DE2517401B2 - Presse zur Behandlung von Produkten unter hohem Druck - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Presse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Presse ist bekannt aus der DE-AS 18 13 403.

Solche Pressen werden u. a. zur isostatischen Komprimierung von Pulverkörpern, Widerstandselementen usw. bei Drücken in der Größenordnung von 1000-10 000 Bar Bar verwendet. Der Zylinder wird außerhalb des Pressenrahmens mit den zu behandelnden Einzelteilen beschickt. Anschließend wird er in den Pressenrahmen eingesetzt. Es wird ihm ein Druckmittel zugeführt, und nach der Behandlung wird er herausgenommen und außerhalb des Rahmens entleert.

Bei Pressen dieser Art muß die Hochdruckkammer bei ganz hineingeschobenen Endverschlüssen eine kleinere Länge als die Fensteröffnung des Pressenrahmens haben, so daß man ein zum Einsetzen und Herausnehmen der Kammer erforderliches Spiel zwischen den Endverschlüssen und dem Rahmen erhält. Wenn der Druck in der Kammer erhöht wird, werden die Endverschlüsse dadurch zunächst herausgeschoben, bis sie mit Stützflächen des Pressenrahmens in Kontakt kommen, und dann werden sie nur noch um die Strecke bewegt, um welche die Stützfläche bei Belastung zurückfedert. Aufgrund der Reibung zwischen den Verschlüssen und dem Zylinder ist die Druckkammer fortwährend auch nach der Druckentlastung mit einer nicht unbedeutenden Kraft zwischen den Stützflächen des Pressenrahmens eingespannt. Dies erschwert das Herausnehmen der Druckkammer. Die Endverschlüsse müssen daher in ihre innerste Lage im Zylinder zurückgeführt werden, um die für die Handhabung geeigneten Spiele zwischen den Endverschlüssen und den Stützflächen wieder zu erhalten.

Bei der aus der DE-AS 18 13 403 bekannten Presse ist ein Kolben in den unteren Endverschluß oder in das Joch des Pressenrahmens eingebaut. Hierdurch wird der

lastaufnehmende Querschnitt im Endverschluß direkt unter dem Druckkammerraurn verkleinert. Gleiches gilt für die lastübertragende Kontaktiläche zwischen Endverschluß und Pressenrahmen. Bei verhältnismäßig niedrigem Preßdruck bringt dies keine oder nur geringe Nachteile mit sich. Bei sehr hohen Arbeitsdrücken, beispielsweise bei einem Arbeitsdruck über 4000 Bar, stellt dies jedoch aus Festigkeitsgründen einen großen Nachteil dar. Dies gilt vor allem für den unteren Endverschluß, der neben den hohen Preßdrücken auch durch das Gewicht der Charge belastet wird. Ebenso bereitet das Aufhängen eines Tragrings für den Endverschluß mit Hilfe von Federeinheiten bei kleinem Durchmesser des Preßzylinders keine Probleme, wohl aber bei großen Zylinderdurchmessern. Es fehlt an Platz für ausreichend starke bzw. eine ausreichende Anzahl von Federeinheiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse der eingangs genannten Art in der Weise weiter zu entwickeln, daß in raumsparender Weise ein Endverschluß in den Druckkammeiraum gedrückt werden kann, ohne daß die Belastungsfähigkeit des Endverschlusses durch die hierfür erforderlichen Einrichtungen herabgesetzt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabt: weist eine Presse nach dem Oberbegriff des Anspruches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches genannten Merkmale auf.

Der Betätigungsmechanismus nach der Erfindung stellt eine bedeutende Vereinfachung dar, durch welche die Herstellung erleichtert und verbilligt wird und man die Möglichkeit erhält, einfacheres Konstruktionsmaterial zu verwenden. Eine Schwächung des in der Verlängerung des axialen Querschnittes der Druckkammer liegenden Teiles des Endverschlusses findet nicht statt. Da der über den Druckkammerdurchmesser hinausragende Flansch einen relativ kleinen Durchmesser hat, kann bei gegebenem Raum ein kräftiger Befestigungsring für den Flansch verwendet werden. Der hydraulische Druck, durch welchen der Endverschluß in die Druckkammer hineingeschoben wird, kann beim Wegnehmen des Pressenrahmens aufrechterhallen werden, ohne daß ein mechanischer Kontakt zwischen dem als Kolben arbeitenden Teil und dem Joch des Pressenrahmens besteht. Durch das Aufrechterhalten des hydraulischen Druckes; kann ein Herunterfallen des unteren Endverschlusses infolge der auf ihm lastenden Charge verhindert werden.

