DE2108485A1

DE2108485A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Hochener gie Impulsbearbeitung von Werkstoffen. Ver dichten, Extrudieren, Schmieden und dergl

Info

Publication number: DE2108485A1
Application number: DE19712108485
Authority: DE
Inventors: S V Chelminski
Original assignee: Bolt Associates Inc
Current assignee: Bolt Associates Inc
Priority date: 1970-02-24
Filing date: 1971-02-23
Publication date: 1971-09-09
Also published as: US3657917A; BE763405A; LU62642A1; GB1351013A; SE374694B; NL7102470A; CA966963A; JPS5340740B1; FR2078971A5

Description

r. 27-T.I.617079 19. Februar 1971

Bolt Associates, Inc., Norwalk, Connecticut / USA

Verfahren und Vorrichtungen zur Hochenergie-Impulsbearbeitung von Werkstoffen, Verdichten, Extrudieren, Schmieden und dergl.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum f Bearbeiten von Werkstoffen mit Hochenergieimpulsen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hochenergieimpuls-Verdichtung von pulverförmigem Werkstoff zu in ihrem Aufbau hochwertigen Erzeugnissen sowie auf das Hochenergie-Umformen und -Schmieden von Werkstoffen in Gesenken,

Die US-Patentschrift 3 376 723 zeigt Verfahren und Vorrichtungen zum Umformen von Werkstoff durch plötzliche Impulse. Wie dort beschrieben, wird eine frei bewegliche Kolbenmasse in Richtung auf einen zweiten Kolben beschleunigt, in dem eingeschlossenes, unter hohem Druck stehendes Gas plötzlich Λ freigesetzt wird. Der zweite Kolben ist von dem umzuformenden Werkstoff durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit getrennt, die benachbart zu dem Werkstoff angeordnet ist, so daß der durch den Stoß der beschleunigten Masse auf den «weiten Kolben erzeugte Impuls eine Ilochdruck-Stoßwelle in der Flüssigkeit erzeugt, wodurch der Werkstoff in die durch eine Gesenkausvorgegebene Form getrieben wird.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung zur Hochenergieimpuls-Wer&stoffumformung gemäß der vorliegenden Erfindung schlägt

10S837/1104 BADORIGiHAL

eine beschleunigte Kolbenmasse auf eine Doppelkolben—Hammer— einrichtung, die aus einem Paar von Kolben aufgebaut ist, die durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit getrennt sind, so daß eine in ihrer Wirkung starre wirksame Einrichtung zur Übertragung der Impulse auf den zu bearbeitenden Werkstoff geschaffen wird.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß ein mit einem der beiden Kolben verbundenes Gesenk in unmittelbarer Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstoff steht. Eine mechanische Verstärkung des Hochenergieimpulses kann man dadurch erreichen, daß man den mit dem Werkstoff in Berührung stehenden Abschnitt des Kolbens in geeigneter Weise formt.

Ein bedeutungsvoller Anwendungsbereich der Erfindung liegt in einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Hochenergieverdichtung von pulverförmigem Werkstoff in einem Vakuum zur Herstellung von in ihrem Aufbau hochwertigen Erzeugnissen. Pulverförmiger Werkstoff, wie Metallpulver oder pulverförmiges feuerfestes (refractory) Material wird in die Höhlung eines Gesenks gebracht; ein an einem der Kolben der Doppelkolben-Hammer einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angebrachtes Gesenk wird zur Verdichtung des Pulvers mit diesem in Arbeitsberührung gebracht. Die zwischen den zwei Kolben in der Doppelkolben-Hammereinrichtung angeordnete Flüssigkeit wird unter Druck gesetzt, um sowohl den Doppelkolben starr zu machen, als auch den pulverförmigen Werkstoff vorzuverdichten. Dann wird eine Kolbenmasse längs eines Zylinders beschleunigt und schlägt auf die Doppelkolben-Hammereinrieh« tung, wodurch, ein Hoelieriergieiwpuls das Pulver zwisehen, de:?

BAD OBtGlNAL

- 109837711OA

Gesenken verdichtet, so daß sich seine Teilchen verfeinden und ein hochwertiges Bauteil geschaffen wird. Man kann Impulse sehr hoher Energie und ausreichender Größe erhalten, um die Pulverteilchen fest miteinander zu verbinden zu einem hochwertigen Erzeugnis, das genau der Gesenkform entspricht.

