DE1197850B

DE1197850B - High pressure press

Info

Publication number: DE1197850B
Application number: DEG32263A
Authority: DE
Inventors: Francis Pettit Bundy
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1960-05-12
Filing date: 1961-05-12
Publication date: 1965-08-05
Also published as: US3075245A; CH390885A; GB982093A; BE603672A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

BOIjBOIj

Deutsche Kl.: ■ 12 g - 2/01} '_German class: ■ 12 g - 2/01 } '_

Nummer: 1197 850,Number: 1197 850,

Aktenzeichen: G 32263IV ä/12 g
Anmeldetag: 12. Mai 1961
Auslegetag: 5. August 1965File number: G 32263IV ä / 12 g
Filing date: May 12, 1961
Opening day: August 5, 1965

Anmelder:Applicant:

General Electric Company, Schenectady, N. Y.General Electric Company, Schenectady, N.Y.

(V. St. A.) · .(V. St. A.) ·.

Vertreter;Representative;

Dipl.-Ing. M. Licht und Dr. R. Schmidt,Dipl.-Ing. M. Licht and Dr. R. Schmidt,

Patentanwälte, München 2, Theresienstr. 33Patent Attorneys, Munich 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Francis Pettit Bundy, Scotia, N. Y. (V. St. A.)Francis Pettit Bundy, Scotia, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. ν. Amerika vom 12. Mai 1960 (28 788)V. St. ν. America May 12, 1960 (28 788)

HochdruckpresseHigh pressure press

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpresse mit zwischen Preßbacken angeordneten, sich verjüngenden Preßstempeln, die je in eine Reaktionskammer eingreifen, um die Füllung dieser Kammer unter Druck zu setzen.The invention relates to a high-pressure press with tapered ones arranged between press jaws Press rams, which each engage in a reaction chamber, to fill this chamber under pressure to put.

Bei den bekannten Hochdruckpressen der vorgenannten Art ist das Volumen des Reaktionsraumes verhältnismäßig gering. Man kann nun zwar durch entsprechend starke Bemessung der ganzen Hochdruckpresse eine Vergrößerung des Reaktionsraumes erreichen, jedoch treten dabei kaum lösbare Schwierigkeiten auf. So stellt man die Preßstempel einer Hochdruckpresse aus Hartmetall, beispielsweise Carboloy her. Man kann jedoch zur Zeit aus Carboloy nur Bauteile bis zu einer bestimmten Größe herstellen,In the known high-pressure presses of the aforementioned type, the volume of the reaction space is relatively low. You can now by appropriately large dimensioning of the entire high-pressure press achieve an enlargement of the reaction space, but hardly solvable difficulties arise on. This is how the ram of a high pressure press is made of hard metal, for example Carboloy here. However, at the moment you can only manufacture components up to a certain size from Carboloy,

so daß der Größe einer Hochdruckpresse schon so the size of a high pressure press already

dadurch Grenzen gesetzt sind. Weiterhin ist es bei _thereby limits are set. Furthermore it is at _

einem vergrößerten Reaktionsraum schwierig, eine 2an enlarged reaction space difficult to achieve a 2

gleichmäßige Druck- und Temperaturverteilung in · Bei der Presse nach; der vorliegenden Erfindung dem den Reaktionsraum ausfüllenden Material zu 20 wird also das Reaktionsvolumen durch Hintererzielen. Beispielsweise kann für ein gegebenes Füll- einanderschalten von Reaktionskammern wesentlich material das Verhältnis der Länge zum Durchmesser vergrößert. Die Presse nach der vorliegenden Erbei einem zylindrischen Reaktionsraum nicht will- findung eignet sich besonders zur Herstellung vonkünstkürlich geändert werden, da auf Grund der inneren liehen Diamanten, da sie eine wesentliche Steigerung Reibung des Füllmaterials bestimmte Teile des Füll- 25 der Ausbeute pro Reaktion und daher eine Senkung materials nicht mehr den erforderlichen Drücken der Herstellungskosten ermöglicht,
ausgesetzt werden würden. Der Vergrößerung des
Reaktionsraumes bei den bekannten Hochdruckpressen sind also Grenzen gesetzt.even pressure and temperature distribution in · At the press after; According to the present invention, the material filling the reaction space is achieved by backing up the reaction volume. For example, for a given interconnection of reaction chambers, the ratio of length to diameter can be significantly increased by material. The press according to the present invention with a cylindrical reaction chamber is particularly suitable for the production of artificially modified, because due to the inner borrowed diamonds, since they cause a substantial increase in friction of the filler material, certain parts of the filler yield per reaction and therefore a reduction in materials no longer enables the necessary pressures in production costs,
would be exposed. The enlargement of the
There are limits to the reaction space in the known high-pressure presses.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpresse der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß für den Reaktionsraum ein wesentlich größeres Volumen zur Verfügung steht.The present invention is based on the object of providing a high-pressure press of the type mentioned at the beginning Kind of design so that a much larger volume is available for the reaction space stands.

