DE1642981A1 - Apparat zur Erzeugung sehr hoher Druecke - Google Patents

Description

PATENT- β. HECHTSAlVWAtT DIPL.-ING. H. VON SCHÜMANN

MÜNCHEN 22

Widmmayer straße 5 Telefon 224893

17. Au:. :367

3848-67

GEMl¹RE HATIOiTAL DE IA RECHERCHE SCIEUTIIPIQUE Apparat zur Erzeugung sehr hoher Drücke Priorität: Prankreich, vom 22. August 1966

Gegenstand der Erfindung ist ein Apparat,

um Materialien sehr hohen statischen Drücken auszusetzen, welche von Beginn des Zusammendrückvorgangs aus in einem dichten geschlossenen Raum eingeschlossen sind, welcher durch Oberflächenabschnitte begrenzt wird, von denen wenigstens ein Teil von beweglichen Teilen getragen wird, welche die Druckübertragungsglieder des Apparats bilden. ^%

Die einfachsten Apparate dieser Art werden durch einen Zylinder und einen Kolben gebildet. Diese Apparate

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enthalten im wesentlichen ein gerades Zylinderelement (oder ein gerades entsprechendes Element, dessen Innenfläche durch eine Gerade erzeugt wird, welche sich parallel zu sich selbst um eine Basis verschiebt, welche von einem Kreis verschieden und z.B. ein Quadrat, eine Ellipse usw. ist), welches mit v/enigstens einem Kolben entsprechenden Querschnitts zusammenwirkt, um die zusammenzudrückende Probe dicht einzuschliessen.

Der Grenzwert des in derartigen Apparaten erreichten Drucks ist zwar theoretisch von dem Volumen der zu verdichtenden Probe unabhängig, er ist jedoch infolge der Verteilung der Beanspruchungen in der gesamten Masse des Kolbens verhältnismässig niedrig, da diese Beanspruchungen den Bruch insbes. des äusseren Abschnitts des Kolbens bewirken, v/elcher nicht durch die Zylinderwände abgestützt wird, wenn auf den Kolben eine Kraft ausgeübt wird, welche auf die verdichtete Probe einen diesen Granzwert übersteigenden Druck auszuüben sucht.

Ferner sind bereits andere derartige Apparate

mit einem verwicke2teren Aufbau bekannt, welche bewegliche Keile benutzen· Bei diesen Apparaten war es jedoch bisher unmöglich, die anscheinend einander widersprechenden Bedingungen miteinander in Einklang zu bringen, welche darin bestehen, einerseits eine geeignete Abstützung aller Teile des Apparats herzustellen, um ihnen zu ermöglichen, die Beanspruchungen auszuhalten, welchen sie bei der Verdichtung der in dem geschlossenen Raum eingeschlossenen Materialproben ausgesetzt sind, und andererseits den beweglichen Teilen eine genügende Bewegungsamplitude zu erteilen, welche eine erhebliche Verringerung des Volumens des in dem geschlossenen Raum eingeschlossenen Materials ermöglichte

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Die Erfindung bezweckt ins "bes., den obigen

ITachteilen abzuhelfen und derartige Apparate zur Erzeugung hoher Drücke so auszubilden, dass sie besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis entsprechen, indem sie insbes. in der Lage sind, Materialproben mit einem verhaltnismassig grossen Anfangsvolumen mit hohen Drücken zu verdichten, welche sogar höher sind, als die, welche in den meisten bisher bekannten Vorrichtungen erzeugt v/erden können.