Besondere Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtungen gemäß dieser Erfindung ergeben sich bei dem Vakuumformen von pulverförmigem Werkstoff zu in ihrem inneren Aufbau hoehwerti- " gen und in ihren Abmessungen genauen Erzeugnissen. Die Gesenkhöhlung wird nach dem Einfüllen des Pulvers luftleer gepumpt, vorzugsweise bis zu einem hohen Vakuum, dann wird das Pulver durch einen Hochenergieimpuls mittels einer beschleunigten Kolbenmasse verdichtet, die auf einen Doppelkolbenhammer schlägt, der ein Gesenk aufweist, das in Berührung mit dem Pulver steht. Dieses Hochenergie-Vakuumformen von pulverförmigen Werkstoffen erhält deren Reinheit und verbessert die Qualitätskontrolle der Endergebnisse, da eine Verbindung der Teilchen zu einem dichten homogenen Teil erreicht wird.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß Teile hoher Präzision mit bei Hochenergieumformung üblichen Umformgraden hergestellt werden können, wobei eine genaue Steuerung der Bedingungen für (a) die Vorverdichtung, (b) den aufgebrachten Enddruck und (c) den ümformgrad des zu verformenden Werkstoffs möglichst ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der neuen Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Darstellung von AusfUhrungsbeispielen und der Zeichnung.

109837/1104

Es zeigen:

Fig« 1 einen Schnitt zur Erläuterung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bearbeiten von Werkstoff mit Hochenergieimpulsen, beispielsweise zur Bearbeitung eines pulverförmigen Werkstoffs mit Hochenergieimpulsen, beispielsweise eines pulverförmigen Werkstoffs, wobei die verschiedenen Steuereinrichtungen der Vorrichtung nur schematisch dargestellt sind,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Doppelkolben-Hammereinrichtung, die bei dem in der Fig. 1 erläuterten Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von pulverförmigem Werkstoff mit Hochenergieimpulsen verwendet wird,

Fig. 3 im Schnitt die Doppelkolben-Hammervorrichtung, die bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß Fig. zum Schließumformen (transfer molding) von Werkstoff in ein Gesenk und

Fig. h einen Schnitt durch einen Teil der Doppelkolben-Hammervorrichtung, die bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wird, um einen Werkstoff zu schmieden.

In Fig. 1 wird ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstoff mittels Hochenergielmpulsen und einer entsprechenden Vorrichtung 10 gezeigt, die eine schwere Hochdruckpresse 12 umfaßt, die ein Gesenkteil 14 und einen Impulsgenerator ausgerichtet mit einer Doppelkolben-Hammervorrichtung 18

109837/11OA

hält, die ein Gesenkteil 19 aufweist, das in Berührung mit dem pulverförmigen Werkstoff 20 steht, der in einer Höhlung 22 des Gesenkteils 14 angeordnet ist.

Die Doppelkolben-Hammervorrichtung 18 ist in der Bohrung 24 ihres Hammerzylinders 25 angeordnet und besteht aus einem schlagaufnehmenden Kolben 26, einer Säule 28 aus unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit und einem ein Gesenk tragen- f den Kolben 30. Der das Gesenk tragende Kolben 30 ist bei der gezeigten Ausführungsform mit einem Verdichtungsgesenkteil ausgestattet, dessen Querschnittsfläche kleiner ist als die des Hauptkörpers des Kolbens 30, so daß eine Impulsverstärkung erzielt wird. Das Verdichtungsgesenkteil 19 hat die Gestalt eines stangenförmigen Stempels und ist mit dem Kolben 30 mittels eines Gewindeansatzes 32 verschraubt und ragt aus der unteren Fläche 34 des Kolbens 30 hervor; der Stempel ist so geformt, daß er eine Gesenkkammer 36 zwischen der unteren Fläche 34 und dem Gesenkteil 14 einschließt, wenn das Gesenk 19 in Arbeitsberührung mit dem pulverförmigen Werkstoff 20 steht. ä

