CH409831A - Vorrichtung zur Verformung von Körpern durch Explosion - Google Patents

Description

      Vorrichtung    zur Verformung von Körpern durch     Explosion       Die sparlose Verformung von Körpern, insbeson  dere aus     metallischen        Werkstoffen,    z. B. von Blech,  durch Tiefziehen, Drücken und Schmieden mit ihren  verschiedenartigen bekannten     Abwandlungen    wurde in  letzter Zeit durch ein neuartiges Verfahren erweitert,  das auf der Ausnutzung des durch Entzündung eines  in Wasser als     Druckübertragungsmittel    angeordneten  Explosionsstoffes erzeugten     Druckes    beruht.  



  Dieses praktizierte Prinzip wurde neuerdings da  hingehend     modifiziert,    dass     ein        elektrophysikalisch     bewirkter Explosionsdruck erzeugt wird. Hierzu wird  in dem als     Druckübertragungsmittel    dienenden Wasser  zwischen zwei Elektroden     ein.        Lichtbogen,        ein    soge  nannter Unterwasserblitz, erzeugt, der .unter Verwen  dung einer     Spezialschaltung        über    einen     Kapazitator     gebildet wird.  



  In den beiden beschriebenen Fällen einer Verfor  mung des Werkstoffes durch die     hydraulische    über  tragung eines     Explosionsdruckes    auf das zu verfor  mende, in einer Form untergebrachte Werkstück ma  chen sich .hauptsächlich die     beiden        folgenden    Erschei  nungen nachteilig bemerkbar:  1. Bei Verwendung von festen,     pulverförmigen     oder flüssigen Explosivstoffen werden dem das Ver  fahren anwendenden Betriebe die Sicherheitsbestim  mungen gemäss Sprengstoffgesetz auferlegt; zur Aus  übung des     Verfahrens    muss ein Sprengmeister ein  gesetzt werden.

   Es entsteht hier also eine für die me  tallverarbeitende     Industrie    betriebsfremde     zusätzliche     Belastung mit den daraus abzuleitenden Schwierig  keiten.  



  z. Bei Anwendung des als Unterwasserblitz be  zeichneten elektrophysikalischen     Lichtbogenprinzips     zur Druckerzeugung ist,     aufgrund    der     apparativen    An  ordnung, die     Druckverteilung    im :hydraulischen System    dadurch     beeinträchtigt,    dass Druckschatten     in    Rich  tung der beiden den Lichtbogen     erzeugenden        Elektro-          den    entstehen, die die Anwendbarkeit des     Prinzips    auf  solche Formkörper     beschränken,        in    denen die Druck  schatten keine Rolle spielen.  



  Die vorliegende     Erfindung    bezweckt nun die Schaf  fung einer Vorrichtung zur     Verformung    von Körpern  durch Explosion, welche die Nachteile der     bekannten     Einrichtungen vermeidet.  



  Die     erfindungsgemässe        Vorrichtung    zur Verfor  mung von Körpern durch Explosion, mit einem     in     Wasser als     Druckübertragungsmittel    angeordneten,  zündbaren Explosivstoff,     zeichnet    sich     dadurch    aus,  dass     ein    mit     Knallgas    als     Explosivstoff    gefüllter,     elsti-          scher    Behälter in dem Wasser angeordnet ist.  



       In    der     Zeichnung    sind     zwei        Ausführungsbeispiele     des     Erfindungsgegenstandes        dargestellt.    Es zeigen:       Fig.    1 Die     Vorrichtung    im     Querschnitt    und       Fig.    2 eine weitere Ausführungsform der Vorrich  tung gemäss     Fdg.    1.  



  Gemäss     Fig.    1 ist das zu verformende     Werkstück     11,     ein        Leichtmetallrohr,    in den     Werkzeughafter    10,       der    gleichzeitig als Form dient, so eingesetzt, dass der  zu     verformende    Teil des     Werkstückes    11 sich in Höhe  des     Formnegativs    (in der Zeichnung als     einfache    Ring  nut     dargestellt)

          befindet.    Das     Verschlussstück    14     ver-          schliesst    die gesamte     Form    einseitig. Durch eine Dich  tung 13,     z.B.    aus einem     Tetrafluoräthylenpolymerisat,     wird das Werkstück     wasserdicht        abgeschlossen.    In das  zu verformende Werkstück 11 wird Wasser 12 so     hoch     eingefüllt, dass die zu     verformende    Stelle gut     bedeckt     ist.

       In    das Wasser     ist        der        Blektrodenträger    9 nach Ein  füllen eines     Elektrolyten    in den     Elektrolytträger    5  und Überziehen des Plastikbeutels 1 so tief     eingesenkt,     dass der Beutel völlig unter der     Wasseroberflächeliegt.         Der Plastikbeutel 1,     z.B.    aus Polyäthylen, wird als  Behälter über die äussere     Elektrodenummantelung    2  so gezogen, dass die Randverstärkung des Beutels     in     eine Ringnut der Ummantelung gelangt.  