Hierfür sind in einem Apparat, in welchem ein

in einem geschlossenen Raum mit einem bestimmten Anfangsvolumen Λ enthaltenes Material sehr hohen Drücken ausgesetzt werden soll, mit mehreren Keilen mit Oberflächen, welche wenigstens teilweise den geschlossenen Raum begrenzen und ausserdem Berührungsflächen besitzen, mit welchen sie mit Nachbarkeilen in Berührung stehen, wobei ausserdem Einrichtungen vorgesehen sind, z.B. hydraulische Arbeitszylinder, welche auf diese Keile Kräfte ausüben, welche gleichseitige gegenseitige Verschiebungen der Keile in wenigstens in einer Ebene des Raums liegenden Richtungen durch Gleiten ihrer Berührungsflächen aneinander erzeugen, wobei diese Kräfte eine solche Richtung haben und die Keilwinkel so gewählt sind, dass diese gleichzeitigen gegenseitigen Verschiebungen eine Verringerung des Volumens des geschlossenen Raums erzeugen, erfindungsgemäss diese Keile so geführt, dass ihre Gleitberührungsflächen bei den gegenseitigen Verschiebungen der Keile parallel zu sich selbst bleiben, wobei die Zonen der wirklichen Berührung zwischen den Gleitberührungsflächen benachbarter Keile solche Abmessungen haben, dass sie sich von dem geschlossenen Raum aus nach aussen über eine solche Entfernung erstrecken', dass die seitlich nicht abgestützten äusseren Abschnitte der

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Keile in zu den Verschiebungsrichtungen der Keile querliegenden Ebenen so grosse Abmessungen besitzen, dass sie die Beanspruchungen aushalten können, welchen sie durch die auf sie wirkenden Kräfte ausgesetzt werden.

Die obige erfindungsgemässe Ausbildung hat sur Folge, dass der die zu verdichtende Probe enthaltende und wenigstens teilweise durch diese Keile begrenzte Raum (die Begrenzung der restlichen Fläche erfolgt durch feste Teile) während der gegenseitigen gleichzeitigen Verschiebungen der Keile dicht geschlossen bleibt, v/obei die Gleitflächen der Keile ständig gegeneinander gedruckt bleiben. Ferner hat diese Ausbildung zur FoIe, dass sich die Keile gegenseitig aneinander durch den seitlichen Druck abstützen, welchen sie aufeinander über die Berührungsflächen auf der ganzen Ausdehnung der wirklichen Berührungssonan zwischen benachbarten Keilen ausüben, und dass dia äusseren nicht seitlich abgestützten Abschnitte der Keile einen genügenden Querschnitt haben, um die Beanspruchungen auszuhalten, welchen die Keile während der Arbeit ausgesetzt sind.

Selbstverständlich müssen diese Keile gewissen geometrischen Bedingungen genügen, damit einerseits ihre Berührungsflächen in Berührung miteinander bleiben, und damit andererseits das Volumen des die zu verdichtende Probe enthaltenden geschlossenen Raums während der gegenseitigen gleichzeitigen Verschiebungen der Keile abnimmt.

Gemäss einem weiteren nicht in allen Fällen unbedingt erforderlichen aber sehr vorteilhaften Kennzeichen der Erfindung liegt der grösste Teil eines jeden Keils des Apparats vollständig in dem Raumabschnitt, welcher durch seine eigenen Gleitflächen begrenzt wird, mit denen er an den anderen Zeilen gleitet _a Diese. Ausbildung^ ermöglicht bedeutende gegen-

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seitige Verschiebungen der Keile, welche theoretisch nur durch die Ausdehnung der Flächen der gegenseitigen Berührung der Keile begrenzt werden, so dass bedeutende Verringerungen der an sich grossen Aus^angsvolumen des zu verdichtenden Materials erzielt v/erden können.

Die Keile werden vorzugsweise aus harten Werkstoffen hergestellt, deren Abscherfestigkeit mit dem Druck zunimmt, wie Wolframkarbide und sehr harte ähnliche Materialien, um die beträchtliche Steigerung der mechanischen Festigkeit auszunutzen, welche der seitliche Druck derartigen Materialien erteilt.

Ausserdem ist es natürlich zweckmässig, dass der Reibungskoeffizient der aufeinander gleitenden Flächen der Keile möglichst klein ist.