Die Kammer 36 kann durch eine Hochvakuumpumpe 37 evakuiert werden, die in Wirkverbindung mit der Kammer 36 durch eine Leitung 38 und eine Durchtrittsöffnung 40 in dem unteren Gesenkteil 14 steht. Die Durchtrittsöffnung 40 und die Leitung 38 sind ausreichend bemessen, um ein hohes Vakuum in der Kammer 36 zu erzeugen, die mit der Gesenkhöhlung 22 durch den Spalt 42 zwischen dem Verdichtungsstempel 19 und dem unteren Gesenkteil 14 in Verbindung steht. Der Zylinder 25 ist druckdicht mit dem Gesenk 14 durch geeignet angeordnete Dichtungen 44 verbunden, so daß In der Gesenkhöhlung 22 eine

109837/1104

reine Atmosphäre zur Pulververarbeitung in Form eines hohen Vakuums geschaffen werden kann, wenn dies erwünscht ist.

Die Säule 28 von Hydraulikflüssigkeit wird durch eine Öffnung 47 mittels eines magnetbetätigten Ventils 49 durch eine hydraulische Drucksteuerung und einen Flüssigkeits-Speicherbehälter 45 unter Druck gesetzt. Die Flüssigkeitssäule 28 kann von Druck entlastet werden, um ein Herabfallen des Kolbens 26 zu ermöglichen. Die Flüssigkeitssäule 28 hat eine ausreichende vertikale Höhe, um eine Vorverdichtung des pulverförmigen Werkstoffs 20 im gewünschten Maß zu erreichen. Je größer der durch den Speicher 45 auf die Flüssigkeit 28 ausgeübte Druck ist, desto größer ist die Verdichtung des pulverförmigen Werkstoffs 20 und desto größer ist der vertikale Abstand zwischen den Doppelkolben 30 und 36.

Während des Betriebs des Hochenergie-Impulsgenerators 10 steht die Flüssigkeitssäule 28 unter ausreichendem Druck, um das Stempelgesenk 19 nach unten gegen den pulverförmigen Werkstoff 20 zu drücken und ihn vorzuverdichten, während der Kolben 26 nach oben gegen eine ringförmige Anschlagschulter 46 gedrückt wird. Der Kolben 26 trägt eine schlagaufnehmende Fläche 48, die nach oben einer Bohrung 50 eines Besehleunigungszylinders 52 zugekehrt ist, der eine zu beschleunigende Kolbenmasse 5¹* aufnimmt, die am anderen Ende der Bohrung 50 gehalten wird. Die Fläche 48 ist durch eine dünne Schicht 55 von Vakuumöl oder dergleichen geschützt, um eine Beschädigung der Kolbenmasse 5k und des Kolbens 26 zu verhindern,

Wegen dem hohen Druck der Flüssigkeitssäule 26, dem hohen Vakuum in der Gesenkkammer 36 und dem betriebsbedingten Vakuum

109837/1104

der Bohrung 50 sind zwischen den entsprechenden Kolben 26 und 30 und der Hammerbohrung 24 gasdichte Kolbenringdichtungen 56 und 57 angeordnet. Diese Dichtungen 56 und 57 behindern die Übertragung der Hochenergieimpulse auf den zu bearbeitenden Werkstoff nicht.

Der Impulsgenerator 16 umfaßt eine Einrichtung 60 zum plötzlichen Freisetzen von unter hohem Druck stehendem Gas, die , auch als "Luftgeschütz^M (air-gun) 60 bezeichnet wird. Das " "Luftgeschütz¹¹ 60 setzt unter hohem Druck stehendes Gas plötzlich durch seine Auslaßöffnungen 62 frei, die mit einer Kammer 64 in Verbindung stehen, die sich bis über die Kolbenmasse 54 erstreckt. Das unter hohem Druck stehende Gas wird von einer Hochdruckquelle 66 geliefert. Diese Hochdruckquelle 66 kann einen Hochdruck-Luftkompressor, einen Aufnahmebehälter, einen Druckregler und einen Filter enthalten. Die Druckquelle 66 steht über eine Zuführleitung 67 mit dem ^MLuftgeschütz" 60 in Verbindung. Dieses ^wLuftgeschütz" 60 ist eine Vorrichtung zum plötzlichen Freisetzen von unter hohem Druck stehendem Gas mit explosionsähnlicher Schnelligkeit, wie näher in Verbindung mit Fig. 15 der US-Patentschrift 3 379 273 |

beschrieben wird. Ein Signal zum Freisetzen des Gases wird von einer elektrischen Steuereinrichtung 68 durch ein elektrisches Kabel 69 zu einem magnetbetätigten Ventil 70 geleitet, das das plötzliche Freisetzen des kräftigen Gasdrucks aus dem "Luftgeschütz" 60 durch seine Auslaßöffnungen 62 bewirkt.

