Mit Hilfe unserer Maschinensysteme, können Sie im Bereich der Rohrumformung durchaus auch Werkstücke aus festen Werkstoffen mit hohem
Wanddicke / Durchmesserverhältnis umformen.
Dies ermöglicht ein breites Anwendungsspektrum, welches nicht nur auf reine Umformoperationen beschränkt ist. Auch form- und
stoffschlüssiges Fügen ist mit Hilfe der elektromagnetischen Puls Technologie (EMPT) möglich.
Worauf basiert nun das Wirkprinzip der EMPT?
Stromdurchflossene Leiter erfahren im Magnetfeld eine Kraft, die nach ihrem Entdecker
Lorentzkraft genannt wird. Zudem erzeugen stromdurchflossene Leiter selbst ein magnetisches
Feld. So ziehen sich zwei parallele, stromführende Leiter an, sofern die Stromflussrichtung in
beiden gleich ist. Projiziert man dies auf ein innerhalb einer Spule liegendes Rohr, so stellt die
Spule einen Leiter dar, das Rohr den zweiten. Sofern die Spule mit Wechselstrom beaufschlagt
ist, induziert sie nach der Lenzschen Regel in das Rohr einen jeweils gegenläufigen Stromfluss
und das Rohr erfährt eine radial auf seine Rotationsachse wirkende Kraft. (Siehe Bild rechts).
Wechselt der Spulenstromfluss seine Richtung, baut sich im Rohr wiederum ein gegenläufiger
Stromfluss auf. Daher bleibt die auf das Rohr einwirkende Kraft in ihrer Richtung bestehen.
Die Umformung des Rohres verläuft jedoch zeitversetzt zum Stromverlauf. Dies ist maßgeblich
durch die Massenträgheit des bewegten Bauteils bedingt.
So zeigt die folgende Bildsequenz die berechnete Umformung eines EMPT-Beispielbauteils. In der ansteigenden Flanke des sinusförmigen
Stromverlaufs verstreicht zunächst einige Zeit, bis eine Verschiebung des Bauteilquerschnittes hin zu kleineren Durchmesserbereichen eintritt. In
diesem Zeitraum bauen sich im Rohr zunächst Spannungen auf, die zum Einen die Fließgrenze des Materials, und zum Anderen die aus der
Massenträgheit resultierenden Kräfte überwinden müssen. Sobald die Spannungen ein ausreichendes Niveau erreicht haben, erfährt das Rohr
eine Durchmesserreduktion. Im weiteren Prozessverlauf ist eine deutliche Beschleunigung der Durchmesseränderung zu beobachten. Die
Umformung ist noch vor Wechsel der Stromrichtung in weniger als 35µs beendet.
Die zur Erzeugung des magnetischen Feldes notwendigen Ströme werden mit Hilfe eines Pulsgenerators
aufgebracht. Dieser besteht aus der Kondensatorbatterie, sowie den zugehörigen Lade- und
Schalteinrichtungen. Zum Umformen eines in der Arbeitsspule positionierten Bauteils ist es zunächst
notwendig, die Kondensatorbatterie zu laden. Dieser Vorgang benötigt ca. 3 bis 8 Sekunden.
Nach Beendigung des Ladevorgangs wird nun ein Hochstromschalter, der Spule und Kondensatorbatterie
trennt, geschlossen. Der Strom fließt impulsartig in die Spule.
Durch diesen Anlagenaufbau ist die zur Umformung notwendige Bereitstellung gepulster Ströme im Bereich
einiger 100 Kilo Ampere gewährleistet. Die benötigte Netzanschlussleistung hingegen ist durch die 3 bis 8
Sekunden dauernde Aufladung der Kondensatoren auch bei leistungsstarken Anlagen auf 380V/32A
begrenzt. Die Stromkosten pro Puls betragen bei einem PS60 (60kJ) System nur 0,0025€!
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Diese Fragen können wir mit einem eindeutigen
“JA” beantworten.
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Umformen durch ein elektromagnetisches Feld?
Wie geht das?
Berührungslos?
Fügen oder Schweißen ohne thermische Effekte
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Gibt es das für die industriellen Massenfertigung?
Können wir das realieseren?
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