, von einem dehnung des Materials in einer anderen Richtung in einer Spule erzeugten, stark sich ändernden als der des Gegenstands verhindert ist.
Magnetfeld durchsetzt ist und hierdurch mit io Es ist bereits eine Vorrichtung zur Verformung einer zur gewünschten Verdrängung ausreichen- eines elektrisch schlecht leitenden Werkstücks mittels den Energie in die Richtung des Gegenstands eines starken, veränderlichen, in einer Spule erzeugtreibbar ist, wobei ein verformbares Material ten magnetischen Feldes und eines zwischen dem zwischen dem Gegenstand und dem beweglichen Werkstück und der Spule befindlichen Treibers vorKörper in einem Raum so eingeschlossen ist, daß 15 schlagen worden (deutsche Patentschrift 1452 661), eine Ausdehnung des Materials in einer anderen welcher als beweglicher Körper eine höhere elek-Richtung als der des Gegenstands verhindert ist, irische Leitfähigkeit aufweist als das Werkstück und dadurch gekennzeichnet, daß der Raum dieses gegen eine Form drückt. Zwischen dem Trei-(14) mit dem verformbaren Material (39) durch ber und dem Werkstück ist ein deformierbares, einen starren Stoßübertragungskörper (41) zu dem 20 druckübertragungsfähiges Medium, z.B. Gummi, beweglichen Körper (43, 63, 79) hin abgeschlos- Paraffin oder eine Flüssigkeit, vorgesehen. Mit Hilfe sen ist, der vor dem Stoß in Abstand von dem dieser Vorrichtung ist es zwar möglich, eine For-Stoßübertragungskörper (41) angeordnet ist. mung verschiedenster Werkstücke auf relativ einfache

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Verdrän- Weise vorzunehmen. Die Vorrichtung ist jedoch nicht gung mehrerer Gegenstände, dadurch gekenn- 25 ohne weiteres dazu geeignet, an örtlich begrenzten zeichnet, daß der bewegliche Körper (43) die Stellen der Treiberfläche eine schlagartige Verdrän-Form eines Ringes (63) hat und daß die Gegen- gung eines Gegenstands, vorzugsweise aus Blech, stände (15) auf einem dem Ring (63) entsprechen- durch einen Stoß hoher Energie zu bewirken.

den Kreis angeordnet sind. Es ist ferner bekannt (USA.-Patentschrift

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- 30 2 976 907, »Werkstatt und Betrieb«, Dezember 1963, durch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des S. 894, »Metalworking Production«, 6. Mai 1964, Magnetfeldes ein an sich bekannter, von einer S. 79),- gut leitende metallische Werkstoffe durch AnSpule (69) umschlossener, ringförmiger Spulen- wendung starker sich ändernder Magnetfelder makern (71) vorgesehen ist, daß die dem beweg- gnetisch umzuformen. Bei in diesem Zusammenhang liehen Körper (79) zugewandte Stirnfläche des 35 bekannten Vorrichtungen wird zur Werkstückfor-Kernes (71) von seinem Außenrand zu seiner mung nur das Magnetfeld ausgenutzt, was jedoch Mittelachse hin konisch nach innen abgeschrägt Probleme hinsichtlich einer besonders gleichmäßigen ist und daß der abgeschrägte Bereich mit Isolier- Formung des Werkstückes mit sich bringt, da nämlich material (77) zu einer Ebene aufgefüllt ist, welche nicht gewährleistet werden kann, daß die auf Grund als Auflagefläche für den beweglichen Körper 40 des erzeugten, stark sich ändernden Magnetfeldes (79) ausgebildet ist. auftretenden Druckkräfte an allen Stellen des zu for-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge^ menden Werkstückes gleich sind.

kennzeichnet, daß für die Abschrägung der Stirn- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

fläche des Kernes (71) die Beziehung Weg zu zeigen, wie bei einer Vorrichtung der ein-

45 gangs genannten Art auf relativ einfache Weise die

_s . _r schlagartige Verdrängung des Gegenstands durch

s = ——- einen Stoß von örtlich begrenzten Stellen des beweg

lichen Körpers vorgenommen werden kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe

gilt, wobei mit r₀ der Radius der Spule (69) zu 50 bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ihrer Mittelachse, mit r der Radius der Innen- erfindungsgemäß dadurch, daß der Raum mit dem fläche des. Kernes (71) der Spule (69), mit s₀ der verformbaren Material durch einen starren Stoßsenkrechte Abstand zwischen der Stirnfläche des Übertragungskörper zu dem 'beweglichen" Körper hin Kernes (71) und dem ringförmigen beweglichen abgeschlossen ist, der vor dem Stoß in Abstand von Körper (79) beim Radius r₀ und mit S der senk- 55 dem Stoßübertragungskörper angeordnet ist. Hierrechte Abstand zwischen der Stirnfläche des Ker- durch ergibt sich der Vorteil, daß mit relativ gerinnes (71) und dem ringförmigen beweglichen gem konstruktivem Aufwand an örtlich begrenzten Körper (79) beim Radius r bezeichnet ist. . Stellen des beweglichen Körpers dessen Energie zum

schlagartigen Verdrängen eines Gegenstands heran-60 gezogen werden kann. Hieraus resultiert der weitere

Vorteil, daß die Vorrichtung jeweils gleichzeitig eine

Anzahl von Gegenständen, die vorzugsweise aus Blech bestehen, schlagartig zu verdrängen gestattet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der

zur schlagartigen Verdrängung eines Gegenstands, 65 Erfindung zur Verdrängung mehrerer Gegenstände vorzugsweise aus Blech, durch einen Stoß hoher hat der bewegliche Körper die Form eines Ringes, Energie eines beweglichen Körpers, der mindestens und außerdem sind die Gegenstände auf einem dem teilweise aus elektrisch leitendem Material besteht, Ring entsprechenden Kreis angeordnet. Hierdurch