Die Kammer 64 ist mit möglichst kleinem Volumen ausgeführt und ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, beispielsweise Leichtöl, so daß die Druckbeaufschlagung der Kammer 64 durch das ^wLuftgeschütz^M 60 erreicht wird unter weitgehender Erhaltung des darin herrschenden Druckes, um die Kolbenmasse 54 entlang

109837/1104

der Bohrung 50 in Richtung auf die Doppelkolben-Hammervorrichtung 16 zu beschleunigen.

Die Kolbenmasse 54 hat ein erhebliches Gewicht und wird anfänglich am Ende der Bohrung 50 durch eine verriegelnde Haiteeinrichtung 72 gehalten, die eine hydraulisch belastete Nockenrolle aufweist, die eine Sperrnut 71 in einer den Kolben haltenden Stange 73 berührt, die einen kegelförmigen Schaft 70 auf der Kolbenmasse 54 aufweist. Haltekolben 72 sind gleitend in hydraulischen Zylinderführungen 74 aufgenommen und werden hydraulisch auf die Kolbenhaltestange 73 mittels eines federbelasteten hydraulischen Speichers 75 gedrückt, der über die hydraulischen Leitungen 76, 77 und 78 angeschlossen ist. Die hydraulisch belasteten Halteeinrichtungen 72 mit Nockenrollenverriegelung werden durch ein magnetbetätigtes Ventil 79 gelöst, das durch die Steuereinrichtung 68 über ein elektrisches Kabel 81 gesteuert wird.

Eine Gasauslaßöffnung 80 der Kammer 64 ist durch ein geeignetes Rohr 83 mit einem magnetbetätigten Auslaßventil 82 und einem magnetbetätigten Speicherventil 84 verbunden. Das Ventil 82 erlaubt das Austreten von Gas aus der Kammer 64 in die Umgebung durch einen Separator 84, um das Gas von dem Öl zu trennen, das verwendet wird, um die Kammer 64 zu füllen. Das Öl wird durch die Leitung 85 zur Kammer 64 zurückgeführt und das Gas wird durch einen Auslaß 86 an die Atmosphäre abgegeben. Das Ventil 84 steuert die Gasströmung zu einem Speicherbehälter 88, der so ausgelegt ist, daß er auf den Druck gebracht werden kann, der dem Gasdruck in der Kammer 64 entspricht, nachdem die Kolbenmasse 54 einen Schlag auf die Doppelkolben-Hammervorrichtung 18 ausgeführt hat.

109837/1 104

Ein magnetgesteuertes Ventil 90 ist in eine Leitung 92 eingesetzt, die den Gasspeichertank 88 Bit der Unterseite der Kolbenmasse 54 verbindet, wenn letztere auf der Doppelkolben-Hammervorrichtung 18 ruht.

Eine Evakuierungspumpe 94 für die Zylinderbohrung steht über ein magnetgesteuertes Ventil 96 und eine Leitung 98 mit der Bohrung 50 in Wirkverbindung. Diese Pumpe 94 evakuiert die Bohrung 50 auf einen sehr niedrigen Druck, so daß die kinetische Energie der beschleunigten Kolbenmasse 54 im wesentlichen verbraucht werden kann, wenn der Kolben auf die Fläche 48 des oberen Kolbens 26 der Doppelkolbenvorrichtung 18 schlägt.

Die elektrische Steuereinrichtung 68 ist mit den Zeitgeber-Schaltkreisen und den Schaltern versehen, die in geeigneter Aufeinanderfolge die verschiedenen magnetbetätigten Ventile und die Relais (nicht gezeigt) erregen, die die Pumpen steuern und das Auslösen des ^MLuftgesehützes" 60 steuern·

Beim Betrieb der Vorrichtung 10 zur Bearbeitung von Werkstoff mittels Hochenergieimpulsen ist die Kolbenmasse 54 in der gezeigten Haltestellung angeordnet und die Beschleunigungsbohrung 50 ist durch die Pumpe 94 evakuiert.