Diese Aufgabe wird nun dadurch gelöst, daß man zwischen den Preßbacken der Hochdruckpresse mehrere Reaktionskammern in der Weise hintereinander anordnet, daß mindestens ein doppelseitig wirkender Preßstempel mit verjüngten Enden zwischenThis problem is now solved in that one between the jaws of the high pressure press several reaction chambers in the way one behind the other arranges that at least one double-acting ram with tapered ends between

den Reaktionskammern in Achsenrichtung verschieb- 40 deren harten Material. Es werden zwei Stempel verbar geführt ist, der dann beim Zusammenpressen wendet, da beim Auftreten eines Bruches gegebenender Preßbacken in beide Reaktionskammern eindringt. falls nur der eine Stempel ersetzt zu werden braucht. Jede Reaktionskammer wird dabei seitlich von einer Die Stempelanordnung 48 besitzt eine untere und Matrize umschlossen, die ringförmig ausgebildet ist, obere Stempelfiäche 50, Die Stempel 49 und 49' sind eine hohlkegelf örmig ausgebildete Innenfläche auf- 45 von einem oder mehreren Armierungsringen 51 "und 52 weist und in Achsenrichtung eine Dicke besitzt, die und einem Sicherheitsring 53 aus weichem Stahl umvon der innengelegenen Reaktionskammer nach
außen hin zunimmt, wobei die sich verjüngenden
Enden der Preßstempel in die Hohlkegelflächen passen
und mit diesen und den zur Abdichtung der Reaktions- 50
kammer vorgesehenen Dichtungen eine abgeschlossene
Reaktionskammer bilden.the reaction chambers in the axial direction move 40 their hard material. Two stamps are guided, which then turns when they are pressed together, since when a break occurs, the press jaws that are present penetrate into both reaction chambers. if only one stamp needs to be replaced. Each reaction chamber is laterally enclosed by a die assembly 48 has a lower die and a ring-shaped die, upper die surface 50, dies 49 and 49 'are a hollow cone-shaped inner surface on 45 of one or more reinforcing rings 51 ″ and 52 and has a thickness in the axial direction corresponding to and around a safety ring 53 made of mild steel from the inner reaction chamber
increasing towards the outside, the tapering
The ends of the rams fit into the hollow conical surfaces
and with these and those for sealing the reaction 50
Chamber provided seals a closed
Form reaction chamber.

Die Erfindung wird nun an Hand von Zeichnungen näher beschrieben, in denen zeigtThe invention will now be described in more detail with reference to drawings, in which shows

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Preßstempel,F i g. 1 a section through a press ram,

F i g, 2, 3, 4, 5 und 6 verschiedene Ausführungsformen von Hochdruckpressen nach der vorliegenden Erfindung.F i g, 2, 3, 4, 5 and 6 different embodiments of high pressure presses according to the present invention Invention.

In der Beschreibung wird die eine Reaktionskammer seitlich umschließende Matrize als Gürtel bezeichnet.In the description, the die laterally enclosing a reaction chamber is referred to as a belt.

In F i g. 1 ist eine Stempelanordnung gezeigt, die zwischen übereinander angeordneten Gürteln eingeschoben ist. Die Stempelanordnung 48 besteht beispielsweise aus zwei Mittelstempeln 49 und 49' aus Wolfram-Hartmetall, Werkzeugstahl oder einem angeben. Die doppelseitig wirkende Stempelanordnung 48 ist in der in F i g. 2 gezeigten Weise zwischen zwei Gürteln angeordnet,In Fig. 1 shows a stamp arrangement which is inserted between belts arranged one above the other is. The stamp arrangement 48 consists, for example, of two central stamps 49 and 49 ' Specify tungsten carbide, tool steel or one. The double-sided die arrangement 48 is in the in F i g. 2 arranged between two belts,

Wie F i g. 2 zeigt, liegt jeweils zwischen zwei benachbarten Gürteleinheiten 54 und 54' eine Stempelanordnung 48. Alle Stempelanordnungen und Gürtel-Like F i g. 2 shows, there is a stamp arrangement in each case between two adjacent belt units 54 and 54 ' 48. All stamp arrangements and belt

509 629/433509 629/433

3 43 4

einheiten sind dabei gleichachsig in Form einer Kühlröhren und mit einer Schulter 85 versehen, dieunits are equiaxed in the form of cooling tubes and provided with a shoulder 85 that

Reihe angeordnet. In F i g. 2 sind zwar nur zwei zur Abstützung dient.Arranged in a row. In Fig. 2 only two are used for support.

Stempelanordnungen gezeigt, jedoch kann diese Zahl Eine Abstützungsvorrichtung für die vorliegendeStamp assemblies shown, however, this number may provide a support for the present

unter Verwendung von zusätzlichen doppeltwirkenden Anordnung besteht beispielsweise aus vier Stangen 86, Stempelanordnungen 48 weiter gesteigert werden. Die 5 von denen nur zwei gezeigt sind. Auf jeder Stange 86using additional double-acting arrangement consists for example of four rods 86, Stamp assemblies 48 can be further increased. The 5 of which only two are shown. On each pole 86

gesamte Anordnung wird durch zwei Abschluß- befindet sich eine Buchse 87, deren senkrechte LageThe entire arrangement is completed by two terminals, a socket 87, the vertical position of which

stempel 55 und 55' abgeschlossen. Zur Befestigung durch eine Muffe 88 eingestellt werden kann. Diestamps 55 and 55 'completed. Can be adjusted for attachment by a sleeve 88. the

dieser aufeinandergeschichteten Anordnung können Buchse 87 auf der gezeigten vorn liegenden StangeThis stacked arrangement can have bushing 87 on the forward rod shown

verschiedene Vorrichtungen und/oder Verfahren ver- ist mit der Buchse 87 auf der nicht gezeigten hinten wendet werden. In F i g. 2 sind geeignete Ab- io liegenden Stange durch eine Führungsschiene 90Various devices and / or methods are connected to the socket 87 on the rear, not shown be turned. In Fig. 2 are suitable spacing rods through a guide rail 90

