Vorrichtung zum Erzeugen sehr hoher Drucke
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen sehr hoher Drucke, die in der Erforschung der physikalischen Eigenschaften von festen Stoffen, der Bildung neuer Materialien durch Änderung der Phase oder Änderung der physikalischen Eigenschaften der festen Körper und ähnliche Zwecke benutzt werden kann, und insbesondere auf Vorrichtungen dieser Art, um Druck auf die Oberflächen von Polyedern auszuüben, die mindestens zwei gegenüberliegende parallele Flächen besitzen.
Es ist bekannt, dass im Inneren eines Gegenstandes hohe Drucke erzeugt werden können, wenn dieser mit Kolben zusammengepresst wird. Um sehr hohe Drucke zu erreichen, wird die Fläche des den Druck ausübenden Kolbens, z. B. seine vordere, den Körper berührende Oberfläche, gegenüber der den Druck empfangenden, rückwärtigen Fläche stark verkleinert, wodurch an der den Druck ausübenden Fläche eine grössere Kraft wirksam wird, die dem Verhältnis der beiden Flächen proportional ist. Das Verfahren zum Zusammenpressen von Körpern, bei dem nach dem oben erläuterten Prinzip der Kolben eine verkleinerte Oberfläche, mit der der Druck ausgeübt wird, hat, ist bekannt. Beim Zusammenpressen von Körpern werden gewöhnlich zwei oder mehr Kolben verwendet, die zusammenwirken, weil der grösste Teil des aufgewendeten Druckes nur in der Richtung, in der dieser angewendet wird, übertragen wird.
Bisher wurden zwei Arten von Vorrichtungen für die Erzeugung von sehr hohen Drucken von 100000 Atmosphären oder mehr in festen Stoffen entwickelt.
Bei der einen Art wird der feste Körper durch das Andrücken von Kolben auf zwei parallele Flächen des Körpers zusammengepresst und zugleich an seinem Umfang festgehalten.
Von diesen Polyedersystemen sind gewöhnlich zwei Arten in praktischem Gebrauch, die eine wird benutzt, um sehr hohe Drucke auf Körper auszuüben, die Tetraederform mit vier gleichseitigen dreieckigen Flächen haben, und die andere für kubische Körper oder Hexameter. Während in den bilateralen Drucksystemen vom Kolben-Zylinder-Typ der Körper zwei Drucken ausgesetzt ist, die längs einer Achse des Körpers in entgegengesetzter Richtung wirken, erzeugt das polyedrische Drucksystem zusammendrückende Kräfte oder Drucke, die auf die entsprechenden Oberflächen eines Polyeders wirken, und ist dadurch gekennzeichnet, dass in den entsprechenden Richtungen gleichmässige Drucke erreicht werden.
Bei den tetraedrischen Vorrichtungen, die spezielle Techniken und grosse Genauigkeit in der Herstellung verlangen, um die vier Kolben in bestimmten Raumwinkeln zu den entsprechenden Bezugsebenen anzuordnen, werden die Kolben, wenn sie radial nach innen getrieben werden, verschiedenen Drucken oder Rückstosskräften ausgesetzt, wegen der Schwierigkeit, die entsprechenden Achsen der Kolben an einem Punkte zum Schneiden zu bringen, der zugleich der Arbeitspunkt der Vorrichtung ist. Dieser ungleichmässige Druck auf die Kolben führt häufig zu deren Bruch. Der Bruch der Kolben bedeutet aber einen grossen ökonomischen Verlust, weil sie aus teuren harten Werkstoffen hergestellt sind, ohne die die hohen Drucke nicht erzeugt werden könnten.
Auch wenn das hexaedrische System frei von solchen Mängeln ist, so hat doch jeder dieser bekannten Apparate den gleichen unangenehmen Fehler, dass es nämlich unmöglich ist, die sechs Kolben mit genau gleichem Hub vorzutreiben. Die sechs Kolben sind in entsprechenden Zylindern gefasst, um hydraulisch betätigt zu werden, und, selbst wenn sie unabhängig voneinander, unter hohem Druck aufgepresst werden, kann ein gleicher Kompressionshub nicht aufrechterhalten werden. Der zu pressende Körper hat gewöhnlich begrenzte Abmessungen und kann nur begrenzten Kompressionshüben der Kolben ausgesetzt werden, weshalb sich jede Ungleichmässigkeit im Hub der Kolben als Fehler der Vorrichtung erweist.