Der zu bearbeitende pulverförmige Werkstoff wird zuerst chemisch gereinigt und dann unter einer chemisch reinen inerten Atmosphäre, beispielsweise Helium oder Stickstoff gehalten, so daß seine einzelnen Teilchen sorgfältig gereinigte Oberflächen haben, die eich unter der Verdichtung durch die Vorrichtung 10 verbinden und kalt miteinander verschwelet werden.

BAD ORIQINAL

109837/1104

Der große Kolben 13 und die Platte 11 der schweren Presse 12 werden entlang den vertikalen Führungssäulen 99 der Presse 12 abgesenkt, um die Gesenkhöhlung 22 freizugeben, und eine abgemessene Menge des reinen pulverförmiger! Werkstoffs wird in die Höhlung 22 gegeben, wobei eine inerte Atmosphäre aufrecht erhalten wird« Dann wird die Presse betätigt, um das Gesenk 14 anzuheben, um die Dichtungen 44 des HammerZylinders 25 zu berühren und die Kammer 36 gasdicht und fest zu verschließen.

Die Hochvakuumpumpe 37 wird dann betätigt und verringert den Druck in der Kammer 36 rasch auf den gewünschten, sehr niedrigen Betriebsdruckbereich. Gleichzeitig wird die Höhlung 22 evakuiert und kurz danach wird die Flüssigkeitssäule 28 unter Druck gesetzt, wodurch der Kolben 26 gegen die ringförmige Anschlagfläche 46 gedrückt wird und das Stempelgesenk 19 das Pulver 20 zusammendrückt. Diese Vorverdichtung des Pulvers 20 wird weitergeführt, bis eine optimale Vorverdichtung erreicht wird, wie sie vorher für die bestimmte Art des zu bearbeitenden pulverförmigen Werkstoffs 20 festgelegt wurde. Wenn die gewünschte Vorverdichtung erreicht ist, wird sie gehalten. In diesem Zeitpunkt ist die Doppelkolben-Hammervorrichtung 18 wirksam und vollständig in den starren Zustand gebracht und somit zur übertragung eines Hochenergieimpulses von der Kolbenmasse 54 auf den pulverförmigen Werkstoff 20 vorbereitet. Die obere Platte 100 der Presse 12 wird an den Führungssäulen 99 mittels großer Verschraubungen 101 festgelegt, die mehrere abnehmbare Abstandshiilsen 102 halten, die die Platte 10 gegen Verriegelungsringe 103 nach unten drücken.

BAD ORtQINAL

10S837/1104

Dann wird das "Luftgeschütz" 60 betätigt und liefert plötzlich eine unter hohem Druck stehende Gasmenge, beispielsweise in der Größenordnung von 70 bis 700 kg/cm (lOOO bis IO 000 pounds per square inch)j das Gas gelangt in die Kammer 64 gerade nachdem die Halteeinrichtungen 72 ihre Verklammerung der Haltestange 73 der Kolbenmasse 5k gelöst haben.

Die Kolbenmasse 54 wird nun in Richtung auf die Doppelkolben- f Hammervorrichtung 18 unter der Kraft des unter Druck stehenden Gases in der Kammer 6k getrieben. Die Kolbenmasse 5k erreicht eine hohe Geschwindigkeit und schlägt auf die Schicht 55 aus schützendem, gegen Stoßbeanspruchung unempfindlichen Öl auf der Fläche 48 des Kolbens 26. Der Schlag der Kolbenmasse 5k setzt einen hohen Energieimpuls auf die Hammervorrichtung frei, die diesen Impuls auf das Stempelgesenk 19 überträgt. Das Stempelgesenk 19 verdichtet daraufhin den pulverförmigen Werkstoff 20 so stark und in so kurzer Zeit, daß die Pulverteilchen miteinander verbunden werden und ein dichtes, kompaktes, genau geformtes Teil bilden.