Stützungsglieder 56 gezeigt, die von den Ab- verbunden, auf der eine Rolle 91 läuft, die auf derSupport members 56 shown, which are connected by the Ab- on which a roller 91 runs, which on the

Stützungsgliedern für das Bett einer Presse oder von Schulter 85 bzw. 85' der Gürtelanordnung 62 bzw. 62'Support members for the bed of a press or from shoulder 85 or 85 'of belt assembly 62 or 62'

anderen Gliedern gebildet werden können. Die befestigt ist. Aus F i g. 3 ist also ersichtlich, daß dieother members can be formed. Which is attached. From Fig. 3 it can be seen that the

einzelnen Einheiten können entweder in vertikaler Gürtelanordnungen 62 und 62' in ähnlicher Weise Richtung übereinander, in horizontaler Richtung 15 wie eine Schublade in die und aus der Betriebsstellungindividual units can either be in vertical belt assemblies 62 and 62 'in a similar manner Direction one above the other, in the horizontal direction 15 like a drawer in and out of the operating position

nebeneinander oder in irgendeiner anderen Richtung gerollt oder von der einen Seite der Presse auf dieside by side or rolled in any other direction or from one side of the press to the

nebeneinander angeordnet werden. Bei einer bevor- andere Seite verschoben werden können,be arranged side by side. Can be moved with a before- other side,

zugten Ausführungsform wird ein doppelseitig wirken- Die doppeltwirkende Stempelanordnung 63 bestehtThe preferred embodiment is a double-acting. The double-acting punch arrangement 63 consists

der Stempel 48 an einem Rahmenteil 47 befestigt, der aus zwei entgegengesetzt gerichteten Stempeln 92the punch 48 is attached to a frame part 47, which consists of two punches 92 directed in opposite directions

wiederum mit den Abstützungsgliedern 56 verbunden 20 und 92', zwischen denen ein Zwischenstück 93 ausin turn connected to the support members 56 20 and 92 ', between which an intermediate piece 93 is made

ist. Der Rahmenteil 57 ist bei 58 durch eine bekannte Carboloy angeordnet ist. Die Stempel 92 und 92' undis. The frame portion 57 is located at 58 by a known carboloy. The stamps 92 and 92 'and

Gleit- und/oder Sperrvorrichtung mit den Ab- das Zwischenstück 93 sind von Armierungsringen 94The sliding and / or locking device with the spacers 93 are made of reinforcing rings 94

Stützungsgliedern 56 verbunden. Wird eine derartige und 95 umgeben. Der äußere Armierungsring 95 istSupport members 56 connected. Will surround such and 95. The outer armor ring 95 is

Anordnung zwischen die Backen einer Presse gebracht, mit einer Schulter 96 versehen, die zur AbstützungArrangement placed between the jaws of a press, provided with a shoulder 96 that supports

dann kann das Zusammenpressen der Reaktionsgefäße 25 dient. Beispielsweise besteht die Abstützungsvor-then the compression of the reaction vessels 25 can be used. For example, the outrigger

in den Gürtelanordnungen 54 und 54' durch Bewegen richtung aus Armen 97, die sich radial zu den vierin belt assemblies 54 and 54 'by moving direction out of arms 97 which extend radially to the four

eines oder beider Endstempel 55 und 55' erfolgen. Führungen 60 erstrecken und an diesen gleitend mitone or both end stamps 55 and 55 'take place. Guides 60 extend and slide along with them

Eine etwas größere Ausführungsform der Erfindung HiKe einer Nase und eines Lagers 99 befestigt sind,A slightly larger embodiment of the invention HiKe a nose and a bearing 99 are attached

ist in F i g. 3 ungefähr im Maßstab 1: 4 dargestellt. Da die Stempel und die Matrizenöffnungen konischis in Fig. 3 shown approximately on a scale of 1: 4. Because the punch and the die openings are conical

Die zusammengesetzte Gürtelanordnung ist in einer 30 ausgebildet sind, müßten sich normalerweise dieThe composite belt assembly is designed in a 30, would normally have to be the