Diese Flächen werden zweckmässig dadurch geschmiert, dass z.B. feine Schichten aus Blei, insbes. mit einer Dicke von 0,05 mm, oder Schichten aus Molybdänsulfiä- oder auch Teflonfilme eingeschaltet werden.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. f

Fi;-. 1 zeigt in einem lotrechten Schnitt längs der Linie 1-1 der Fig. 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäsaen Apparats mit beweglichen Keilen, welche einen die zu verdichtende Probe enthaltenden geschlossenen Raum abgrenzen und waagerechte Berührungsflächen besitzen, welche ihre gleitende Verschiebung zwischen zv/ei waagerechten Abschlussplatten gestatten.

Fig. 2 ist eine Draufsicht des Apparats der Fig. 1, wobei dio Abnchlussplatten entfernt sind.

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Fig. 3 ist eine Draufsicht einer Ausführungsabwandlung des in Fig. 2 dargestellten Apparats.

Pig. 4 ist ein Schnitt des arfindungsgemässen Apparats, durch eine lotrechte Ebene, welcher eine besondere Ausführungsform einer der Absclilussplatten zeigt, welche eine gewisse Zahl von festen Keilen mit Schrägflächen und einen mittleren Teil aufweist,' welcher ein konisches oder pyramidenförmiges Ende hat, welches zu diesen Schrägflächen komplementär ist und gegen diese gedruckt wird.

Pig. 5 ist eine Draufsicht der Abschlussplatte der Pig. 4> wobei jedoch der mittlere Teil entfernt ist.

Pig. 6 und 7 sind Schnitte eines genäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Apparats mit beweglichen Keilen durch eine waagerechte Ebene, wobei die Keile in diesen beiden Figuren verschiedene ge.;:enseitiire Stellungen einnehmen.

Pig. 8 ist eine von oben gesehene Teilansicht einer Ausführungsabwandlung des erf indungs^enäsi.en Apparats, deren grundsätzliche Arbeitsweise jedoch der des in Pig. ό und 7 dargestellten Apparats entspricht.

Pig. 9 ist eine durch eine waiigerechte Ebene

geschnittene Teilansicht des Apparats der Pig. 6 und 7> welcher jedoch eine Ausführungsabv/aridlung aufweist.

Pig. 10 ist eine schaubildliche Teilansicht

von Keilen einer aus der in Pig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemässen Apparats abgeleiteten Ausführungsform.

Pig. 11 ist eine schaubildliche Ansicht der oberen Abschnitte der Keile des in Pig. 10 dargestellten Appa-

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rats nach einer gleichseitigen gegenseitigen Verschiebung derselben.

Pig. 12 ist ein schematischer Querschnitt

einer zwecknässig mit dem Apparat der Pig. 6 und 7 kombinierten Vorrichtung·

Pig· 13 ist eine teilweise geschnittene sehematinche Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Pig» 14 ist-eine schematische Draufsicht einer

anderen Aucführungsabwandlung des in Pig« 6 und 7 dargestellten Apparats.

G-emäss dem Hauptkennzeichen der Erfindung besitst der Apparat, welcher ein in einen geschlossenen Kaum 1 bestimmten AuGgangsv·-lumens enthaltenes Material sehr hohen Drücken aussetsen soll, mehrere Keile mit Oberflächen, welche wenigstens teilweise den geschlossenen Raum begrenzen, wobei dieoe Keile Plächen 2 besitzen, welche mit denen der ITachbarkeile in Berührung stehen, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, z. B. hydraulische Arbeitszylinder, welche auf diese Keile Kräfte ausüben können, welche gleichseitige gegenseitige Verschiebungen der Keile in wenigstens einer Ebene des Raums durch f Gleiten ihrer Berührungsflächen 2 aneinander erzeugen, wobei diese Kräfte eine solche Richtung haben und die Winkel und die Abmessungender KdLe so gewählt sind, dass diese gleichzeitigen gegenseitigen Verschiebungen eine Verringerung des Volumens des geschlossenen Raums erzeugen, wobei die Keile so geführt werden, dass ihre G-Ieitberührungsflachen während dieser Verschiebungen ständig parallel zu sichlselbst bleiben, und dass sich die tatsächlichen Berülirungszonen zwischen den G-leitberührungsflächen zwischen benachbarten Keilen von dem geschlossenen

