Metallverformung durch Kurzpulsmagnetfelder

Einleitung

Magnetismus ist ein Naturphänomen, das die Menschheit seit jeher fasziniert. Schon im Altertum wurde beobachtet, dass bestimmte Mineralien, wie z.B. Magneteisenstein, Eisen anziehen. Nachdem man festgestellt hatte, dass Magnetnadeln immer nach Norden zeigen, nutzte man diese mystische Eigenschaft in Form von Kompassnadeln zur Navigation. Erst erheblich später wurde 1820 von André Marie Ampére ein Zusammenhang von elektrischem Strom und Magnetismus entdeckt. Nun erfolgte schlagartig eine Entdeckungsphase, in der Michael Faraday, Emil Lenz und William Thomson (Lord Kelvin) von 1831 bis 1853 die Gesetzmäßigkeiten unseres heutigen physikalischen Verständnisses des Elektromagnetismus ergründeten. Kurz darauf wurde dieses neue Wissen in zahlreichen technischen Erfindungen wie dem Elektromotor, Generator, Relais usw. angewandt, um das Leben der Menschen zu erleichtern. Auch unsere heutige technisierte Welt wäre ohne auf dem Phänomen des Magnetismus basierende Errungenschaften wie Computerfestplatten, Telekommunikation, Kernspintomographie usw. undenkbar.
Auch ich bin seit frühester Kindheit tief von den Wirkungen elektromagnetischer Felder fasziniert. Nach ersten Begegnungen mit den Kraftwirkungen der durch Elektromagneten erzeugten Felder rückte immer mehr die Frage in den Vordergrund, ob es auch möglich sei, Metalle durch Magnetfelder abzustoßen. Im Laufe der Jahre wurden immer mehr Erfahrungen im Bereich der Elektrizitätslehre gemacht. Schließlich habe ich die Anwendung von sehr hohen Spannungen als Möglichkeit entdeckt, die Stromstärke von Magnetspulen bei kurzen Pulsentladungen von Kondensatoren stark zu erhöhen. Eine Begegnung mit dem sog. Thomsonschen Ringversuch, bei dem in einem Aluminiumring mit einer Feldspule ein Induktionsstrom erzeugt wird, durch dessen magnetisches Moment der Ring fortgeschleudert wird, führte zu weiteren Überlegungen. Ich stellte mir nun die Frage, ob man diesen Effekt nicht nutzen könnte, um Metalle durch den Abstoßungsvorgang so stark zu beschleunigen, dass sie verbogen werden. Bei Literaturrecherchen entdeckte ich ein schon fast in Vergessenheit geratenes Verfahren der siebziger Jahre, durch das man Metallbleche ohne Berührung verformen könne. Diese Möglichkeit faszinierte und inspirierte mich ein solches Gerät zu bauen. Die von mir festgelegte Zielsetzung dieses Projektes bestand im Allgemeinen aus zweierlei Dingen:

1.) die Konzipierung eines möglichst kompakten und funktionsfähigen Aufbaus, mit dem man Metalle elektromagnetisch verformen kann.
2.) genaue Analyse der Tauglichkeit dieses Umformverfahrens unter verschiedenartigsten physikalischen Bedingungen zum Einsatz in der Industrie.

Um diesen Zielsetzungen meinen Erwartungen entsprechend nachzukommen, mussten ein Energiespeicher, bestehend aus einer Vielzahl von Hochspannungskondensatoren, sowie verschiedenartigste „Werkspulen“ zur Metallblechverformung konstruiert werden.