DE1815540A1

DE1815540A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstuecken mittels Druckwellen

Info

Publication number: DE1815540A1
Application number: DE19681815540
Authority: DE
Inventors: Haeusler Dr-Ing Jochen
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1968-12-19
Filing date: 1968-12-19
Publication date: 1970-07-30
Also published as: GB1252997A; US3650134A; JPS4840142B1; AT300525B; CH491694A; DE1815540B2

Description

Vorrichtung zum Bearbeiten von WerkstueKeη mittels Druckwellen

Die Erfindung bezieht .sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Druckwellen, die durcn Unterwasser-Funkenentladung einer Kondensatorbatterie über einen HntladeKreis mit einer Funkenstrecke entstehen, wobei zwischen den beiden Elektroden der Funkenstrecke eine Zündvorrichtung vorgesehen ist und bei der die Zündvorrichtung und die Funkenstrecke vom Werkstück umfaßt sind.

Bei der Hochgeschwindigkeits-Umformung mittels Druckwellen, die durch Unterwasser-Funkenentladung einer Kondensatorbatterie über einen Entladekreis mit einer Funkenstrecke entstehen, werden diese Druckwellen zur Bearbeitung von Werkstücken genutzt. Der Überschlag erfolgt zwischen den im Wasser befindlichen Elektroden nach. Zuschalten der auf Hochspannung geladenen Kondensatorbatterie, falls die sich aus Elektrodenabstand und JCondensatorspannung ergebende elektrische Feldstärke zur Stoßionisation des Wassers bzw. des entsprechenden Übertragungsmediums ausreicht.

Ba ist bekannt, daß sich ein freier Durchschlag zwischen den Elektroden einer Unterwasser-Funkenstreeke bei den üblichen Kondensatorladeapannüngen nur bis zu einem Elektrodenabstand von einigen Zentimetern realisieren läßt. Erzwingt ein Bearbeitungsproblem jedoch einen Elektrodenabstand, der durch freien Überschlag nicht mehr überbrückt werden kann, oder läßt sich eine geringe Entfernung zwischen Elektroden und Werkstück nicht vermeiden., wodurch ein unerwünschter freier Überschlag auf das Werkstück möglich wuVrde, so muß die Zündung der Unterwasser-Funkenstreeke anders als durch freien Durchschlag eingeleitet werden. Die bekannteste Maßnahme ist in solchen Fällen die Verwendung dünner Drähte, die zwischen die Elektroden gespannt werden. Sol che ,Drähte dienen als Zündvorrichtung. Mit der Verwendung von

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Zünddrähten sind jedoch eine Reihe von Schwierigkeiten verbunden, die eine Automatisierung dieses Verfahrens, wie sie für eine serienmäßige Bearbeitung von Werkstücken durch Unterwasser-Druckstöße wicntig wäre, sehr erschweren, üo verweisen schon verschiedene Autoren in der Fachliteratur darauf hin, daß bei der Drahtexplosion ein Anlageteil, nämlich der Draht, nach .jeder Entladung erneuert werden mu3. Durch die notwendige Erneuerung de3 Drahtes entstehen unerwünscht große 2ax:tzeiten (vgl. G. 'we i mar, "Hocngeschwindigkeits-Umfοrinung II", Werkstatt und Betrieb 96 (1963), 297-305; Η.Γ.Ι. Müller "KydroeleKtriscJae Umformung, Das Umfοrmverfahren mit Hilfe einer 3toßstromanlage", Witt. Forschungsgesellschaft .Blechverarbeitung (1965), 102-106; G.C. Cadwell, "Spark forming to work", American Llachinist/Metalworking Manufacturing'(1961) 126-129).

Bei Verwendung einer Zündvorrichtung nach einem älteren Vorschlag, die aus einem Faden ais einem nichtleitenden Träger mit einer leitenden Ummantelung besteht, reduziert sich danK der Unversehrtheit des nichtleitenden Trägers nach der Entladung das Problem von der einführung der Zündvorrichtung auf einen einfachen V/eitertransport des Trägers bis zur erneuten Überbrückung der Elektroden durch die leitende Ummantelung. Dieser Vorteil läßt sich jedoch nur bei solchen Bearbeitungsproblemen anwenden, bei denen der Bntladekreis und das 7/erkstück nicht verkettet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Vorrichtungen, bei denen sich eine Verkettung nicht vermeiden läßt, eine einfache Möglichkeit der Einführung der Zündvorrichtung zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Elektrode aus einem feststehenden und einem bewegliehen Teil besteht und daß der bewegliche Teil der Eleictrode,-gleichzeitig zum Ein- ,. führen der Zündvorrichtung dient.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Aufnahme der einzuführenden Zündvorrichtung in einen beweglichen Teil einer Elektrode, trotz der ohne Stromrückführung innerhalb