Presse angeordnet, die zwei Backen 59 und 59' besitzt, einzelnen Teile der Anordnung von selbst ausrichten,Arranged press, which has two jaws 59 and 59 ', align individual parts of the assembly by itself,

von denen die eine oder beide entlang den Führungen 60 Es hat sich aber herausgestellt, daß es besser ist, wennone or both of which along the guides 60 but it has been found that it is better when

bewegt werden können. Die zusammengesetzte Gürtel- man Arme 97 mit guten Festigkeitseigenschaften undcan be moved. The composite belt-man arms 97 with good strength properties and

anordnung ist zwischen den Backen 59 und 59' an- hoher Biegefestigkeit verwendet. Die Anordnungarrangement is used between the jaws 59 and 59 'at high flexural strength. The order

geordnet und besteht aus zwei Endstempeln 61 und 61', 35 kann dadurch plötzliche Änderungen überstehen, dieordered and consists of two end stamps 61 and 61 ', 35 can thereby withstand sudden changes that

aus zwei Gürtelanordnungen 62 und 62' und aus einer durch einen Bruch oder Versagen der Dichtung, desof two belt assemblies 62 and 62 'and one, due to breakage or failure of the seal, des

beidseitig wirkenden Stempelanordnung 63. Die Gürtel- Stempels, der Matrize und anderer Elemente auftretendouble-acting punch assembly 63. The belt punch, die and other elements occur

anordnungen 62 und 62' sind größer als die in F i g. 2 und die Ausrichtung der Anordnung zerstören können,Arrays 62 and 62 'are larger than those in FIG. 2 and can destroy the alignment of the arrangement,

gezeigten Anordnungen und sind weiterhin noch mit Sind die Dichtungen und Reaktionsgefäße (Fi g. 2)arrangements shown and are still with Are the seals and reaction vessels (Fi g. 2)

zusätzlichen Armierungsringen versehen. 40 in die Anordnung von F i g. 3 eingesetzt, dann kannadditional reinforcement rings. 40 into the arrangement of FIG. 3 used, then can

Die Endstempel 61 und 61' sind genau gleich aus- man folgendermaßen verfahren. Man bewegt zunächst gebildet, so daß nur einer beschrieben zu werden den unteren Preßtisch 59' nach oben, so daß die braucht. Der obere Endstempel 61 ist durch eine Stempelanordnung 61' die Gürtelanordnung 62' be-Isolationsschicht 64 vom Preßbacken 59 elektrisch rührt. Dadurch wird die untere Gürtelanordnung 62' abisoliert. Auf die Isolationsschicht 64 folgt eine 45 von der Führungsschiene 90 abgehoben und gegen Stahlplatte 65, auf der eine Blockeinheit 66 sitzt, die die Stempelanordnung 63 gedrückt. Die Stempelaus einem Mittelklotz 67 aus Carboloy und zwei anordnung 63 bewegt sich auf Grund des Lagers 99 Armierungsringen 68 und 69 besteht. Der äußere nach oben und berührt die obere Gürtelanordnung 62. Armierungsring 69 ist mit einer Nut 76 versehen, in Auf diese Weise werden der untere Preßtisch 59', der Kühlrohre angeordnet werden können. Auf die 50 die untere Stempelanordnung 61', die untere Gürtel-Blockänordnung 66 folgt eine Stempelanordnung 70, anordnung 62' und die Stempelanordnung 63 nach die aus einem Mittelstempel 71 aus Carboloy und zwei oben bewegt, bis die obere Gürtelanordnung 62 an Armierungsringen 72 und 73 besteht. Der äußere der oberen Stempelanordnung 61 anliegt.
Armierungsring 69 der Blockanordnung 66 besitzt In jeder Reaktionskammer kann ein Druck im eine Schulter 74, über die ein Ring 75 geschoben werden 55 Bereich von 50000 bis 100000 Atmosphären mit im kann, um die Anordnung mit der Stahlplatte 65 zu wesentlichen derselben Kraft erzeugt werden, die zur verbinden. Auch die anderen Stempel besitzen eine Erzeugung des gleichen Druckes in einer Anordnung derartige Einrichtung. mit einer einzigen Reaktionskammer erforderlichThe end stamps 61 and 61 'are exactly the same, proceeding as follows. One moves first formed so that only one needs to be written on the lower press table 59 'upwards, so that. The upper end punch 61 is electrically moved by a punch assembly 61 ', the belt assembly 62', the insulation layer 64 from the press jaw 59. This stripped the lower belt assembly 62 '. The insulation layer 64 is followed by a 45 lifted from the guide rail 90 and against the steel plate 65 on which a block unit 66 sits, which presses the stamp arrangement 63. The punch consists of a middle block 67 made of carboloy and two assembly 63 moves due to the bearing 99 reinforcing rings 68 and 69 consists. The outer upwards and touches the upper belt assembly 62. Reinforcement ring 69 is provided with a groove 76, in this way the lower press table 59 ', the cooling pipes can be arranged. 50, the lower punch assembly 61 ', the lower belt block assembly 66 is followed by a punch assembly 70, assembly 62' and the punch assembly 63 moved from a central punch 71 made of carboloy and two above until the upper belt assembly 62 is attached to reinforcement rings 72 and 73 consists. The outer of the upper punch assembly 61 abuts.
Reinforcing ring 69 of block assembly 66 possesses a pressure in a shoulder 74 over which a ring 75 can be pushed 55 in the range of 50,000 to 100,000 atmospheres with im can be generated around the assembly with the steel plate 65 to substantially the same force as to connect. The other stamps also produce the same pressure in an arrangement of this type. with a single reaction chamber required

