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INDUKTOR ZUR DRUCKVERFORMUNG VON METALLEN DURCH IMPULSFÖRMIGE
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MAGNTFELDER Die Erfindung bezieht sich auf die Druchverformung von
Metallen durch impulsförmige gnetfelder, insbesondere auf Induktoren hierfür.
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Die Erfindung findet in der Maschinenbauindustrie beim Stauchen,
beim Kalibrieren von Teilen und Herstellen von Montage- und Schweißbaugruppen Verwendung.
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Ein wichtiges Problem, das beim Konstruieren von Induktoren zur Impulsmagnetfeld-Druckverformung
von Metallen entsteht, ist die Steigerung deren mechanischer Festigkeit und ihres
Wirkungsgrades. Dies ist mit der Einwirkung großer elektrodynamischer Kräfte auf
die Arbeitsteile des Induktors verbunden, die bestrebt sind, den Induktor zu zerstören.
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Bekannt ist ein Induktor zur Verformung von Metallen durch ivpulsförmige
Nagnetfelder, der aus einem Konzentrator mit einer Arbeitsbohrung, einem radialen
Einschnitt und Ringnuten an seiner Außenfläche besteht, in denen Je eine flache
Spiralwicklung
untergebracht ist, wobei die Ringnuten paarweise
über Spalte verbunden sind, in welchen Stromleiter, die die erwähnten Wicklungen
paarweise in Reihe schalten, angeordnet sind. Dabei befinden sich in diesen Spalten
stromleitende Keile.
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Außerdem ist ein Induktor zur Druckverformung von Metallen durch
impulsförmige Magnetfelder bekannt, der einen Konzentrator mit einem radialen Einschnitt,
einer Axialbohrung und einer Spiralnut an seiner Außenfläche, in welcher die Wicklung
untergebracht ist, enthält.
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Die Nachteile bei den bekannten Indiitoren sind eine niedrige mechanische
Festigkeit und ein niedriger Wirkungsgrad, die durch große Ströme, die über jeden
Wicklungszweig fließen, und hohe Wirkwiderstände der Induktorwicklung bedingt sind,
wodurch auf die Windungen der Induktorwicklung große elektrodynamische Kräfte wirken
und in den Werkstoffen derselben beträchtliche Wärmeverluste auftreten.
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Zweck der Erfindung ist es, die erwähnten Mängel zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Induktor zur Druckverformung
von Metallen durch impulsförmige Magnetfelder mit hoher mechanischer Festigkeit
und hohem Wirkungsgrad durch Erhöhung der Zahl der parallelen Zweige der Induktorwicklung
unter Einhaltung minimaler Axialabmessungen zu schaffen.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Induktor zur
Impulsmagnetfeld-Druckverformung von Metallen, enthaltend einen Konzentrator mit
einer Arbeitsbohrung zur Aufnahme des zu bearbeitenden
Teils, einem
radialen Einschnitt, der dle Arbeitsbohrung mit den Außenfläche des Konzentrators
und den Ringnuten an seiner Außenfläche vorbindet, in welchen je ein flachse Spiralwicklungselement
untergebracht ist, während der Raum zwischen den Ringnuten Konzentratorrippen bildet,
gemäß der Erfindung im Körper das Konzentrators parallel zur Achse der Arbeitsbohrung
ein an den Ringnuten allegender Einstich ausgeführt ist, in den eine stromführende
Leiste, die vom Anfang jedes flachen Spiralwicklungsolements umfaßt wird, fest eingesetzt
ist, während in den Rippen des Konzentrators Gewindebohrungen vorgesehen sind, in
welchen Schrauben, die mit ihren Stirnflächen auf die stromfulirende Leiste einwirken,
untergebracht sind, wobei die Enden der flachen Spiralwicklungselemente mittels
einer Sammelschiene untereinander parallel geschaltet sind0 Die erwahnte Lösung
gestattet es, die Größe der über die Wicklungswindungen fließenden Ströme und dadurch
die Gröe der auf die Induktorwicklung wirkenden elektrodynamischen Kräfte zu vermindorn
sowie die Größe des Wirkwiderstandes der Wicklung zu reduzieren und semit die Wärmeverluste
zu verringe@n. Dies sichert einen hohen Wirkungsgrad des Induktors, seine hohe mechanlsche
Festigkeit und eine erhöhte Lebensdauer, ausgedrückt in der Zahl der durchgeführten
Operationen bei der Bearbeitung der Teile ohne Zerstörung des induktors.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erLäutert.
