DE1452873B1 - Feldkonzentrator einer Vorrichtung zum Umformen metallischer Werkstücke mittels impulsf¦rmiger Magnetfelder - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Feldkonzentrator einer Vorrichtung zum Umformen metallischer Werkstücke mittels in Kompressionsspulen erzeugter impulsförmiger Magnetfelder, der im Inneren der Kompressionsspule angeordnet ist und aus zwei trennbaren, an der Trennfläche isoliert gegeneinanderliegenden, metallischen Teilen besteht, die zur Bildung eines Arbeitsraumes mit symmetrischen Ausnehmungen versehen sind.
• Um auf ein zylindrisches Werkstück einen möglichst großen Kompressionsdruck ausüben zu können, muß der Luftspalt zwischen Kompressionsspule und Werkstück möglichst klein sein. Zur Anpassung der Kompressionsspule an das Werkstück werden zylindrische Feldkonzentratoren verwendet, die einen radialen Schlitz besitzen und die ganz innerhalb der Kompressionsspule angeordnet sind. Durch die an der Oberfläche innen bzw. außen fließenden Wirbelströme wird das magnetische Feld auf einen kleinen Querschnitt konzentriert. Derartig aufgebaute Feldkonzentratoren mit im Innern der Kompressionsspule liegenden Arbeitsraum eignen sich jedoch nicht für Umformprobleme, bei denen z. B. auf einen Grundkörper zwei oder mehrere Körper aufgepreßt werden sollen, die den Grundkörper an der Bearbeitungsstelle umschließen und gegen die Enden des Grundkörpers jedoch einen größeren Querschnitt haben.
• Für derartige Umformprobleme ist durch die belgische Patentschrift 643 968 eine Vorrichtung zur magnetischen Druckverformung eines elektrisch leitenden, länglichen Werkstückes bekannt, bei dem der Arbeitsraum außerhalb der Spule angeordnet ist und sich im allgemeinen quer zu der Spulenachse erstreckt. Bei dieser Vorrichtung ist ein Feldleiter (Feldkonzentrator) vorgesehen, der aus zwei trennbaren, isoliert gegeneinanderliegenden Teilen gebildet ist.
• Dieser Feldleiter ist horizontal in einen oberen und einen unteren Teil aufgeteilt, so daß das Werkstück in den Arbeitsraum eingelegt bzw. aus diesem entfernt werden kann, indem der obere Teil des Feldleiters entfernt wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung befindet sich nur der untere Teil des Feldkonzentrators innerhalb der Kompressionsspule, während der obere Teil des Feldkonzentrators und das umzuformende Werkstück außerhalb der Kompressionsspule angeordnet sind. Dadurch wird nur in einem Teil des Feldkonzentrators direkt von der Kompressionsspule eine magnetische Induktion induziert, während in dem anderen Teil des Feldkonzentrators, der sich außerhalb der Kompressionsspule befindet, nur indirekt ein magnetischer Fluß durch die Wirbelströme induziert werden kann. Mit einer derartigen Anordnung wird nur ein sehr geringer Wirkungsgrad erreicht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Feldkonzentrator zu schaffen, der es ermöglicht, zur Lösung der oben geschilderten Umformprobleme den Arbeitsraum, wie bekannt, ganz in das Innere der Kompressionsspule zu verlegen und damit einen mög- 1 lichst hohen Wirkungsgrad zu erreichen.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs genannten Feldkonzentrator dadurch gelöst, daß die zwei trennbaren Feldkonzentratorteile als symmetrische Hälften ausgebildet sind. Es sind also nicht nur die den Arbeitsraum bildenden Ausnehmungen des Feldkonzentrators, sondern auch dessen zwei Teile als Hälften insgesamt zueinander symmetrisch.
• Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt eines Feldkonzentrators, der aus zwei trennbaren, symmetrischen Hälften aufgebaut ist, F i g. 2 eine Draufsicht auf den Feldkonzentrator nach F i g. 1, F i g. 3 eine schematische Darstellung des Wirbelstromverlaufes an der Oberfläche des Feldkonzentrators gemäß F i g. 2, F i g. 4 einen Querschnitt eines anderen Feldkonzentrators als Kombination eines geschlitzten Feldkonzentrators mit einem Einsatz, der aus zwei trennbaren, symmetrischen Hälften aufgebaut ist, F i g. 5 eine Draufsicht auf den Feldkonzentrator nach F i g. 4, F i g. 6 eine schematische Darstellung des Wirbelstromverlaufs an der Oberfläche des Feldkonzentrators gemäß F i g. 5.
• Der in F i g. 1 bis 3 dargestellte Feldkonzentrator mit der Symmetrieachse 11 besteht aus zwei durch die Isolierschicht 14 getrennten, symmetrischen Hälften 12 und 13. Die beiden Hälften, die z. B. aus Kupferberyllium bestehen können, sind durch die Isolierschicht 15 gegen direkten Kontakt mit dem umzuformenden Werkstück isoliert. Der Wirbelstromverlauf 32 bzw. 32' auf der Oberfläche der beiden Hälften 12 und 13 des Feldkonzentrators ist symmetrisch.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 bis 6 ist in den Konzentrator 22, der mit einem Schlitz 23 versehen ist, ein ringförmiger, trennbarer Konzentrator, der aus den symmetrischen Hälften 24 und 25 mit der Symmetrieachse 21 besteht, konzentrisch eingesetzt. Die beiden Hälften des eingesetzten, ringförmigen Feldkonzentrators sind durch die Isolierschicht 28 gegeneinander isoliert. Die äußere Wandung der Hälften 24 und 25 ist durch die Isolierschicht 26 gegen direkten Kontakt mit der Innenfläche des geschlitzten Konzentrators 22 geschützt. Die Isolierschicht 27 an der Innenfläche der Hälften verhindert den direkten Kontakt mit dem zu verformenden Werkstück. Der Wirbelstromverlauf 33 an der Oberfläche des äußeren, geschlitzten Feldkonzentrators 22 ist unsymmetrisch, und der Wirbelstromverlauf 34 bzw. 34' an der Oberfläche der beiden trennbaren Hälften 24 und 25 des eingesetzten Feldkonzentrators ist symmetrisch.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Feldkonzentrator einer Vorrichtung zum Umformen metallischer Werkstücke mittels in Kompressionsspulen erzeugter impulsförmiger Magnetfelder, der im Inneren der Kompressionsspule angeordnet ist und aus zwei trennbaren, an der Trennfläche isoliert gegeneinanderliegenden, metallischen Teilen besteht, die zur Bildung eines Arbeitsraumes mit symmetrischen Ausnehmungen versehen sind, dadurch gekennzeichn e t, daß die zwei trennbaren Feldkonzentratorteile als symmetrische Hälften (12, 13 bzw. 24, 25) ausgebildet sind.