Es sind Vorschläge gemacht worden, für die Steuerung des hydraulischen Antriebes der Kolben elektrische oder elektronische Vorrichtungen zu verwenden, die den Hub der Kolben synchronisieren sollen. Obwohl solche Vorrichtungen, was die Synchronisierung der Kolbenbewegung betrifft und besonders wenn der Hub sehr begrenzt ist, sehr wirksam sind, so machen sie doch das gesamte Druckgerät sehr kompliziert und ausserordentlich teuer.
Die Vorrichtung zum Erzeugen sehr hoher Drucke entsprechend der Erfindung enthält mehrere Druckkolben, die räumlich von verschiedenen Seiten her auf den unter Druck zu setzenden, zwischen den Kolben angeordneten Körper einwirken, und ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei in einer Achse angeordnete und gegeneinander verschiebbare primäre Kolben vorgesehen sind, die bei ihrer Annäherung über verschiebbare Drucklager auf mindestens drei in einer zur Achse der primären Kolben senkrechten Ebene und zwischen diesen angeordnete sekundäre Kolben unter Einwärtsbewegung auf den unter Druck zu setzenden Körper einwirken.
Die Erfindung soll nun mit Hilfe der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Prinzip eines hexaedrischen Drucksystems zur Erzeugung hoher Drucke zeigt.
Fig. 2 und 3 zeigen schematisch die Erzeugung des sehr hohen Druckes nach dem polyedrischen Drucksystem.
Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Erzeugen sehr hoher Drucke nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Mitte der Vorrichtung zur Erzeugung hoher Drucke nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung, bei der der Deutlichkeit halber einige Teile weggelassen wurden.
Fig. 7 ist eine Frontansicht der gesamten Vorrichtung.
Fig. 8 und 9 sind Diagramme, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zeigen.
Es wurde gefunden, dass die Synchronisierung der Kolben durch rein mechanische Mittel sehr vorteithaft gegenüber der elektrischen oder elektronischen Synchronisierung ist. Eine mechanische Synchronisierung kann beispielsweise nach der genannten Erfindung der Engineermg Supervision Company der USA erreicht werden. Das Arbeitsprinzip des polyedrischen Drucksystems dieser Erfindung sei anhand der Fig. 2 kurz erläutert.
Um Druck auf einen festen Körper M auszuüben, wird mindestens ein Kolben oder, wie er in der Veröffentlichung genannt wird, der Amboss I mit der Dmckkraft F gegen den festen Körper M gepresst, so dass letzterer nach unten gedrückt wird und, wie in Fig. 2 zu sehen ist, mit den vorderen Endflächen der anderen Kolben II und III in Berührung kommt, die auf diese Weise ihrerseits über die berührenden Flä- chen mit dem Kolben I in Berührung kommen. Bei dieser Gelegenheit sei bemerkt, dass zwischen die sich berührenden Flächen der Kolben II und III und die benachbarten Flächen des festen Körpers M aufeinandergleiten und durch das Andrücken des Kolbens I der Körper M gegen die Kolben II und III gepresst wird.
Auf diese Weise wirken die Teilkräfte Fl und Fz des Pressdruckes F axial auf die Kolben II und III, und die Gegenkräfte F1' und F2, der Kolben II und III, die in Kontakt mit dem Support S stehen, wirken gegen den festen Körper M. In diesem Moment wird der feste Körper M erstmalig auf allen Flächen zus am- mengepresst.
Ein Polyedersystem kann, mit Ausnahme von bilateralen Systemen, in denen zwei in der gleichen Achse liegende Kolben von zwei Seiten auf einen festen Körper einwirken, um in diesem einen hohen Druck zu erzeugen, keine beliebig hohen Drucke auf einen soliden Körper ausüben. Die Kolben II und III in den Fig. 2 und 3 wirken jeder in einer Richtung, die gegen über der Richtung > in der der Kolben I wirkt, einen Winkel einschliesst, und werden endlich den Kolben I, beispielsweise an den Stellen a, berühren. Danach kann keiner der Kolben weiter bewegt werden, was eine Begrenzung des von ihnen ausübbaren Druckes darstellt. Unter diesen Umständen versteht es sich, dass kein hoher Druck erzeugt werden kann, bevor der Raum b zwischen den benachbarten Kolben I-II, II-III und III-I vollkommen geschlossen ist.