In diesem Zeitpunkt ist die Kolbenmasse 5k auf der Fläche 48 ' zur Ruhe gekommen, und der Druck in der Kammer 64 und in dem Abschnitt der Bohrung 50 über der Kolbenmasse 5k bleibt auf einem bestimmten Wert. Das Ventil 84 wird geöffnet und der Behälter 88 gerät unter Druck durch das Gas in der Kammer und in der Bohrung 50. Daraufhin wird das Ventil 84 geschlossen und die Ventile 82 und 90 werden geöffnet. Der Druck in der Flüssigkeitssäule 28 wird abgesenkt, um den Kolben 26 ausreichend abzusenken, damit das Gas aus der Leitung 92 die Kolbenmasse 54 zurück in ihre anfängliche gezeigte Haltestellung anheben kann. Wenn die Kolbenmasse 54 in ihre anfäng-

BAD ORKaINAL

109837/1104

liehe Haltestellung angehoben wird, wird das überschüssige Gas in der Kanaer 64 durch die Öffnung 80, die Leitung 83, das Ventil 82, den Öl-Gas-Separator 84 und dessen Auslaßöffnung zur Atmosphäre geleitet.

Der große Kolben 13 und die Platte 11 der Presse 12 verden nun abgesenkt, um auch das Gesenk 14 abzusenken, um das Herausnehmen des geformten Teils aus der Gesenkhöhlung 22 zu ermöglichen· Eine Stößelstange 97 wird verwendet, um das geformte Teil aus dem Gesenk zu entfernen. Dann wird eine neue Ladung von pulverförmiger Werkstoff in die Gesenkhöhlung 22 eingebracht und ein weiteres Teil kann nach dem beschriebenen Verfahren geformt werden.

In Fig. 3 ist ein Teil einer Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstoff mittels Hochenergieimpulsen gezeigt, die der Vorrichtung nach Fig. 1 ähnlich ist, sie ist jedoch zum Fließumformen (transfer molding) eines vorgeschnittenen Materialblocks 120 in eine Gesenkhöhlung 122 eines unteren Gesenks 114 geeignet. Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird eine inerte Atmosphäre durch die Leitung 38 und die Öffnung 40 eingeführt, so daß alle Spuren der Atmosphäre in der Gesenkkammer 36 und der Gesenkhölhlung 122 hinausgespült werden. Die Flüssigkeitssäule 28 ist vorzugsweise auf einen Druckwert vorgespannt, der etwas unterhalb des Wertes liegt, der zum Fließen des warmen oder kalten Materials 120 in die Gesenkhöhlung 122 notwendig ist. Der Schlag der Kolbenmasse 54 (siehe Fig. l) der Doppelkolbeia-Hammervorrichtung 18 drückt dann das Material 120 in die Gesenkhöhlung 122.

Fig. 4 zeigt einen Abschnitt einer Vorrichtung zur Umformung von Werkstoff mittels Hochenergieimpulsen ähnlich der in den

BAD ORTGINAL 109837/1104

Fig. 1 und 2 gezeigten, wobei diese jedoch zum Schmieden eines Materials 120 geeignet ist. Bei dieser Vorrichtung ist ein Kolben 30 vorgesehen mit einer Gewindebohrung 32 zur Aufnahme eines Schmiedegesenks 132 mit einer konkaven Gesenkfläche 134, die in pressende Berührung mit dem zu schmiedenden Material 130 gebracht wird. Die Unterseite des Materials 130 wird ebenfalls in eine Form geschmiedet,

die durch eine Höhlung 136 in einem Gesenk 138 bestimmt %

ist, das auf der unteren Platte 11 der schweren Presse * 12 ruht.

Wenn gewünscht, kann die Kammer 36 durch die Öffnung 40 und die Leitung 38 evakuiert werden, oder es kann eine inerte Atmosphäre in die Kammer eingeführt werden. Die Dichtungen 44 schaffen einen gasdichten Abschluß der Kammer 36, wenn die Presse 12 das Gesenk 14, 114 oder 138 gegen die Dichtungen 44 nach oben drückt, die in dem unteren Rand des Hammerzylinders 25 angeordnet sind.

Die Verbindungen von der elektrischen Steuereinrichtung 68 A zu den zu steuernden Geräten sind in Fig. 1 mit den Buchstäben V, W₁ X, Y, Z angedeutet.

SAD OfMGINAL

U CJ 'j Οι' Si ·.'