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des Werkstückes unvermeidlichen Verkettung mit dem Entiadekreis, eine übersichtliche Einführung des v/erkstücKes und der Zündvorrichtung möglich ist. Insbesondere Kann aer Transport des beweglichen Elektrodenteiles und damix auch der der Zündvorrichtung innerhalb des Werkstücites mittels des ohnehin in das V/ericstück einzulassenden Wassers durchgeführt werden, so aaJ aer wichtigste, auch bei der erfindungsgescÜBen Vorrichtung noch verbleibende Bewegungs vor gang mit einem onnehin notwendigen, aiso nicnt zusätzlichen verbunden werden kann.

Vorteilhafterweise kann in dem beweglichen Teil der '-Ji.eKtrcäe eine Umlenkvorrichtung für die ."ündvorricntung vorgesehen sein. ^ Als Zündvorrichtung eignet sich insbesondere ein in sicn geachlossener Faden aus einem eieKtrisch nichtleitenden Träger mit einer elektrisch leitenden I'Bimanteiunff.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, außerhalb aer Funkenstrecke ein ein elektrisch leitendes Material enthaltendes Bad zur Ummantelung des nichtleitenden Trägers sowie eins Trockeneinrichtung vorzusehen. Auf diese Weise kann die .'Zündvorrichtung fortlaufend wieder mit einer neuen V'iamar.telung versehen werden.

Ausführungsbeispiele der iSrfinaung werden anhand aer Zeichnungen erläutert. Ss zeigen;

Figur 1 einen Längsschnitt der erfindungs&eaäiien Verrichtung zu Beginn der Einführung der Sündverrichtung,

Figur 2 einen Längsschnitt der betriebsfertigen erfindur.gsgemäßen Vorrichtung,

Figur¹ J- eiiie schematische Darstellung, wie die Zür.dvorricnturig der erfindungsgemäSen Vcrricntung· unter Ver*.ver.iur.tr eines r;ichtleitenden trägers mir leiter.aer Vr.2iar.tel ung außerhalb der Puakeiistrecite sun Zwecke- der Vxmante^uri«ser-r-e^eryng geführt ;v=rden kann.

Ia iSen Figuren * unä 2 ist sie erfind:;ng££rexä.:s 7c:'ric::~";r..i· iss Längsschnitt dargestellt. Tie 7igur ' "eigt lie "?rri2:; v::,z

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zu Beginn der Einführung der Zündvorrichtung und die Figur 2 zeigt die Vorrichtung im betriebsfertigen Zustand. In beiden Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

..lit 1 ist ein aufzuweitendes zylindrisches Rohr bezeichnet, dessen Aufv/eitur.r durch die zweiteilige Matrize 2 vorgegeben ist. Zur Kntnahme des bearbeiteten und zum üiniegen eines neuen Rohres -.verder. die !..nirizenhälften 2 mittels zweier beispielsweise hydraulisch oder Pneumatisch angetriebener Jtempel '} bewegt. Die Jtempei 3 sind über eine isolierende Zwischenlage 4 an den Matrizenhälften 2 befestigt. Bei hinreichender öffnung der Matrizenhälften 2 wird das. -Ronr 1 über das die untere Elektrode 5 umgebende Isolierteil 6 und das auf diesem ruhenden Isolierteil 7 geschoben. Daa obere Isolierteil 7 enthält den die Zündvorrichtung 8 transportierenden beweglichen ZleKtrodenteil 9 in festem Einbau. Die untere ülextrode 5 ist in der Bodenplatte 10 befestigt, "ach Einfünren des Rohres 1 werden die Matrizenhälften zusammengeführt.