Um dieses Problem zu lösen, wird ein Material, wie beispielsweise Pyrophillit, verwendet, um das zu pressende Material einzuschliessen. Dieser zusammengesetzte Körper wird als fester Körper M in die Mitte der Kolben angeordnet.
Beim Pressen werden die Randpartien des Pyrophillit in die Zwischenräume b gedrückt und dienen als Dichtungen c zwischen den benachbarten Kolben, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Auf diese Weise ist es dann möglich, den gewünschten sehr hohen Druck auf den festen Körper auszuüben.
Es versteht sich, dass die Räume b zwischen den benachbarten Kolben eine gewisse Ausdehnung D (Fig. 3) haben müssen Solange einer der Räume b grösser ist als die anderen, wird der Betrag des die Diclitung bildenden Materials, das in diesen Raum hineingepresst wird, grösser sein als derjenige in einem der anderen Räume b, was es schwierig macht, einen sehr hohen Druck in dem festen Körper zu erzeugen.
Im Gebiet von sehr kleinen Räumen kann anderseits ein örtlich auffretendcr ausserordentlich hoher Druck unerwünschte Biege- und Scherspannungen in dem be benachbarten Kolben erzeugen. Das macht nicht nur die Erzeugung sehr hoher Drucke unmöglich, sondern kann auch zum Bruch der Kolben führen. Deshalb ist es beim Ausüben von polyedrischem Druck kritisch wichtig, dass alle Kolben den gleichen Druck ausüben. Mit anderen Worten, der polyedrische Raum, der durch die vorderen Endflächen der sich vorwärts bewegenden Kolben begrenzt ist, muss eine sehr genau eingehaltene Form haben, Das ist der Grund für die Forderung, dass sich die Kolben synchron miteinander vorwärtsbewegen.
Diese Forderung kann jedoch in einem System entsprechend der Fig 2 nicht verwirklicht werden, weil der Pressdruck F, der dem einen Kolben I zugeführt wird, zuerst auf den festen Körper M übertragen wird und danach die Keilkräfte F1 und F2 den anderen Kolben II und III übertragen werden, so dass diese Kolben unter Gegendruck vorangetrieben werden. Der feste Körper M besitzt aber selten eine perfekte Homogenität oder isotropie Seine Dichte, Härte und anderen physikalischen Eigenschaften sind in den verschiedenen Mate riairichtnngen verschieden.
Die Übertragung des Press druckes durch einen solchen festen Körper verlangt einen Anfangsdruck, der dort beginnt, wo der Druckwiderstand am geringsten ist, und der Vorlauf des Kolbens, der auf diesen Punkt drückt, ist relativ gegenüber den anderen Kolben verzögert, so dass es schwer sein dürfte, einen hohen Druck zu erreichen.
Mit dem Polyedersystem ist es wünschenswert, ausser den oben aufgezählien Bedingungen noch weitere zu verwirklichen. Es sollen nämlich alle Kolben synchron miteinander vorwärts bewegt werden, um die reguläre Form des Kompressionsraumes, der von den Kolben begrenzt wird > beizubehalten, und ausserdem sollen die Kolben keinen Moment ausgesetzt werden. Falls nämlich irgendein Moment auf einen Kolben einwirkt, so erzeugt dieses Zug-Biege-Spannungen im Kolbenmaterial, was zum Bruch führen kann, weil dieses Material nur eine hohe Druckfestigkeit, dafür aber eine geringe Zähigkeit besitzt, und das gilt insbesondere für den den Druck übertragenden Teil des Kolbens, der aus einem ungewöhnlich harten Material besteht.
Diese zweite Bedingung kann mit dem polyedrischen System, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, schwerlich erfüllt werden.