Jede Gürtelanordnung 62 und 62' ist gleich aus- ist. Bei der vorliegenden Anordnung ist natürlich gebildet und auch ähnlich wie die Gürtelanordnung 55 60 eine zusätzliche innere Reibung und eine Reibung von F i g. 2 beschaffen, nur daß die Gürtelanordnungen zwischen dem Abstützungsglied 57 und der Führungs-62 und 62' mehrere Armierungsringe besitzen. Die stange 58 von F i g. 2 vorhanden, die beide durch Gürtelanordnungen 62 und 62' sind größer als die in zusätzliche Kraft überwunden werden müssen.
F i g. 2 gezeigte Gürtelanordnung 55 oder die bisher Soll die Reaktionssubstanz durch Widerstandsbekannten Gürtelanordnungen, und außerdem werden 65 heizung auf eine höhere Temperatur gebracht werden, etwas anders geformte Armierungsringe 77,78,79, 80, dann wird der Strom über eine Leitung 100 und ein 81,82 und 83 verwendet. Die äußeren Ringe 83 und 83' Verbindungselement 101 der Platte 65 zugeführt. Der sind mit Nuten 84 und 84' für die Aufnahme von Strom fließt dann von der oberen Stempelanordnung 61Each belt assembly 62 and 62 'is the same in design. In the present arrangement, of course, and also similar to the belt arrangement 55 60, there is an additional internal friction and friction of FIG. 2 except that the belt assemblies between the support member 57 and the guide 62 and 62 'have multiple reinforcement rings. The rod 58 of FIG. 2, both of which by belt assemblies 62 and 62 'are larger than that to be overcome in additional force.
F i g. 2 belt arrangement 55 or the belt arrangement known up to now. Should the reaction substance be heated up to a higher temperature by means of resistance, and in addition, the heating is brought to a higher temperature, armoring rings 77,78,79, 80 with a slightly different shape, then the current is switched on via a line 100 and an 81, 82 and 83 used. The outer rings 83 and 83 'connecting element 101 of the plate 65 are fed. The are grooves 84 and 84 'for receiving current then flowing from the upper punch assembly 61

durch das in der oberen Gürtelanordnung 62 vorhandene Reaktionsgefäß zur doppeltwirkenden Stempelanordnung 63 und in ähnlicher Weise von der doppeltwirkenden Stempelanordnung 63 durch die untere Gürtelanordnung 62' und die untere Stempelanordnung 6Γ zum Verbindungselement 101' und zum Leiter 100'. Die doppeltwirkende Stempelanordnung 63 kann geerdet werden. Auf diese Weise wird eine Heizung der in Reihe geschalteten Reaktionsgefäße in den Gürtelanordnungen 62 und 62' erzielt. Beispielsweise wurde die gezeigte Vorrichtung mit einer Spannung von 6 V mit einem Strom im Bereich von ungefähr 400 bis 1200 Ampere zwischen den Leitern 100 und 101 betrieben. Bei geerdetem Mittelstempel entstand ein Spannungsabfall von ungefähr 3 V in jedem Reaktionsgefäß. Es können natürlich auch andere elektrische Heizkreise verwendet werden, um die Reaktionszellen entweder in einer Parallelschaltung oder in einer Reihenschaltung zu heizen. Die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung wurde erfolgreich zur Herstellung von Diamanten verwendet, wobei Temperaturen von über 1500⁰G und Drücke von über 90000 Atmosphären verwendet wurden. Über 100 Arbeitsvorgänge wurden störungsfrei mit der vorliegenden Anordnung durchgeführt.through the reaction vessel present in the upper belt assembly 62 to the double-acting punch assembly 63 and in a similar manner from the double-acting punch assembly 63 through the lower belt assembly 62 'and the lower punch assembly 6Γ to the connecting element 101' and to the conductor 100 '. The double-acting punch assembly 63 can be grounded. In this way, heating of the serially connected reaction vessels in the belt assemblies 62 and 62 'is achieved. For example, the device shown was operated at a voltage of 6 V with a current in the range of approximately 400 to 1200 amperes between the conductors 100 and 101 . With the center punch grounded, there was a voltage drop of approximately 3 V in each reaction vessel. Of course, other electrical heating circuits can also be used to heat the reaction cells either in a parallel connection or in a series connection. The in F i g. 3 illustrated device has been successfully used for the production of diamond, temperatures were used of more than 1500 ⁰ G and pressures of over 90,000 atmospheres. Over 100 work processes were carried out with the present arrangement without any problems.