Es
zeigen: Fig. 1 die Gesamtansicht des Induktors zur Druckverformung von Metallen
durch impulsförmige Magnetfelder und seinen Anschluß an die Stromversorgungsquelle;
Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1.
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Der erfindungsgemäße Induktor zur Impulsmagnetfeld-Druckver formung
von Metallen enthält einen Konzentrator 1 (Fig. zur in dem Ringnuten 2 ausgeführt
sind, die mit einer Arbeitsbohrung 3 über einen radialen Einschnitt 4 in Verbindung
stehen. In den Ringnuten 2 sind flache Spiralwicklungselemente 5 untergebracht.
Der Anfang 6 Jedes Wicklungselementes 5 ist an den Körper des Konzentrators 1 durch
eine stromleitende Leiste 7 gedrückt, die fest in einem in den Rippen 9 (Fig. 2)
des Konzentrators 1 ausgeführten Einstich 8 (Fig. 2) sitzt. Der Sinstich 8 ist parallel
zur Achse der Arbeitsbohrung 3 angeordnet und liegt an den Ringnuten 2 an. Die in
den Radialgewindebohrungen 11 (Fig. 2) an den Rippen 9 des Konzentrators 1 untergebrachten
Schrauben 10 drücken auf die Leiste 7. Die Enden 12 der Wicklungselemente 5 sind
untereinander über eine Sammelschiene 13 (Fig. 1) parallelgeschaltet. In der Arbeitsbohrung
3 ist der zu bearbeitende Teil befestigt. Die Wicklungselemente 5 sind über einen
Schalter 15 an eine Kondensatorbatterie 16 angeschlossen, mit welcher auch der Körper
des Konzentrators 1 verbunden ist.
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Der Induktor zur Druckverformung von Metallen durch impuisförmige
Magnetfelder funktioniert wie folgt.
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Beim Ansprechen des Schalters 15 (Fig. 1) fließt durch den Stromkreis,
der durch die parallel geschalteten Wicklungselemente 5, die stromleitende leiste
7, den Körper des Konzentrators 1, die Sammelschiene 13 und die @ondensatorenbatterie
16 gebildet ist, ein Impulsstrom. Dieser Strom ruft an den innenflächen der Ringnuten
2 induzierte Ströme hervor, die sich über die Innenfläche des radialen Einschnittes
4 und die Flache der Arbeitsbohrung 3 fließen und einen magnetischen Wechselfluß
in dem lsellerspalt zwischen den kläcnen der ritsbohrung 3 und des zu bearbeitenden
Teils 14 erzeugen. Dieser magnetische Wechselfluß induziert seiner.
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seits Wirbelströme in dem zu bearbeitenden Teil 14, die bei der Wechselwirkung
mit den über die Fläche der Arbeitsbohrung 3 des Konzentrators 1 fließenden Strömen
den zu bearbeitenden Teil 14 verformen. Die Durchflußrichtungen der Ströme in dem
konzentrator 1 und dem zu bearbeitenden Teil 14 ist in Fig. 1 durch Pfolle gezeigt.
Durch den Anschluß des Anfangs 6 der Wicklungselemente 5 (Fig. 2) an den Körper
des Konzentrators 1 über die stromieltende Leiste 7, die in dem an die Ringnuten
2 anliegenden Einstich 8 untergebracht ist, und des Kndes 12 der Wicklungselemente
5 an die Sammelschiene 13 wird eine groe henge von Parallelzweigen der Induktorwicklung
gebildet. Dies führt zur Vorminderung der äber jedes Wicklungselement 5 fließenden
Ströme, was eine Verminderung der auf die Induktorwicklung wirkenden elektrodynamischen
Kräfte hervorruft. Darüber hinaus sichert die Parallelschaltung der Wicklungselemente
5
eine wesentliche Verminderung der Wirkwiderstände der gesamten lnduktorwicklung,
was beträchtlich die Wärmeverluste reduziert.
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Soaiit sind bei den erfindungsgemäßen induktor zur Impulsmagnetfeld-Druckverformung
von Metallen wesentlich die auf den lnduktor wirkenden elektrodynamischen Kräfte
und der Gesamtwirkwiderstand der Induktorwicklung vermindert, was eine Erhöhung
der mechanischen Festigkeit und des Wirkungsgrades des Induktors gewährleistet.
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L e e r s e i t e