Wenn nach Fig. 2 der Pressdruck F durch den Kolben I auf den festen Körper M ausgeübt wird und diesen nach unten verschiebt, haben auch die anderen Kolben II und III das Bestreben, sich nach unten zu bewegen, wodurch Reibungskräfte f zwischen den hinteren Flächen der Kolben II und III und deren Support S auftreten. Der abwärts gerichtete Pressdruck F und die aufwärtsgerichtete Reibung f bilden zusammen ein Drehmoment, das auf die Kolben II und III wirkt, wie durch die Pfeile A angezeigt ist. Diese Momente erzeugen in den entsprechenden Kolben eine Zug-Biege Spannung. Dieser Fehler haftet dem gesamten System an.
Im Bestreben, diesen Fehler des polyedrischen Systems nach Fig. 2 zu beheben, wurde vorgeschlagen, die Neigung der sich berührenden Flächen b der Kolben II, III und der Supporte 5 durch einen Winkel zwischen 0,5 bis 1,0.0 über den theoretischen Neigungswinkel des Kolbens zu vergrössern. Auf diese Weise kann der durch die Reibung bedingte Fehler auf einen kleinen Wert verringert werden. Aber diese Änderung der Neigung der tragenden Fläche d gegenüber dem theoretischen Winkel ist unerwünscht, weil dadurch die oben genannte Forderung, die winkelrechte Anordnung des Kompressionsraumes zu erhalten, nicht erfüllt werden kann.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das polyedrische Kompressionssystem nach Fig. 2 mit Fehlern behaftet ist und die beiden praktischen Forderungen, dass der Kompressionsraum seine winkelrechte Stellung behalten muss und die Kolben keinem Moment ausgesetzt werden dürfen, nicht gleichzeitig erfüllt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein polyedrisches Kompressionssystem und insbesondere auf solche zum Zusammenpressen von hexaedrischen und anderen polyedrischen Körpern, die mindestens zwei parallele Oberflächen haben. Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung sehr hoher Drucke anzugeben, die frei ist von den oben aufgeführten Fehlern und zugleich die beiden diskutierten Forderungen erfüllt.
Wie im Detail beschrieben werden wird, unterscheidet sich die Vorrichtung nach der Erfindung in seiner Funktionsweise von dem in Fig. 2 gezeigten System, welches eine Synchronisiervorrichtung, die weiter oben erwähnt wurde, enthält und in der die antreibende Kraft durch den zusammenzupressenden Körper übertragen wird, und ebenso von dem anderen System, in dem der zusammenzupressende Körper zur Übertragung des Pressdruckes seitlich angeordnet ist.
Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die antreibende Kraft allen Kolben direkt zugeführt wird, aber nicht über den zusammenzupressenden Körper, und dass sie allen Kolben gleichzeitig zugeführt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Paar sich gegenüberliegender Kolben 61 und 62, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind, in senkrechter Richtung gegeneinander getrieben und drücken damit gegen die obere und untere Fläche des Körpers wodurch darin ein hoher Druck in senkrechter Richtung erzeugt wird.
Rechtwinklig gegenüber der senkrechten Bewegungsrichtung der beiden Kolben 61 und 62, d. h. in einer horizontalen Ebene, befinden sich drei, vier oder mehr Kolben 63, 64, 65 und 66, die geeignet sind, längs horizontaler Linien bewegt zu werden7 die durch den Mittelpunkt des zusammenzupressenden Körpers M verlaufen. Die radialen, nach innen gerichteten Bewegungen der Kolben 63 bis 66, die in einer horizontalen Ebene liegen, erzeugen einen horizontal gerichteten Pressdruck, der direkt auf die Seiten des Umfanges des festen Körpers M wirkt. In Übereinstimmung mit einem wichtigen Vorteil der vorliegenden Erfindung wird die antreibende Kraft der radial angeordneten Kolben 63-66 durch die antreibende Kraft des Paares senkrecht zueinander ausgerichteter Kolben 61 und 62 ausgeübt.
Um die nach innen gerichtete treibende Kraft, die auf das Paar senkrecht zueinander ausgerichteter Kolben 61 und 62 ausgeübt wird, auf die horizontalen Kolben 63-66 zu übertragen, sind zwischen den beiden Gruppen von Kolben kraftübertragende Flächen vorgesehen, welche einen Winkel von 450 mit der Richtung, in der das Paar der senkrecht ausgerichteten Kolben 61 und 62 angetrieben wird, einschliessen. Auf diese Weise wird die in der Senkrechten treibende Kraft, die auf die senkrecht ausgerichteten Kolben wirkt, über die die kraftübertragenden Flächen in horizontal wirkende Kräfte verwandelt, die die horizontalen Kolben 63-66 radial nach innen treiben.