  Im     Elektrodenträger    9 liegen die     Ringelektroden    3  und 6, die durch das Isolationsstück 4 auf Abstand ge  halten werden. Zwischen den Ringelektroden liegt der       Elektrolytträger    5, der selbst nicht leitend ist und den  flüssigen     Elektrolyten    schwammartig aufzusaugen ver  mag,     z.B.    Glaswolle. Das Zwischenstück 7 fixiert die  -innere Ringelektrode 6 im     Elektrodenträger    9. Zen  trisch im     Elektrodenträger    9 ist eine Zündvorrichtung  8 (Zündkerze)     eingeschraubt.     



  Als     Elektrolyt    kann     z.B.        verdünnte    Phosphorsäure  verwendet werden.  



  Wird nun an die Ringelektroden 3 und 6 eine  Wechsel- oder     Gleichspannung    gelegt, so entsteht im       Elektrolyten    Knallgas, das sich im Plastikbeutel sam  melt. Hat die     Kna@llgasmenge    die durch     Berechnung     vorher zu bestimmende     Grössenordnung    erreicht, was  durch einen im Stromkreis liegenden Arbeitsmesser       (Zähler    bzw.     Coul'ometer)    festgestellt werden     kann,     so wird ein Zündfunke in der     Zündvorrichtung    (8)  erzeugt, der das Knallgas zur Explosion bringt.  



  Da die Detonationsgeschwindigkeit der     Knallgas-          u.msetzung    grösser ist als die     Schallgeschwindigkeit    im  Wasser (ca. 12 000 m/sec     ;gegen        ca.   <B>1500</B> m/sec),  wird der hydraulische Druck     stosswell'enartig    nach  allen Richtungen     gleichförmig    übertragen, d. h. das  Wasser wirkt wie ein starrer Körper.  



  Das zu verformende Werkstück wird durch die  Stossbelastung an     den    entsprechenden Formstellen zum       Fliessen    gebracht und dem     Formnegativ    angepasst.  Nach Trennung der Form     kann    das     fertigverformte     Werkstück dem     Werkzeughalter    entnommen werden.  Eine     Nachbearbeitung    ist erfahrungsgemäss bei die  sem Prozess nicht erforderlich.  



  Gemäss     Fig.    2 'ist eine starkwandige     Kunststoff-          hoh        Ikugel    15     vorgesehen,    welche teilweise mit dem  wässrigen Elektrolyten 16     gefüllt    ist,     in    den die Elek  troden 17 eintauchen. Die Stromzuführungen 20     +.    21  zu den     Elektroden    sind mit der Kunststoffkapsel gas  dicht vergossen.  



  Zur Zündung des Knallgasgemisches dient der zwi  schen der Zuleitung 19 und der Stromzuführung 20 der  einen Elektrode     liegende    Glühdraht 18. Zur Durch  führung     des        Explosionsverfahrens    wird die beschrie  bene Vorrichtung in der     bekannten    Weise in die als         Druckübertragungsmedium    dienende Flüssigkeit ge  geben und der     Elektrolysestrom        eingeschaltet.     



  Wie vorstehend beschrieben, kann die gewünschte       Knallgasmenge    durch Steuerung der     Elektrolysezeit     bzw. des     Elektro:lysestromes    erhalten werden. Hierbei  entsteht je nach erforderlicher     Knallgasmenge    ein über  druck in der Kunststoffkugel.  



  Zur Zündung wird auf die Zuleitungen 19 und 20  eine     Zündspannung    gegeben, die zum Durchbrennen  des Glühdrahtes 18 führt. Bei der Explosion des  Knallgases wird die Kunststoffkugel in kleinste Teile  zerlegt, die zu keinerlei     Beschädigungen    des zu verfor  menden Werkstückes führen: können.  



  Zur     Herstellung    der beschriebenen Vorrichtungen  werden aus einem Giessharz, wie     z.B.        Epoxyharze,     zwei     Halbkugelschalen    :gegossen, in deren eine die  Stromzuleitungen bereits eingelegt sind. Nach Ein  füllen des Elektrolyten werden die Kugelhälften mit  einander verklebt.  



  Es ist auch möglich, andere geometrische Formen  als     Kugeln    auf ähnliche Weise herzustellen. Die Form  und     Grösse    der Vorrichtungen hängen weitgehend  von der Grösse und Gestalt des zu verformenden  Werkstückes ab.  



  Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Vorrichtun  gen     Iiegt    in deren     Wirtschaftlichkeit    infolge     Fortfalls     des teuren Explosionsstoffes, bzw. der aufwendigen  elektrischen Schaltanlage des     Unterwasserblitz-Systems.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur Verformung von Körpern durch Explosion, mit einem in Wasser als Druckübertra- gungsmittel angeordneten, zündbaren Explosivstoff, dadurch gekennzeichnet, dass ein mitt Knallgas als Explosivstoff gefüllter, elastischer Behälter (1) in dem Wasser (12) angeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass in dem im Wasser (12) befindlichen Behälter (1) eine Vorrichtung (2 bis 9) angeordnet ist, die bei Anlegung einer Spannung an die Elektroden den in dem Behälter befindlichen Elektrolyten unter Bildung von Knallgas zersetzt. 2.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass eine die Zersetzungsstrommenge einstellbar begrenzende Vorrichtung vorgesehen ist.