Der andere Endverschluß, d. h. im Beispiel der obere, könnte genauso wie der untere ausgebildet sein. Es ist jedoch zu bedenken, daß das Hineinschieben des Endverschlusses nur bei dem unteren Endverschluß einer vertikalen Presse problematisch ist, da dieser Endverschluß mit seinem Eigengewicht und dem Chargengewicht in Richtung aus der Druckkammer heraus belastet ist. Der obere Endverschluß dagegen strebt mit seinem Eigengewicht in die Druckkammer hinein, so daß zum Hineinschieben dieses Endverschlusses lediglich die Reibungskräfte der Dichtung minus dem Gewicht des Endverschlusses zu überwinden sind. Dies kann auf relativ einfache Weise mit verhältnismäßig einfachen und selbst provisorischen Werkzeugen oder Vorrichtungen erreicht werden.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels der Erfindung soll diese näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Presse mit einer Hochdruckkammer, der von einem Ständer und einem

beweglichen Pressenrahmen getragen wird, und zwar in einer Lage dicht an der Hochdruckkammer, F i g. 2 eine Seitenansicht der F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie ö-flin F \ g. 2, F i g. 4 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch den unteren Teil des Zylinders der Hochdruckkammer, den unteren Endverschluß und den oberen Teil des unteren Jochs des Pressenrahmens.

In den Figuren bezeichnet 1 einen Ständer, der einen Hochdruckzylinder 2 trägt. Der Ständer hat zwei Lageraugen 3, in denen eine Stange 4 sitzt. Der Zylinder hat ebenfalls zwei Lageraugen 5 mit der Stange 4 angepaßten Lagerflächen. Der Abstand zwischen den äußeren Flächen der Lageraugen 5 ist kleiner als der Abstand zwischen den inneren Flächen der Lageraugen 3. Dies bedeutet, daß der Zylinder um eine Strecke axial verschiebbar ist, die dem Unterschied des Abstandes zwischen den genannten Flächen entspricht. Der Zylinder ruht normalerweise auf dem unteren Auge 3, wobei sich zwischen den oberen Augen 3 und 5 ein Spalt 6 bildet, der es ermöglicht, die Höhenlage des Zylinders im Verhältnis zur Fensteröffnung im Pressenrahmen etwas zu justieren. Der Zylinder 2 ist mit einem oberen Endverschluß 7 und einem unteren Endverschluß 8 verschließbar, die beide ein Stück in den Zylinder hineinragen. Der obere Endverschluß ist mit einem Entlüftungskanal 9 versehen. Der untere Endverschluß ist mit einem Kanal 10 für die Zufuhr des Druckmittels von einer nicht gezeigten Druckmittelquelle versehen. Der untere Endverschluß 8 ist wie ein Kolben 8i> ausgebildet, der in einem Zylinder läuft, der von einem Ring 11 (Fig. 1) bzw. 27 gebildet wird. Zur Presse gehört ein verschiebbarer Pressenrahmen 12, der von den Rädern 13 getragen wird, die auf in den Boden 15 versenkten Schienen 14 laufen. Der Pressenrahmen besteht in bekannter Weise aus einem oberen Joch 16, einem unteren Joch 17 und einem Paar Distanzstücken 18 (Fig. 2). Diese vier Teile werden von einem vorgespannten Bandmantel 19 zusammengehalten. Der Pressenrahmen ist zwischen den in Fig. 1 und Fig. 3 gezeigten Lagen durch einen Betätigungszylinder 20 verschiebbar. Die öffnung des Pressenrahmens ist etwas größer als der Abstand zwischen den Stirnflächen der Endverschlüsse, wenn diese ganz in den Hochdruckzylinder eingeschoben sind. Der Zylinder ist in einer solchen Höhenlage fixiert, daß das Spiel 21 und 22 zwischen den Jochen des Pressenrahmens und den Endverschlüssen des Zylinders ungefähr gleich groß ist. Wie Fig. 4 zeigt, hat der untere Endverschluß einen inneren Teil 8a mit einem dem Zylinder 2 angepaßten Durchmesser und einer Nut bzw. einem Absatz für eine Dichtung 25, einen Mittelteil 86 mit einer Nut für eine Dichtung 26 sowie einen äußeren Teil 8c mit kleinerem Durchmesser als der Mittelteil Sb. Ein Ring 27 ist mit Bolzen 34 am Zylinder 2 befestigt. Der dicht am Hochdruckzylinder 2 liegende Teil 27a hat einen inneren Durchmesser, welcher dem Mittelteil 86 des Endverschlusses angepaßt ist, und dessen unterer Teil 27b hat einen Innendurchmesser, welcher dem äußeren Teil 8c des Endverschlusses angepaßt ist. Im Teil 27b

befindet sich eine Nut für eine Dichtung 28. Der untere Endverschluß 8 bildet somit einen Ringkolben und der Ring 27 einen Zylinder, in dem der Ringkolben läuft. Der Mittelteil des Endverschlusses bilde! eine ringförmige Kolbenfiäche. Der Raum 30, der aus den Teilen Sb und 8c des Endverschlusses sowie aus der zylindrischen Flache des Ringes 27 im Teil 27a und der inneren, ebenen Fläche des Teils 276 gebildet wird, steht durch einen Kanal 31 und nicht gezeigte Leitungen und Ventile mit einer nicht gezeigten Druckmittelquelle in Verbindung. Im Teil 27a befindet sich ein radialer Kanal 33, durch den der Raum zwischen dem Hochdruckzylinder 2 und dem Teil Sb mit der Atmosphäre außerhalb des Zylinders 2 in Verbindung steht.

