DE1801784A1 - Arbeitsfunkenstrecke zur Erzeugung von Druckwellen in einem isolierenden,fluessigen Medium - Google Patents

Description

• Arbeitsfunkenstrecke zur Erzeugung von Druckwellen in einem isolierenden, flüssigen Medium Die Erfindung betrifft eine Arbeitsfunkenstrecke zur Erzeugung von Druckwellen in einem isolierenden, flüssigen Medium durch eine Stoßstromentladung für die spanlose Verformung von metallischen Werkstücken.
• Die spanlose Verformung wird in vielen Fällen in der Weise durchgeführt, daß in einem unkompressiblen Medium Druckwellen erzeugt werden, die das Werkstück verformen.
• Es ist bekannt,(Industrieanzeiger Nr. 23, März 1964, Seite 391) zwischen zwei in Wasser eingetauchten Elektroden, die eine Arbeitsfunkenstrecke bilden, eine Entladung zu erzeugen. Wie die Fig. 1 darlegt, sind beide Elektroden 1 und 2 oberhalb eines Bleches 4 angeordnet und tauchen in ein mit 3 bezeichnetes Medium ein, das in vorliegendem Falle Wasser von geringer leitfähigkeit ist. Das Blech liegt auf einer Matrize 5 auf, wobei der gemeinsame Zwischenraum 8 evakuierbar ist.
• Die Elektroden 1 und 2 sind über eine als Hochstromschalter dienende Hilfsfunkenstrecke 6 im Entladestromkreis einer Kondensatorbatterie 7 angeordnet, Nach Zünden der HilSsfunkenstrecke wird zwischen den Elektroden eine Entladung ausgelöst, die das Wasser in einem Kanal zwischen beiden Elektroden verdämpfen låßt. Die hohe Verdampfungsgeschwindigkeit des Wassers und seine Trägheit bewirken einen spontanen Druckanstieg in diesem Bereich, der eine sich ausgleichende Druckwelle zur Folge hat, welche das Blech 4 unter bleibender Verformung in die Matrize 5 presst. -Derartige Arbeitsfunkenstrecken haben den Nachteil, daß sie den Druckwellen in gleichem Maße ausgesetst sind wie die zu verformenden Werkstücke; die Elektroden werden ebenfalls verformt, wobei sich gleichzeitig ihr gegenseitiger Abstand andert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eimsirkung der Druckwellen auf die Arbeitsfunkenstrecke auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei rotationssymmetrische, koaxial zueinander und im Abstand voneinander angeordnete elektrische Sanimelschienenzur Bildung der Arbeitsfunkenstrecke an einer Stelle einen kleinsten Abstand voneinander aufweisen, daß die beiden Sammelschienen unter Ausbildung eines zylindrischen Zwischenraumes von einem im Abstand von der Arbeitsfunkenstrecke angeordneten Isolator getrennt sind und daß mindestens eine Sammelschiene zum Schutz des Isolators vor den von der Arbeitsfunkenstrecke in den Zwischenraum laufenden Druckwellen eine oder mehrere Vorsprünge aufweist, die in die direkte Verbindungslinie zwischen der Funkenstrecke und der an den Zwischenraum grenzenden Stirnfläche des Isolators hineinragen Erfindungsgemaß bilden die beiden Sammelschienen mit ihrer Stirnseite die Funkenstrecke.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vor der Stirnfläche des Isolators ein zusätzliches Gaspolster zur Dämpfung der auftreffenden Druckwellen vorhanden.
• Die Zeichnung gibt in den Fig. 2 bis 4 besondere Ausführungsbeispiele wieder.
• In Fig. 2 wird die eine Sammelschiene von einem Hohlzylinder 1 gebildet, den Schrauben 2 mit einer Abschlußplatte 5 verbinden, die einen Kanal 4 von trapezförmigem Querschnitt aufweist0 In dem Hohlzylinder 1 ist eine ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildete Isolierung 5 mit der zweiten rotationssymmetrischen Sammelschiene 6 koaxial angeordnet, die bis in den Kanal 4 in der Abschlußplatte 3 unter Ausbildung eines Ringspaltes geführt ist. Auf diese Weise wird an den Stirnseiten ein minimaler Abstand gebildet, an dem die Entladung beim Schließen des Hochstromschalters einsetzt. Die Stromschiene 6 weist im Zwischenraum 8 einen rotationssymmetrischen Vorsprung 9 auf, der vor der Stirnfläche des Isolators 5 angeordnet ist und die Stirnfläche überragt.