Dementsprechend sind die vertikal wirkenden Kräfte, die über das Paar vertikal ausgerichteter Kolben 61 und 62 auf das Objekt M wirken, um dieses zusammenzupressen, gleich gross wie die horizontalen Kräfte, die über die horizontalen Kolben 63-66 horizontal auf das Objekt M wirken, gemessen an den entsprechenden7 den Druck empfangenden Oberflächen des Objektes.
Das heisst, dass mit dieser Anordnung das Objekt M auf seiner gesamten Oberfläche gleichmässig und mit gleichen Drucken zusammengepresst wird (Fig. 8 und 9).
Es ist leicht verständlich, dass bei dieser Methode das zusammenzupressende Objekt in keinem Falle ein Teil des Weges darstellt, längs dessen die antreibenden Kräfte übertragen werden. Die die Kraft übertragenden, unter einem Winkel von 450 geneigten Oberflächen dienen der Synchronisierung, um die vertikal ausgerichteten Kolben einerseits und die horizontal angeordneten anderseits gleichzeitig mit dem gleichen Hub vorwärts zu schieben. Die dabei auftretenden Reibungskräfte längs der um 450 geneigten kraftübertragenden Oberflächen, die symmetrisch zu einer horizontalen Ebene angeordnet sind, wirken gegeneinander, wodurch die Kolben nur zusammendrückenden Kräften ausgesetzt sind, aber keinem Biegemoment. Aus all dem geht hervor, dass die beschriebene Anordnung als eine mechanische Synchronisiervorrichtung wirkt.
Nach der vorliegenden Erfindung können sehr hohe Drücke auf sehr einfache Art erreicht werden, indem eine Mehrzahl von Kolben durch den gleichen Hub gleichzeitig betätigt wird. Wie aus den Fig. 8 und 9 zu ersehen ist, sichert die synchronisierte Bewegung der senkrecht ausgerichteten Kolben 61 und 62 einerseits und die horizontal angeordneten Kolben 63 bis 66 anderseits, dass die Räume b zwischen den benachbarten Kolben gleichmässig in ihrer Grösse (D) verringert werden, so dass die Kanten des Körpers M mit gleichen Beträgen in die entsprechenden Räume b gepresst werden, wo sie die Dichtungen c bilden, was erst die Erzeugung eines sehr hohen Druckes in dem festen Körper M ermöglicht, und zwar sehr leicht und mit grossem Wirkungsgrad.
Ausserdem ist das Zusammendrücken durch keinerlei Ungleichmässigkeit auf dem festen Körper behindert, und die winkelrechte gegenseitige Zuordnung des von den Kolben gebildeten Druckraumes ist gesichert. Weiterhin besteht keine Gefahr, dass die Kolben unter Zug-Biege-Spannungen brechen, weil sie keinem Moment, sondern nur äusseren axialen Kräften ausgesetzt sind.
Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervor, dass durch ein einfaches Verfahren und mit einer einfachen Anordnung sehr hohe Drucke erzeugt werden können, welche beide früher genannte Bedingungen, die für ein polyedrisches Drucksystem gefordert werden, erfüllen.
Die in Fig. 4 gezeichnete Ausführungsform hat einen oberen und unteren Trägerblock 1 und 2, die zwischen den Druckplatten einer Presse, die in Fig. 7 gezeigt ist, montiert sind und in welche entsprechende Drucklager 31 und 32 eingebettet und axial zueinander ausgerichtet sind. Die Kolben 61 und 62 haben entsprechende, aus dem gleichen Stück gearbeitete Grundflächen 41 und 42, die über entsprechende Gleitringe 51 und 52 fest mit den Drucklagern 31 und 32 verbunden sind. Die zwei Kolben 61 und 62 stehen sich in senkrechter Ausrichtung zueinander gegenüber. Kreuzweise zwischen dem oberen und unteren Trägerblock 1 und 2 sind nicht weniger als drei, beispielsweise vier, Drucklager 33, 34, 35 und 36, wie in Fig. 5 gezeigt, angeordnet.
