DE1801784A1

DE1801784A1 - Working spark gap for generating pressure waves in an insulating, liquid medium

Info

Publication number: DE1801784A1
Application number: DE19681801784
Authority: DE
Inventors: Bodenseher Dr Hermann
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1968-10-08
Filing date: 1968-10-08
Publication date: 1970-06-11

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.Working spark gap for generating pressure waves in an insulating, liquid medium The invention relates to a working spark gap for generation of pressure waves in an insulating, liquid medium by a surge current discharge for the non-cutting deformation of metallic workpieces.

Die spanlose Verformung wird in vielen Fällen in der Weise durchgeführt, daß in einem unkompressiblen Medium Druckwellen erzeugt werden, die das Werkstück verformen.In many cases, non-cutting deformation is carried out in such a way that that pressure waves are generated in an incompressible medium, which the workpiece deform.

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.It is known (Industrieanzeiger No. 23, March 1964, page 391) between two electrodes immersed in water that form a working spark gap, one Generate discharge. As FIG. 1 shows, both electrodes 1 and 2 are above a plate 4 arranged and immersed in a medium designated by 3, which In the present case, water has a low conductivity. The sheet is on a die 5, wherein the common space 8 can be evacuated.

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.The electrodes 1 and 2 are connected to a high-current switch Auxiliary spark gap 6 arranged in the discharge circuit of a capacitor battery 7, After ignition of the auxiliary spark gap, a discharge is triggered between the electrodes, which lets the water evaporate in a channel between the two electrodes. The height Evaporation rate of water and its inertia cause a spontaneous Pressure increase in this area, which results in a balancing pressure wave has, which the sheet 4 under permanent deformation into the die 5 presses. - Such working spark gaps have the disadvantage that they absorb the pressure waves are exposed to the same extent as the workpieces to be deformed; the electrodes are also deformed, whereby their mutual distance changes at the same time.

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.The invention is based on the problem of the effect of the pressure waves on the working spark gap to a minimum. The task will be solved in that two rotationally symmetrical, coaxial with each other and at a distance mutually arranged electrical Sanimel bars to form the working spark gap at one point have a smallest distance from each other that the two busbars with the formation of a cylindrical space of one at a distance from the Working spark gap arranged insulator are separated and that at least one Busbar to protect the insulator from the working spark gap in the Interstitial pressure waves has one or more projections, which in the direct connection line between the spark gap and the one in between Adjacent end face of the insulator protrude according to the invention, the two form Busbars with their end face the spark gap.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vor der Stirnfläche des Isolators ein zusätzliches Gaspolster zur Dämpfung der auftreffenden Druckwellen vorhanden.In a further embodiment of the invention is in front of the end face The isolator has an additional gas cushion to dampen the pressure waves that hit it available.

Die Zeichnung gibt in den Fig. 2 bis 4 besondere Ausführungsbeispiele wieder.The drawing shows special exemplary embodiments in FIGS. 2 to 4 again.

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. 2 the one busbar is formed by a hollow cylinder 1, connect the screws 2 with an end plate 5, which has a channel 4 of trapezoidal Has cross section 0 In the hollow cylinder 1 is also a hollow cylinder formed insulation 5 with the second rotationally symmetrical busbar 6 arranged coaxially, the up in the channel 4 in the end plate 3 under training an annular gap is performed. In this way, a minimal Distance formed at which the discharge begins when the high-current switch closes. The busbar 6 has a rotationally symmetrical projection in the space 8 9, which is arranged in front of the end face of the insulator 5 and the end face towers.

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 Fig. 3, one busbar is designed as a hollow cylinder 10, on its inside near the end face provided with a channel 11 is stepped stepped.

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 il «m there is an insulator 12 with the formation of a space arranged with a coaxially arranged second busbar 13. The second sainmel rail is also stepped near the front side and leads to / TCanal 11. On this track there is a smallest distance between the two busbars than Working spark gap trained. After triggering an impulse discharge occurs part of the pressure wave in the stair-shaped space between the two busbars and is scattered and reflected several times, one being large part of the energy of the pressure wave is absorbed. Only a small part of the Pressure wave hits the isolator so that it cannot be damaged. In A modification of FIG. 2, FIG. 4 shows a gas cushion 21 in front of the insulator 5. The energy the pressure waves running in the direction of the end face of the isolator is caused by the Gas cushion largely absorbed.

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.In Fig. 4, one busbar is designed as a hollow cylinder 15, the end face of which has a channel 16 of trapezoidal cross-section to which a hollow cylinder-shaped projection 17, which is inside the hollow cylinder, is connected. the second busbar 18 is designed as a solid cylinder, which on its end face has a hollow cylindrical extension 19 and a cylindrical extension 20. The cylindrical extension 20 protrudes into the channel 16 of the busbar 15 with training the working spark gap, the hol zylinderförmi ge approach 17 protrudes into the space between approaches 19 and 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.There is a gas cushion in the space between Ansat% en 17 and 19 21 that is the energy of the one triggered by the surge current discharge and several times in the gap picks up reflected pressure wave.

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.As a result of the small, elongated distance in the area of the two busbars, waves are generated with a ring-shaped wave front, which is additionally generated by a parabolic reflector 22 can be directed to the workpiece to be deformed.

s zeigte sich, daß die crfindungsgemäße Funkenstrecke eine weitaus größere Lebensdauer hat als die bekannten und die Verformung von Werkstücken in großen Serien ermöglicht.It was found that the spark gap according to the invention has a far has a longer service life than the known and the deformation of workpieces in enables large series.

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.In Fig. 5, finally, an arrangement is shown in which the 8 busbar 15 to simplify the assembly of two parts 15a and 15b bribed. In this design, too, the insulator 12 is provided with a gas cushion 14 Guarded from the pressure waves.

Claims

1. Work spark path for generating pressure waves in an insulating one liquid medium through a surge current discharge for the non-cutting deformation of metallic Workpieces, characterized in that two rotationally symmetrical, coaxial to one another and spaced apart electrical bus bars to form the The working spark gap has the smallest distance from one another at one point, that the two busbars with the formation of a cylindrical space separated by an insulator arranged at a distance from the working spark gap are and that at least one busbar to protect the isolator from the of the working spark gap one or more pressure waves running into the gap Has projections that are in the direct connecting line between the spark gap and protrude into the end face of the insulator adjoining the intermediate space.

2. Spark gap according to claim 1, characterized in that before an additional gas cushion on the front surface of the isolator to dampen the impact Pressure waves are present.

3. Spark gap according to claim 1, characterized in that the two busbars form the spark gap on their front side.

L e r s e i t e