• In Fig. 3 ist die eine Sammelschiene als Hohlzylinder 10 ausgebildet, der auf seiner Innenseite in der Nähe der mit einem Kanal 11 versehenen Stirnflpche treppenförmig abgestuft ist.
• in il«m sind unter Ausbildung eines Zwischenraumes ein Isolator 12 mit einer koaxial angeordneten zweiten Sammelschiene 13 angeordnet. Die zweite Sainmelschiene ist in der Nähe der Stirnseite ebenfalls abgestuft, und bis in/TCanal 11 geführt. Auf diese gleise ist zwischen den beiden Sammelschienen ein kleinster Abstand als Arbeitsfunkenstrecke ausgebildet. Nach Auslösen einer StoRstromentladung gelangt ein Teil der Druckwelle in den treppenförmig ausgebildeten Zwischenraum zwischen die beiden Sammelschienen und wird mehrfach gestreut und reflektiert, wobei ein großer Teil der Energie der Druckwelle absorbiert wird. Nur ein geringer Teil der Druckwelle gelangt auf den Isolator, so daß er nicht beschädigt werden kann. In Abwandlung der Fig. 2 zeigt Fig. 4 vor dem Isolator 5 ein Gaspolster 21. Die Energie der in Richtung der Stirnfläche des Isolators laufenden Druckwellen wird von dem Gaspolster weitgehend absorbiert.
• In Fig. 4 ist die eine Sammelschiene als Hohlzylinder 15 ausgebildet, dessen Stirnseite einen Kanal 16 von trapezförmigem Querschnitt aufweist, an den sich ein in das Hohl zylinderinnere hohlzylinderförmiger Ansatz 17 anschließt. Die zweite Sammelschiene 18 ist als Vollzylinder ausgebildet, der an seiner Stirnseite einen hohlzylinderförmigen Ansatz 19 und einen zylinderförmigen Ansatz 20 aufweist. Der zylinderförmige Ansatz 20 ragt in den Kanal 16 der Sammelschiene 15 unter Ausbildung der Arbeitsfunkenstrecke, der hol zylinderförmi ge Ansatz 17 ragt in den Raum zwischen den Ansätzen 19 und 20.
• Im Raum zwischen den Ansat%en 17 und 19 befindet sich ein Gaspolster 21, das die Energie der bei der Stoßstromentladung ausgelösten und im Zwischenraum mehrfach reflektierten Druckwelle aufnimmt.
• Infolge des rlngförmigen kleinen Abstandes im Bereich der beiden Sammelschienen, werden Wellen mit einer ringförmigen Wellenfront erzeugt, die zusätzlich durch einen parabolischen Reflektor 22 auf das zu verformende Werkstück gerichtet werden können.
• s zeigte sich, daß die crfindungsgemäße Funkenstrecke eine weitaus größere Lebensdauer hat als die bekannten und die Verformung von Werkstücken in großen Serien ermöglicht.
• In Fig. 5 ist schlie@lich eine Anordnung wiedergegeben, bei der die 8ammelschiene 15 zur Vereinfachung des Zusammenbaues aus zwei Teilen 15a und 15b bestcht. Auch bei dieser Ausbil-@ung wird der Isolater 12 durch ein Gaspelster 14 vor den Druckwellen gesehütst.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Arbeitsfunlcenstrecke zur Erzeugung von Druckwellen in einem isolierenden flüssigen Medium durch eine Stoßstromentladung für die spanlose Verformung von metallischen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß zwei rotationssymmetrische, koaxial zueinander und im Abstand voneinander angeordnete elektrische Sammelschienen zur Bildung der Arbeitsfunkenstrecke an einer Stelle einen kleinsten Abstand voneinander aufweisen, daß die beiden Sammelschienen unter Ausbildung eines zylindrischen Zwischenraumes von einem im Abstand von der Arbeitsfunkenstrecke angeordneten Isolator getrennt sind und daß mindestens eine Sammelschiene zum Schutz des Isolators vor den von der Arbeitsfunkenstrecke in den Zwischenraum laufenden Druckwellen eine oder mehrere Vorsprünge aufweist, die in die direkte Verbindungslinie zwischen der Funkenstrecke und der an den Zwischenraum grenzenden Stirnfläche des Isolators hineinragen.

2. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Stirnfläche des Isolators ein zusätzliches Gaspolster zur Dämpfung der auftreffenden Druckwellen vorhanden ist.

3. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sammelschienen an ihrer Stirnseite die Funkenstrecke bilden.

L e e r s e i t e