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Raum aus somt nach, aussen erstrecken,, dass die seitlich nicht abgestützten äusseren Abschnitte der Keile in zu den Verschiebungsrichtungen der Keile querliegenden Ebenen so grosse Abmessungen besitzen, dass sie die seitlichen Beanspruchungen aushalten können, welchen sie durch, die Wirkung dieser Kräfte ausge-. setzt sind. -

In zahlreichen Ausführungsformen der Erfindung bilden die Keile des Apparats zur Erzeugung sehr hoher Drücke eine, erste und eine zweite Gruppe, wobei die zur Begrenzung des geschlossenen Raums beitragenden», von &θά Keilen A der ersten Gruppe getragenen Flächen in Richtung auf die Achse 3 oder das Zentrum des Raums vorrücken können, während die entsprechenden Flächen der Keile B der zweiten Gruppe sich von der Achse 3 oder dem Zentrum während der gegenseitigen gleichzeitigen Verschiebungen der Keile entfernen können.

Die Verschiebungen der Keile der ersten Gruppe und der Keile der zweiten Gruppe können in Richtungen erfolgen, welche entweder in der gleichen Ebene, oder in verschiedenen Ebenen liegen.

In dem ersten lall, in welchem die Verschiebungsrichtungen der Keile der ersten und zweiten Gruppe in der gleichen Ebene liegen, welche vorzugsweise waagerecht liegt und nachstehend der Einfachheit halber "Verschiebungsebene" genannt ist, wechseln die Keile A und die Keile B dieser Gruppen miteinander ab (Fig. 2 und 3) und besitzen Bolyederformen, welche radial um die Achse des von ihnen eingeschlossenen geschlossenen Raums 1 verteilt sind, wobei die Gleitberührungsflächen 2 der Keile, welche ihre gleichzeitige gegenseitige Verschiebung gestatten, senkrecht zu der Verschiebungsebene liegen und zu der

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Achse des geschlossenen Raums konvergieren.· Die Keile stehen ausserdem über entsprechende Flächen 4 mit zwei zu der Versehiebungsebene der Keile parallelen Abschlussplatten 5 (Fig. 1) in Berührung, welche durch eine Presse eingespannt werden und den dichten Verschluss des geschlossenen Raums bewirken.,

Die. Gleitberührungsflächen 2 der Keile A und B der beiden Gruppen liegen zweckmässig, wie in Fig. 2 und 2 dargestellt., in Ebenen, welche zu durch die Achse gehenden Ebenen parallel sind, wobei diese letzteren Ebenen miteinander paarweise gleiche Winkel bilden, wobei jeder Keil ausserdem eine abgestumpfte Fläche 6a oder 6b aufweist, welche mit dem verdichteten Material in Berührung steht und zu der Verschiebungsrichtung des betreffenden Keils-senkrecht liegt, wobei die Flächeninhalte der abgestumpften Flächen 6a der Keile A der ersten Gruppe grosser als die Flächeninhalte der abgestumpften Flächen 6b der Keile B der zweiten Gruppe sind. In Fig. 2, und können sich offenbar die Keile A der ersten Gruppe (deren Anfangsstellung vollausgezogen dargestellt ist) in Richtung auf die Achse des geschlossenen Volumens verschieben (um eine strichpunktiert dargestellte Stellung einzunehmen), wobei sich die Keile B (deren Anfangsstellung vollausgezogen dargestellt ist) von dieser Achse entfernen (um eine strichpunktiert dargestellte Stellung einzunehmen), wobei'die Berührungsflächen der Keile A und B während ihrer gleichzeitigen gegenseitigen Verschiebungen in Berührung miteinander bleiben.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung

liegen die Gleitberührungsflächen der Keile A und B zweckmässig in Ebenen, welche parallel zu Radialebenen bleiben, welche zueinander senkrecht sind und Winkel von 45° mit den Verschie-

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bungsrichtungen der Keile A und B des Apparats bilden.