Die Presse arbeitet wie folgt: Der Arbeitsraum 32 wird mit Gut beschickt, der obere Endverschluß 7 wird in den Zylinder 2 eingesetzt, so daß sich eine geschlossene Druckkammer bildet. Dann wird der Pressenrahmen von der in Fig. 1 in die in Fig. 3 gezeigte Lage verschoben. Der Raum 30 ist während der Verschiebung des Pressenrahmens mit Druckmittel gefüllt, so daß der untere Endverschluß in seiner oheren, in F i g. 4 gezeigten Lage gehalten wird. Infolgedessen liegt die untere Fläche des unteren Endverschlusses etwas höher als die Fläche des Joches 17, und es bildet sich ein Spalt 22, der es gestattet, den Pressenrahmen 12 in die in Fig. 3 gezeigte Lage zu schieben. Der obere Endverschluß 7 wird so weit wie möglich in den Hochdruckzylinder hineingeschoben, so daß sich ein Spalt 21 zwischen dem oberen Endverschluß und der kraftaufnehmenden Fläche des oberen Joches 16 des Pressenrahmens bildet. Wenn sich der Pressenrahmen in der in F i g. 3 gezeigten Lage befindet, wird der Zylinderraum 30 über ein Ventil mit einem Sammelbehälter für Druckmittel verbunden, so daß das Druckmittel frei aus dem Raum 30 herausströmen kann. Durch das Gewicht des Materials und des Druckmittels im Druckkammerraum 32 wird der untere Endverschluß 8 nach unten gepreßt, wodurch er in Kontakt mit dem Joch 17 kommt. Nun wird Druckmittel durch den Kanal 10 im unteren Endverschluß 8 in den Raum 32 eingelassen, der dabei zunächst durch den Kanal 9 im oberen Endverschluß 7 entlüftet wird. Wenn ein Ventil im Entlüftungskanal geschlossen wird, wird der Druck in der Druckkammer auf den gewünschten Arbeitswert gesteigert. Nach abgeschlossener Behandlung wird die Druckkammer mit einem Sammelbehälter für Druckmittel verbunden. Gleichzeitig wird der untere Endverschluß in seine innere Lage gehoben, indem Druckmittel in den Zylinderraum 30 eingeführt wird, so daß man auf der ringförmigen Kolbenfläche des Teils Sb eine nach oben gerichtete Kraft erhält. Der obere Endverschluß 7 wird mit Hilfe einer nicht gezeigten Vorrichtung in seine innere Lage gepreßt. Es bilden sich wieder die Spalte 21 und 22 zwischen den Endverschlüssen 7 und 8 und den Jochen 16 und 17, so daß der Pressenrahmen 12 ohne Schwierigkeiten in die in F i g. 1 gezeigte Lage zurückgeführt, der obere Endverschluß abgehoben, das behandelte Material herausgenommen und die Druckkammer erneut chargiert werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunpen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Presse zur Behandlung von Produkten unter hohem Druck, beispielsweise zur isostatischen Komprimierung von Pulverkörpern, mit einer Hochdruckkammer aus einem vorzugsweise vertikalen Hochdruckzylinder, in den mit einem Flansch versehene Endverschlüsse hineinragen, mit einem Rahmen mit einer Fensteröffnung, die etwas größer ist als die Länge der Hochdruckkammer bei vollkommen hineingeschobenen Endverschlüssen, welcher Rahmen die Hochdruckkammer während des Preßvorgangs umgibt und die axialen Kräfte aufnimmt, die ein Druckmittel in der Druckkammer auf die Endverschlüsse ausübt, und mit einem Ständer für die Druckkammer, welcher diese in einer solchen Lage hält, daß sich Spalte zwischen dem Rahmen und den Endverschlüssen der Kammer bilden, wenn diese in ihre innerste Lage in den Zylinder hineingeschoben sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei einem der Endverschlüsse (8) der Flansch (Sb) als Ringkolben ausgebildet ist, der in axialer Richtung zwischen zwei durchmesserkleineren Abschnitten (8a, Sc) des Endverschlusses liegt, und daß der Flansch (Sb) in den Ringzylinderraum (30) eines mit dem Hochdruckzylinder (2) fest verschraubten Ringes (27) eingepaßt ist und dort druckbeaufschlagbar ist.