In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse-dargestellt, die mit der in F i g. 3 gezeigten Vorrichtung bei der Herstellung von Diamanten ohne jegliche Störung erzielt wurden. Die beiden Reaktionsgefäße wurden in Serie beheizt, und es ergab sich eine gleichmäßige Ausbeute im unteren Reaktionsgefäß und im oberen Reaktionsgefäß. Die Ausbeute selbst ist nicht wichtig. Bei jedem Arbeitsgang wurde ein Reaktionsgefäß von 1,25 · 2,5 cm verwendet. Das Reaktionsgefäß wurde mit Nickelscheiben mit einer Stärke von 0,5 mm und mit Scheiben aus spektroskopisch reinem Graphit mit einer Stärke von 1 mm gefüllt, wobei die Scheiben abwechselnd angeordnet waren. Die Abschlußscheiben bestanden aus Chromnickel. Auf die Stempel wurde eine Kraft von ungefähr 6001 ausgeübt, und es wurde eine maximale Leistung von 3200 Watt zugeführt.The following table shows the results, those with the in F i g. 3 device shown in the production of diamonds without any Fault have been achieved. The two reaction vessels were heated in series and one resulted Uniform yield in the lower reaction vessel and in the upper reaction vessel. The yield itself is not important. A 1.25 x 2.5 cm reaction vessel was used for each operation. That Reaction vessel was made with nickel disks with a thickness of 0.5 mm and with disks from spectroscopy pure graphite filled with a thickness of 1 mm, with the discs arranged alternately was. The lenses were made of chrome-nickel. A force of about was applied to the punches 6001 and a maximum power of 3200 watts was applied.

Table I.

Probesample Versuchetry Ausbeute
obenyield
above Ausbeute
untenyield
below X
X
X
X
XX
X
X
X
X 4
10
4
12
104th
10
4th
12th
10 1,48 g
1,42 g
1,40 g
1,27 g
1,37 g1.48 g
1.42 g
1.40 g
1.27 g
1.37 g 1,39 g
1,45 g
1,34 g
1,32 g
1,49 g1.39 g
1.45 g
1.34 g
1.32 g
1.49 g Durchschnitt von vierzig
Versuchen Average of forty
Try 1,39 g1.39 g 1,40 g1.40 g

4545

Table II

Die Anordnung war ähnlich wie für Tabelle I, jedoch wurde als Katalysator Chromel verwendet.The arrangement was similar to Table I, but Chromel was used as the catalyst.

5555

Probesample Versuchetry Ausbeute
obenyield
above Ausbeute
untenyield
below Y
Y
Y
YY
Y
Y
Y 10
10
5
1010
10
5
10 0,34 g
0,77 g
0,68 g
0,94 g0.34 g
0.77 g
0.68 g
0.94 g 0,43 g
0,51g
0,88 g
0,82 g0.43 g
0.51g
0.88 g
0.82 g Durchschnitt von fünfund
dreißig Versuchen Average of five and
thirty tries 0,68 g0.68 g 0,63 g0.63 g

6060

65 Es wurden auch indirekt geheizte Reaktionsgefäße verwendet, und es ergab sich erwartungsgemäß unten und oben die gleiche Ausbeute.65 Indirectly heated reaction vessels were also used and, as expected, it turned out below and above the same yield.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 4 gezeigt. Die Gürtelanordnungen und Stempelanordnungen sind dabei in einem rohrförmigen oder zylinderförmigen AufbaulO2 übereinander angeordnet. Um das Laden und Entladen der Reaktionsgefäße zu erleichtern, kann der Aufbau 102 mit geeigneten Aussparungen versehen sein oder die Form eines Käfigs haben. In dem gezeigten Beispiel stützt der Aufbau 102 nur die Gürtelanordnungen 55 ab, es können jedoch auch die Stempelanordnungen 49 abgestützt werden. Ein Ring 103 aus Kunstgummi dient zur weiteren Abstützung und zur elektrischen Isolierung.Another embodiment of the invention is shown in FIG. 4 shown. The belt arrangements and punch arrangements are arranged one above the other in a tubular or cylindrical structure O2. In order to facilitate the loading and unloading of the reaction vessels, the structure 102 can be provided with suitable recesses or can be in the form of a cage. In the example shown, the structure 102 only supports the belt assemblies 55 , but the punch assemblies 49 can also be supported. A ring 103 made of synthetic rubber is used for further support and electrical insulation.