Claims

- 14 Patentansprüche

1.)Verfahren zur Bearbeitung von Werkstoff mittels Hochenergie« impuls, wobei der zu bearbeitende Werkstoff in die Arbeitsstellung zwischen ein erstes und ein zweites Gesenk gebracht wird, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Eine vorspannende Kraft wird aufgebracht, die die Gesenke in Richtung aufeinander zu drückt und dadurch eine vorverdichtende Kraft auf den Werkstoff zwischen den Gesenken ausübtf

ein massiver Kolben wird entlang einem Zylinder in einer Richtung beschleunigt, die mit dem ersten und zweiten Ge-» senk fluchtet,

der massive Kolben schlägt wirksam auf das erste Gesenk und treibt das erste Gesenk gegen das zweite Gesenk, um einen Hochenergieimpuls zur Bearbeitung des Werkstoffs zwischen den Gesenken aufzubringen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den zu bearbeitenden Werkstoff umgebender Bereich abgedichtet wird und eine kontrollierte Atmosphäre in diesem Bereich hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kontrollierte Atmosphäre einen unter atmosphärischen Druck abgesenkten Gasdruck aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kontrollierte Atmosphäre ein Inertgas ist.

^ BAD ORtOfNAL

10 0 8 17/1104

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zu bearbeitende Werkstoff ein Pulver ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die vorverdichtende Kraft, die auf den Werkstoff aufgebracht wird, einen Druck zwischen den Pulverteilchen erzeugt, der diese eng in einen verbindenden Zustand bringt, und daß der nachfolgende Hochenergieimpuls die

Pulverteilchen verbindet.

7. Vorrichtung zum Umformen eines Werkstoffs unter Anwendung eines plötzlichen Hochenergieimpulses einer beschleunigten Kolbenmasse, die in einem Zylinder bewegt wird, und mit einem Hammer, auf den die Kolbenmasse schlägt, gekennzeichnet durch eine Doppelkolben-Hammervorrichtung (18) mit einem ersten Kolben (16), der die Schlagkraft der beschleunigten Kolbenmasse (54t) aufnimmt, mit einem zweiten Kolben (30), an dem ein Gesenk (i9_v oder 132) angebracht werden kann, das in Arbeitsberührung mit dem zu bearbeitenden Werkstoff (20, 120, 132) steht, einen festen und starren Zylinder (25)t der den ersten und den zweiten Kolben umgibt, eine j Einrichtung (45, 47) zum Zuführen und Vorspannen einer " im wesentlichen inkompressiblen Flüssigkeit (28) in dem festen und starren Zylinder (25) zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben, um eine starre, den Schlag übertragende Hammervorrichtung (l8) zu schaffen, wobei das Vorspannen der Flüssigkeit (28) eine Vorverdichtung des zu bearbeitenden Materials durch das Gesenk (19 oder 132) verursacht.

BAD ORIGINAL

1 09837/1104

8* Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (.30) mit einer Verbindungseinrichtung (32) versehen ist, daß ein Gesenkteil (l9) durch die Verbindungseinrichtung gehalten wird, daß ein zweites Gesenk (ih oder 114) eine Gesenkhöhlung (22 oder 122) hat zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstoffs, daß sich das Gesenkteil (19) in di< Gesenkböhlung erstreckt und eine Gesenkfläche hat, die wesentlich kleiner als die Fläche des zweiten Kolbens (30) ist, auf die die unter Druck stehende Flüssigkeit (28) wirkt, so daß ein erhöhter Bearbeitungsdruck für den Werkstoff durch das Gesenkteil (l9) auf den zu bearbeitenden Werkstoff ausgeübt werden kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß Dichteinrichtungen (hk) vorgesehen sind, um den das Gesenk umgebenden Bereich abzudichten, und eine Pumpeneinrichtung (37) zum Evakuieren dieses Bereichs.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlageinrirhtung (V(>) vorgesehen ist, die der erste Kolben (26) berührt, um den ersten Kolben gegen die durch die unter Druck .stehende Flüssigkeit (28) ausgeübte Kraft zu halten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltestange (73) auf der Kolbenmasse vorgesehen ist, daß die Haltestange sich in einer Richtung weg von der Doppelkolben-Hammervorrichtung (18) erstreckt, und daß lösbare Halteeinrichtungen (72) mit der Haltestange in Eingriff treten können, um die Kolbenmasse in ihrer Ausgangsstellung in dem ZyI index 711 holten.

BAD ORJGtNAL

i Π 9 Π Ί 7 / 1 1 0 Λ

Leerseite