In Firur 1 ist gezeigt, wie durch die Federn 11 Spannbacken 12 an das Rohr 1 gedrückt werden und dadurch diesem einen genügenden Halt %eben. Darauf Kann durch die Bohrung 13 in der unteren EleKtrode 5 das für die Umformung ohnehin erforderliche Wasser d.irch die Anschlu3öffnung 14 in den xxaum 15 eingelassen werden. La dieser ücer die Dichtringe 16 und den Einsatz 17 abgedichtet ist, Kann durch hinreichend hohen Y/asserdruck, wie er beispielsweise im Wasserleitungsnetz ohnehin vorgefunden wird, das Isolierteil 7 mit dem beweglichen Elektrodenteil 9 angehoben werden. Stößt das Eleictrodenteil 9 an die Kante 18 des an der Matrize 2 befestigten EleKtrodenteiles 19, der z.B. auch zweiteilig ausgeführt sein Kann, an, so können die Matrizenhälften endgültig geschlossen werden.

Die Figur 2 zeigt den beweglichen SleKtrodenteil 9 und die Zündvorrichtung 8 in Betriebsbereitschaft. Das Rohr 1 ist im zu bearbeitenden Bereich mit V/asser gefüllt. Dabei ist durch die rin^--

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förmige Kupfereinlage 20 für guten elektrischen Übergang zwischen - dem Elektrodenteil 9 und den angepreßten Teilen des Eiektrodenteiles 19 Sorge getragen. Das Elektrodenteil· 19 ist über einen flexiblen Anschluß 21, beispielsweise ein Kupferdrahtgeflecht, , und einen Schalter 22 mit der Hochspannungsklemme der Kondensatorbatterie 23 verbunden..Die Kondensatoroatterie 23 und der z.B. als DreielektrodenfunkenstrecKe ausgeführte schalter ?.2 sind in beiden Figuren dargestellt. Die Brdpotential führende Klemme der Kondensatorbatterie '23 ist mit der Bodenplatte 10 und damit mit der .Elektrode 5 verbunden.

In Figur 3 ist dargestellt, wie die Zündvorrichtung unter Verwendung eines nichtleitenden Trägers mit leitender Ummantelung' außerhalb der Funkenstrecke zum Zv/ecke der Ummantelungserneuerung geführt werden Kann. Zweckmäßigerweise wird, wie schon in den Figuren 1 und 2 gezeigt wurde, die Zündvorrichtung doppelt geführt, was mittels der in den Elektrodenteil 9 angeordneten Umlenkvorrichtung 24 erreicht werden kann. Als Zündvorrichtung ist ein in sich geschlossener Faden gewählt, der eine ±ransportrolle 25, das Bad zur Ummantelung 2.6 und eine durch-eine Heizspirale angedeutete Trocknungsanlage 27 durchläuft. Zur Beschleunigung äer Rückführung des Isolierteiles 7 nach einer Entladung in die in Figur 1 dargestellte Ausgangslage, ist im Verlauf der Zündvorrichtung noch eine feste Umlenkrolle 28 und eine z.B. durch ein Gewicht 29 beschwerte oder über eine Feder gespannte gleitende Rolle 30 angebracht. Das Gewicht oder eine entsprechende Federkraft muß dem zur Verfügung stehenden Wasserdruck gemäß ausgelegt werden. Mit 5 ist die untere Elejctrode bezeichnet, die durch das Isolierteil 6 umgeben wird und in der Bodenplatte 10 befestigt ist.

4 Patentansprüche c
3 Figuren

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Claims

PLA 68/1524 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Druckwellen, die durch Unterwasser-Funitenentiadung einer Kondensatorbatterie über einen Entladetcreis mit einer Funkenstrecke entstehen, wobei zwiscnen den beiden älektroden dar Funkenstrecke eine Zündvorrichtung vorgesehen ist, und bei der die Zündvorricn- . tun fr und die FunKen strecke vom V/erxstück umfaßt sind, dadurcn gekennzeichnet, daß eine Elektrode au3 einem feststehenden Teil (19) und einem beweglichen Teil (9) besteht und daß der Dewegliche Teil (3) der Elektrode gleichseitig zum Einführen der Zündvorrichtung (ti) dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im beweglichen Teil (j) der üleKtrode eine Umlenkvorrichtung (24) für die Zündvorrichtung (8) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zündvorrichtung (8) ein in sich geschlossener Faden aus einem elektrisch nichtleitenden Träger mit einer elektrisch leitenden Ummantelung vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (3) außerhalb der Funkenstrecke durch ein ein elektrisch leitendes Material enthaltendes Bad (26) zur Ummantelung des nichtleitenden Trägers sowie durch eine Trokkeneinrichtung (27), eine feste Umlenkrolle (28) und über eine durch ein Gewicht (29) beschwerte gleitende Rolle (23) geführt ist.

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