Bei den verschiedenartigsten Hochdruckanlagen einschließlich der aus einem geraden Kolben und Zylinder bestehenden Kombinationen kann das erfindungsgemäße Prinzip des Aufeinanderschichtens angewandt werden. In F i g. 5 ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung bei einer aus mehreren Stempeln bestehenden Anlage dargestellt, Die in F i g. 5 gezeigte Anlage 110 besteht aus einer waagerechten Stempelanordnung 111, die vier Stempel 112, 113,114 (nicht gezeigt) und 115 (nicht gezeigt) umfaßt, die alle den gleichen Abstand voneinander haben. Die Stempel können in geeigneter. Weise innerhalb einer Konstruktion, beispielsweise innerhalb eines Ringes 116 angeordnet sein, der mit einer hydraulischen Anlage versehen ist, mit der einer oder mehrere der Stempel aufeinander zu bewegt werden können. Zwei senkrechte Stempel 117 und 118 wirken mit den waagerechten Stempeln zusammen, so daß, wenn die Stempel jeweils entlang ihrer Längsachsen bewegt werden, eine Reaktionskamrner gebildet wird. Diese Reaktionskammer kann natürlich die verschiedenartigsten Formen haben, die von der Ausbildung der Stempelstirnseiten und von der Anzahl der bewegten Stempel abhängen. Eine Doppelwirkung dieser Anlage kann in einfacher Form dadurch erreicht werden, daß in Reihe zur Anlage 110 eine weitere Anlage 119 angeordnet wird. Auch die Anlage 119 besitzt eine waagerechte Stempelanordnung 120, die ähnlich wie die waagerechte Stempelanordnung 111 aufgebaut ist und aus Stempeln 121,122,123 (nicht gezeigt) und 124 (nicht gezeigt) besteht, und senkrechte Stempel 125 und 126. Die Rückseiten der Stempel 118 und 125 liegen einander gegenüber. Es können, daher die Druckvorrichtungen für die Stempel 118 und 125 weggelassen werden und die beiden Stempel 118 und 125 durch einen einzigen Stempel 127 ersetzt werden. Die "beiden Anordnungen UO und 119 sind zwischen den beiden Platten 128 und 129 einer einzigen Presse aageordnet. Der doppelseitig wirkende Stempel 127 Hegt zwischen den waagerechten Stempelanordnungen 111 und 120. Werden nun die Platten 128 und 129 der Presse aufeinander zu bewegt, dann werden die zwischen den Stempeln der waagerechten Stempelanordnungen liegenden Reaktionsgefäße zusammengepreßt. Dabei bewegen sich einer oder mehrere der horizontalen Stempel in jeder Anordnung aufeinander zu, und die Dichtungen zwischen den Stempeln können bereits vorher angeordnet sein oder von dem aus dem Reaktionsgefäß, der Probe usw. austretenden Material gebildet werden.In the most varied of high-pressure systems, including the combinations consisting of a straight piston and cylinder, the principle according to the invention of stacking can be used. In Fig. 5 shows the principle of the present invention in a system consisting of several punches, which in FIG. The system 110 shown in FIG. 5 consists of a horizontal stamp arrangement 111 which comprises four stamps 112, 113, 114 (not shown) and 115 (not shown), all of which are equidistant from one another. The stamps can be suitable. Wise be arranged within a construction, for example within a ring 116 , which is provided with a hydraulic system with which one or more of the punches can be moved towards each other. Two vertical punches 117 and 118 cooperate with the horizontal punches, so that when the punches are moved along their longitudinal axes, a reaction chamber is formed. This reaction chamber can of course have the most varied of shapes, which depend on the design of the stamp end faces and on the number of stamps moved. A double effect of this system can be achieved in a simple form in that a further system 119 is arranged in series with the system 110. The system 119 also has a horizontal stamp arrangement 120, which is constructed similarly to the horizontal stamp arrangement 111 and consists of stamps 121, 122, 123 (not shown) and 124 (not shown), and vertical stamps 125 and 126. The backs of the stamps 118 and 125 are located opposite each other. The printing devices for the stamps 118 and 125 can therefore be omitted and the two stamps 118 and 125 can be replaced by a single stamp 127 . The two arrangements UO and 119 are arranged between the two plates 128 and 129 of a single press. The double-sided punch 127 lies between the horizontal punch arrangements 111 and 120. If the plates 128 and 129 of the press are now moved towards one another, the One or more of the horizontal punches in each arrangement move towards one another, and the seals between the punches can be arranged beforehand or formed by the material emerging from the reaction vessel, sample, etc. will.

Es sind Anlagen mit einer tetraederförmigen Reaktionskammer bekannt, die durch vier StempelThere are systems with a tetrahedral reaction chamber known, which by four stamps