Wie im Falle der Drucklager 31 und 32, haben die Kolben 63, 64, 65 und 66 entsprechende, aus dem gleichen Stück gearbeitete Grundflächen 43, 44, 45 und 46 und sind mit den vier Drucklagern 33-36 über die entsprechenden Gleitringe 53, 54, 55 und 56 verbunden.
Die vier Kolben 63-66 sind radial gegenüber der senkrechten Achse der Vorrichtung angeordnet.
Die vier Drucklager 33-36, die in der gleichen horizontalen Ebene angeordnet sind, besitzen alle eine obere und untere Fläche 7 und 8, die in einem Winkel von 450 zur vertikalen Achse der Vorrichtung geneigt ist, wie Fig. 4 zeigt. Die geneigten Oberflächen stehen in gleitender Verbindung mit entsprechenden Oberflächen 9 und 10, die auf den gegenüberliegenden Flächen des oberen und unteren Trägers 1 und 2 ausgebildet sind und den gleichen Neigungswinkel von 450 haben und als kraftübertragende Flächen wirken. Die Träger 1 und 2 haben parallele Leitflächen 11 an gegenüberliegenden Seiten der geneigten Oberflächen 9 oder 10 (Fig. 5).
Die Drucklager 33-36 können zwischen diesen Leitflächen 11 radial verschoben werden.
Um die vier horizontal angeordneten Drucklager 33-36 an ihrem Platz zu halten, werden beispielsweise Supportstangen 12 mit den entsprechenden Lagern verbunden und nach aussen geführt, wo sie an entsprechenden Hebelstangen 13 über das Gelenk 14 drehbar verbunden sind.
Da der obere Trägerblock 1 über dem unteren Block 2 mit den vier horizontal angeordneten, dazwischenliegenden Drucklagern 33-36 verbunden ist, erlaubt diese Anordnung durch das Absenken des oberen Trägerblockes 1 auf einen relativ kleinen, hexaedrischen festen Körper M, der auf dem unteren Kolben 62 gelagert ist, dass zuerst der obere Kolben 21 die obere Fläche des Körpers M angreift, während gleichzeitig die vier radial angeordneten Kolben 63-66 in Kontakt mit den vier Flächen des Umfanges des Körpers M kommen (Fig. 4 und 5). Das bedeutet, wenn der obere Trägerblock 1 in Richtung auf den unteren Trägerblock 2 bewegt wird, arbeiten diese über die entsprechenden geneigten Flächen 9 und 10 dahin, die vier Drucklager 33-36 radial nach innen zu drücken.
Wenn die Trägerblöcke 1 und 2 hydraulisch zusammengepresst werden, wie es durch die Kolben 17 und 18 in Fig. 7 gezeigt ist, werden die antreibenden Kräfte über die die Kraft übertragenden Flächen 7, 8, 9 und 10 der vier Lagerblöcke 33-36, die in einer horizontalen Ebene radial angeordnet sind, so übertragen, dass die Blöcke in dieser Ebene radial nach innen getrieben werden. Da die die Kraft übertragenden Flächen um 450 gegenüber der Richtung, in der die Trägerblöcke 1 und 2 bewegt werden, geneigt sind, ist die zusammenpressende Kraft der zwei vertikal angeordneten Drucklager 31 und 32 in ihrer Grösse gleich und wirkt gleichzeitig mit der Vorwärtsbewegung der vier anderen, in der horizontalen Ebene angeordneten Drucklagern.
Alle sechs Kolben 61-66 werden gleichzeitig auf einen zentralen Punkt radial nach innen bewegt, wobei der gleiche Druck auf die sechs Flächen des zusammenzupressenden festen Körpers M ausgeübt wird. Auf diese Weise wird, da die Presse durch mechanische oder hydraulische Mittel betätigt wird, der gewünschte sehr hohe Druck in dem von den sechs Kolben eingeschlossenen festen Körper erzeugt.
Bei dieser Vorrichtung wird die Synchronisierung der Bewegung der beiden vertikal angeordneten Kolben 61 und 62 mit der der vier horizontal angeordneten Kolben 63-66 durch die kraftübertragenden Flächen 7, 8, 9 und 10, die um 450 geneigt sind, erreicht.
