Magnethammer

Alle allgemeinen Themen zu Elektronik und Elektro

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Magnethammer

Neuer Beitragvon fbf am Donnerstag 11. September 2008, 16:02

Hallo Liebe Teilnehmer,

ich habe einen abgefahrenen Plan und brauche eure Hilfe.
Ich möchte einen Schmiedehammer bauen, der von einer Induktionsspule angetrieben. Zur Erklärung: Ein Schmiedehammer (normalerweise mechanisch angetrieben und sündhaft teuer) ist ein Gerät das einen Schweren Hammer (ein ca. 50Kg schweren Metallzylinder) mit hoher Geschwindigkeit auf und ab bewegt. Dieser schlägt bei der Abwärtsbewegung auf einen Amboss und der Schmied muss nun nur noch das Schmiedestück dazwischen halten. So können auch grössere Querschnitte bearbeitet werden. Ich habe mal meinen Elektrotacker auseinander genommen und festgestellt, dass das Gerät sehr simpel aufgebaut ist und dabei kam mir die Idee, dass man das auch in gross bauen könnte. Ich möchte also ein ca. 50kg schweres zylindrisches Eisen-Teil von einer großen Spule "einsaugen" lassen. Am unteren Ende wird ein nicht magnetischer Stempel befestigt, der auf das Werkstück schlägt und am oberen Ende wird eine Stange und eine Kopfplatte befestigt. Eine Feder drückt das Eisen-Teil nach oben, so dass es kaum in die Spule ragt. Bei Anlegen einer Spannung an die Spule wird das Eisen angezogen und beschleunigt.
Ich habe einen alten Schweisstrafo, der bei 40Volt 200Ampere bringt. Damit müsste man doch eine ausreichend große Spule antreiben können?
Leider habe ich wenig Ahnung von Spulen und daher meine Frage:
Wie groß muss die Spule sein um eine vernünftige Leistung (Schlag des Eisenkerns auf den Amboss) zu erreichen? Reicht mein Schweissgerät? Wie viele Wicklungen und wie dick sollte der Draht sein? Was ist mit Gegeninduktion? Womit auslösen? Normale Schalter werden wahrscheinlich in Rauch aufgehen.
Vielen Dank im Voraus

Frank
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Re: Magnethammer

Neuer Beitragvon BernhardS am Freitag 12. September 2008, 11:18

Hallo,

leider kann ich Dir auch nicht sagen wie man so eine Spule rechnet. In jungen Jahren habe ich
vielleicht mal was von Amperewindungen gehört, also Ampere mal Windungszahl, aber wie man
von da auf die Kraft kommt...??
Das 200A-Schalterproblem umgeht man klassisch damit, daß man die Netzspannung schaltet. Da
sind die Ampere entsprechend weniger, wenn das ein 380V Anschluss ist, sind es ja nur noch ein
paar Ampere - ich komm auf gut 4A.
Im Einschaltmoment natürlich das mehrfache davon, aber das geht noch.

Falls Du die Magnetkonstuktion wirklich angehen willst, wird es vermutlich nach dem Prinzip
"von Klein nach Groß" auf ein paar Versuchstypen rauslaufen.

Bernhard
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Re: Magnethammer

Neuer Beitragvon fbf am Freitag 12. September 2008, 11:32

Danke Bernhard,

das Schalterproblem ist also schon gelöst. Vielleicht findet sich ja jemand, der mir mit der Spule helfen kann.
fbf
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Re: Magnethammer

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Freitag 12. September 2008, 16:13

Hallo Frank,

eingangs gleich den Kommentar aus der Praxis: das hat man bis etwa 1955 mit dem Dampfhammer gemacht und seit der Einführung von hydraulischen Pressen ist das Thema bis auf ganz wenige Spezialanwendungen wie das Schmieden von Rohren für Feuerwaffen draussen vor.
Strassennamen wie "Auf dem Hammer" und ähnliche erinnern heute an diese lärmige Zeit.
Schon aus Lärmschutzgründen hat so etwas keine Chance mehr. Der Elektromagnet mit zunehmender Grösse gewinnt zwar an Masse, aber die langen Wege erreicht man nicht so ohne weiteres. Da müsste man schon mit feldverstärkenden Formteilen arbeiten, wie ineinander tauchende Konen, Keile oder ähnlich und da kommt man dann vielleicht auf 10 cm Weg. Das nächste Problem kommt mit der Geschwindigkeit eines solchen Systems. Der Magnet, wenn kräftig genug, ist dann schneller als die Fallgeschwindigkeit und du schmiedest die Aufhängung anstatt des Teils. Die Lösung liegt dann eher in einer Art speziell hierfür ausgelegtem Linearmotor. Auch eine hydraulische Lösung wäre allemal einfacher zu realisieren.
Ende der 50.er Jahre habe ich den Antrieb für die damaligen Stempler / Stanzen für die Lottoscheine entwickelt und habe auch so eine Art elektrisches Geschütz daraus abgeleitet. der Trick heisst Übereregung. Man speist den Magneten kurzzeitig mit der mehrfachen Versorgungsspannung. das Resultat: noch schnellerer Feldaufbau, kurzzeitig ein vielfaches an Kraft und wiederum noch höhere Geschwindigkeit.

Ich möchte dir das keineswegs vermiesen, aber glaube mir, es ist der falsche Weg. Auch musst du bedenken, dass in der Spule die selben Kräfte am Werk sind und daher für Dauerbetrieb nur vergossene, "zementierte" Spulen in Frage kommen. Darüber hinaus sind bei elektromagnetischen Systemen immer kleinstmögliche Luftspalte und Führungen wichtig, damit holst du dir die teure Maschinen und Anlagentechnik durch die Hintertür wieder mit ins Boot.

LG aus GR
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Re: Magnethammer

Neuer Beitragvon fbf am Montag 15. September 2008, 08:57

Hallo Erfinderlein,

vielen Dank für die ausführliche Antwort. Die Sache mit der Gegenkraft in der Spule ist ein ernst zu nehmendes Problem. Ich habe mich inzwischen etwas kundig gemacht, wie teuer die benötigten Einzelteile wohl wären und da muss ich dir leider Recht geben. Die Führungen für den "Stempel" und auch für die Hammerbacken aus Warmarbeitsstahl usw. wird man ein Vermögen los. Entweder es fällt mir noch etwas genial einfaches ein oder ich muss weiter bei e-bay nach gebrauchten Lufthämmern suchen.

LG

Frank
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