mit dreieckigen Stirnseiten gebildet wird, wenn diese aufeinander zu bewegt werden. In Fig. 6 ist das erfindungsgemäße Prinzip der Doppelwirkung auf eine derartige tetraedrische Anlage 130 angewandt. Die Anlage 130 besteht aus vier Stempeln 131, 132, 133 und 134, von denen jeder dreieckige Stirnflächen hat und die so angeordnet und so aufeinander ausgerichtet sind, daß ein tetraedrisches Reaktionsvolumen ensteht, wenn einer oder mehrere der Stempel aufeinander zu bewegt werden. Bei einer derartigen Anlage wird eine Doppelwirkung erzielt, indem in Reihe zur Anlage 130 eine weitere Anlage 135 angeordnet wird, die auch vier Stempel 136, 137, 138 und 139 umfaßt, die ein tetraedrisches Reaktionsvolumen einschließen. In jeder Anlage ist jeder Stempel mit einem eigenen hydraulischen Zylinder versehen, so daß alle Stempel zum Zusammendrücken der Probe aufeinander zu bewegt werden können. Bei der in F i g. 6 gezeigten Anordnung können die Stempel 134 und 139 durch dieselbe hydraulische Einrichtung betätigt werden. Bei einer einfachen Ausführungsform ist jedoch jeweils ein konischer Gürtel 140 bzw. 141 in jeder Anlage 130 bzw. 135 -vorhanden und zwischen den beiden Gürteln befindet sich ein einfacher Stempel 142 (134,139). Die Grundflächen 143 aller Stempel mit Ausnahme des Stempels 142 schmiegen sich an die konische Fläche des Gürtels 140 bzw. 141 an und können sich auf dieser verschieben. Die beiden aufeinandergeschichteten Anlagen werden zwischen den Platten einer Presse angeordnet, die dann aufeinander zu bewegt werden, wobei die in den Anlagen angeordneten Proben gleichzeitig zusammengepreßt werden, da sich infolge der konischen Flächen die Stempel aufeinander zu bewegen und auch der Stempel 142 infolge der sich aufeinander zu bewegenden Anlagen eine relative Bewegung ausführt. Wie bei anderen Anlagen können auch hier vorher zwischen die Stempeldichtungen eingesetzt werden, oder es kann eine Abbdichtung durch die aus dem Reaktionsgefäß, dem Reaktionsmaterial usw. austretenden Stoffe erfolgen.is formed with triangular faces when they are moved towards each other. In Fig. 6 this is The principle of the double action according to the invention is applied to such a tetrahedral system 130. the Appendix 130 consists of four punches 131, 132, 133 and 134, each of which has triangular faces and which are so arranged and aligned with one another that a tetrahedral reaction volume is formed when one or more of the Stamps are moved towards each other. With such a system, a double effect is achieved, in that a further system 135 is arranged in series with the system 130, which also has four punches 136, 137, 138 and 139 enclosing a tetrahedral reaction volume. Everyone is in every facility The stamp is provided with its own hydraulic cylinder so that all the stamps can be compressed the sample can be moved towards each other. In the case of the in FIG. 6 can be the arrangement Ram 134 and 139 are operated by the same hydraulic device. With a simple one However, the embodiment is a conical belt 140 or 141 in each system 130 or 135 -A simple stamp 142 (134,139) is present and between the two belts. The base areas 143 of all punches with the exception of punch 142 nestle against the conical surface of the Belt 140 or 141 and can move on this. The two stacked on top of each other Systems are arranged between the plates of a press, which are then moved towards each other, wherein the samples arranged in the systems are pressed together at the same time, as a result of the conical surfaces to move the punch towards each other and also the punch 142 as a result of the systems moving towards one another perform a relative movement. As with other systems, you can can also be used here beforehand between the stamp seals, or a sealing can be used by the substances escaping from the reaction vessel, the reaction material, etc.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben wird also dadurch erreicht, indem man Vorrichtungen zum Erzeugen von hohen Drücken und hohen Temperaturen in einer einzigen Presse nebeneinander oder übereinander in einer Reihe anordnet, wobei jeweils zwischen zwei Vorrichtungen ein doppelseitig wirkender Stempel angeordnet wird.The solution to the objects on which the invention is based is thus achieved by Devices for generating high pressures and high temperatures in a single press side by side or one above the other in a row, each between two devices a double-sided punch is arranged.

Die schichtweise Anordnung der Vorrichtungen wurde zwar nur an Hand von zwei Vorrichtungen beschrieben, es können natürlich jederzeit auch gegebenenfalls mehr Vorrichtungen verwendet werden. Die beschriebene Anordnung besteht aus zwei Teilen, von denen jeder Teil wenigstens zwei Druckglieder besitzt, die einen offenen Reaktionsraum bilden, der durch einen zwischen den beiden Teilen vorhandenen, doppelseitig wirkenden Stempel abgeschlossen wird. Das wichtigste Merkmal ist dabei, daß der doppelseitig wirkende Stempel gleichzeitig zwei Reaktionskammern abschließt und zusammenpreßt. Es ist dabei unwichtig, welche Reaktionskammer vorhanden ist oder von wie vielen Druckgliedern eine Reaktionskammer gebildet wird.The layered arrangement of the devices was only made using two devices described, it can of course at any time, if necessary, more devices can be used. The arrangement described consists of two parts, each part of which has at least two compression members has, which form an open reaction space through a between the two parts existing, double-sided stamp is completed. The most important feature is that the double-sided punch closes two reaction chambers at the same time and presses them together. It is unimportant which reaction chamber is present or of how many pressure members a reaction chamber is formed.

Claims

Patent claims:

1. High pressure press with tapered press rams arranged between press jaws, which each intervene in a reaction chamber in order to put the filling of this chamber under pressure, characterized by the arrangement of several reaction chambers one behind the other between the press jaws (59, 59 ') in such a way that that at least one double-acting ram (49, 63) with tapered ends (92,92 ') is guided displaceably in the axial direction between the reaction chambers (54, 54 ', 62, 62') to to close both reaction chambers when pressing the jaws together.

2. Press according to claim 1, characterized in that the ram with their themselves tapering ends (71,92,92 ') are coaxially opposite and are also aligned coaxially with respect to the reaction chambers.

3. Press according to claim 2, characterized in that the double-acting punch from two middle stamp bodies (49,49 ', 92,92') and these surrounding hoops (51 to 53, 94, 95) consists.

4. High pressure press according to claim 1, 2 or 3 with seals closing off each reaction chamber, characterized in that matrices (54, 54 ', 62, 62') which form the reaction chambers and laterally surrounded, are annular and have hollow conical surfaces and an in Axial direction measured thickness have that of the inner reaction chamber to increases towards the outside, the tapered ends of the ram into the hollow conical surfaces fit and form a closed reaction chamber with these and the seals.

5. High pressure press according to claim 4, characterized in that the reaction chamber of at least four matrices (112, 113, 121, 122) are formed and laterally supported.

6. High pressure press according to claim, characterized characterized in that a tetrahedral reaction chamber is formed by at least three matrices and is supported on the side.

1 sheet of drawings