Solche Oberflächen können sehr einfach und mit einem Minimum an Arbeitstoleranz hergestellt werden, so dass die Synchronisierung der Funktion der sechs Kolben 61-66 mit grosser Genauigkeit möglich ist. Es ist sehr vorteilhaft, dass die sechs Kolben gleichzeitig und mit dem gleichen Hub auf den zentralen Punkt zubewegt werden, weil dadurch die winkelrechte hexaedrische Konfiguration des zusammenzupressenden Körpers dauernd aufrechterhalten wird und seine sechs Flächen immer einander gleichen Drucken ausgesetzt sind.
Jeder der Kolben ist gewöhnlich an seinem vorderen inneren Ende in 900igen Eindrehungen versehen, um vier mit Winkeln versehene Oberflächen 16 zu bilden, die ihrerseits in einem Winkel von 450 gegenüber der Vertikalen geneigt sind, wobei die beiden parallelen und geneigten Flächen 16 von je zwei sich benachbarten Kolben einen dazwischenliegenden Raum begrenzen, in welchen ein Teil des eingeschlossenen Materials, das den zusammenzupressenden Körper einschliesst, gepresst wird, um darin als Dichtung zu wirken. Weil weiter alle Kolben mit derselben Hublänge und synchron miteinander vorangetrieben werden, werden die Räume b zwischen benachbarten Kolben um den gleichen Betrag verkleinert und dadurch das einhüllende Material in gleichen Beträgen in die Räume b gepresst, wie es in Fig. 9 gezeigt ist.
Dies ist sehr wirksam, um den Wirkungsgrad, mit dem der hohe Druck erzeugt wird, zu verbessern.
Für die praktische Ausführung ist es empfehlenswert, in einem der beiden Trägerblöcke 1 und 2 senkrecht angeordnete Stifte 15 zu befestigen (Fig. 5 und 6) und vertikale Bohrungen im gegenüberliegenden Träger block anzubringen, die diese Stifte aufnehmen können.
Dadurch können die beiden Trägerblöcke 1 und 2 relativ zueinander bewegt werden, während die Führung durch die Stifte für eine genaue senkrechte Ausrichtung sorgt.
Es ist ebenfalls empfehlenswert, dünne Platte aus Teflon oder einem anderen elektrischen Isoliermaterial zwischen die sich berührenden, geneigten Flächen 7, 8 der Trägerblöcke 1 und 2 und den Flächen 9, 10 der Drucklager 33-36 einzulegen. Auf diese Weise werden der obere und untere Trägerblock 1 und 2 elektrisch voneinander und von den dazwischenliegenden Drucklagern 33-36, die in einer horizontalen Ebene liegen, isoliert, wobei gleichzeitig der Reibungswiderstand zwischen den aneinander gleitenden Teilen verringert wird.
Das ist besonders vorteilhaft in solchen Fällen, wo der Probekörper unter irgendwelchen elektrischen oder thermischen Bedingungen zusammengepresst werden soll.
Die Enden elektrischer Zuleitungen können dann mit dem oberen und unteren Trägerblock 1 und 2 verbunden werden, um eine Spannung zwischen den beiden senkrechten Kolben 61 und 62 zu erzeugen, wodurch joulesche Wärme in dem zusammenzupressenden Körper erzeugt werden kann. In ähnlicher Weise können Vorrichtungen angebracht werden, um elektromagnetische Vorgänge festzustellen, die in dem zusammenzupressenden Körper stattfinden. Die elektrische Erwärmung und die Bestimmung elektromagnetischer Vorgänge in dem Probekörper können ebenso zwischen den vier in der gleichen horizontalen Ebene angeordneten Kolben, die elektrisch voneinander isoliert sind, vorgenommen werden. Temperaturmessungen können durch den Einbau von Thermoelementen vorgenommen werden.
Besonders vorteilhaft erscheint es, dass, wenn alle sechs Kolben benutzt werden, mit der oben erwähnten Isolierung die drei Vorgänge, das elektrische Heizen, die elektromagnetische Messung und die Temperaturbestimmung, gleichzeitig ausgeführt werden können.
Nachdem eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeichnet und beschrieben wurde, ist es für den Fachmann durchaus möglich, verschiedene Änderungen daran vorzunehmen, ohne aber dadurch vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.