Die abgestumpften Flächen der Keile A und B sind in der Vorrichtung der Fig. 2 rechteckig, wobei die Abmessung a der zu den Abschlussplatten 5 parallelen Seiten der rechteckigen abgestumpften Fläche 6a der Keile A grosser als die entsprechende Abmessung B der Seiten der abgestumpften Flächen 6_b der Keile B ist. Dieser Unterschied der Abmessungen, welcher nicht unbedingt erforderlich ist, kann dadurch interessant werden, dass er gestattet, eine Gesamtverformung des Volumens des Materials zu erhalten, welche bei gleicher Volumen-Verringerung kleiner ist, als wenn a = b.

Wenn h die Höhe (Fig. 1) zwischen den beiden

Abschlussplatten ist, ist das Ausgangsvolumen des geschlossenen Raums 1 gleich Vi = a.b.h (unter der Annahme, dass die zu der Verschiebungsebene senkrechten Kanten der abgestumpften Flächen 6a und 6ji zusammenfallen, wie dies für die Ausgangsstellung der Keile A und B dargestellt ist). Das Volumen des endgültigen die Probe enthaltenden geschlossenen Raums nach einer Verschiebung £ der Keile A in Richtung auf die Achse und der Keile B in der entgegengesetzten Richtung wird schliesslich gleich V„ = Vi 2c (a-b+c)h, d.h. kleiner, da die Summe a + £ grosser als Jd ist, was die Möglichkeit einer erheblichen Drucksteigerung in der Probe ergibt (es ist zu bemerken^ dass die Verschiebung £ im allgemeinen sehr klein ist).

Selbstverständlich sind bei wenig zusammendrückbaren Materialien die wirklichen Verschiebungen dieser Keile gegeneinander klein, doch sind diese Verschiebungen zur Verdeutlichung der Zeichnung vergrössert dargestellt.

Das Gleiche gilt von den geschlossenen Räumen,

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deren Volumen in Wirklichkeit sehr klein gegenüber dem Volumen der Druckkeile sind· .

Der in Fig. 3 dargestellte Apparat beruht auf dem gleichen Arbeitsprinzip, wobei die erste und die zweite Gruppe je vier miteinander abwechselnde Keile aufweisen. Die Gleitflächen 2 dieser Keile bleiben dann in Ebenen? welche zu Radialebenen parallel sind, welche paarweise Winkel von 45° bilden, · - ^:

Die Mittel zur Ausübung der Kräfte zur gegenseitigen Verschiebung der verschiedenen Keile werden zweckmässig g durch hydraulische Arbeitszylinder gebildet, welche schematisch in Fig. 4 durch Kolbenelemente 7 dargestellt und fest mit dem gleichen nicht dargestellten Gestell.verbunden sind, wobei die Vorschubs- oder Rückzugsbewegungen der Keile zweckmässig durch mechanische den Arbeitszylindern überlagerte Hilfsvorrichtungen synchronisiert sind, wobei diese Synchronisierung Verhältnismassig einfach ist, wenn die gegenseitigen Verschiebungen der Keile einer jeden Gruppe in einem konstanten Verhältnis stehen.

Aus der Zeichnung geht hervor, dass bei den

bisher beschriebenen Ausfuhrungsformen die Führung eines, jeden I Keils des Apparats wirksam durch dieGleitkontaktflachen unterstützt wird, da deren Flächeninhalt gross gegenüber dem der Flächen der Keile ist, welche mit der in dem geschlossenen Raum zu verdichtenden Werkstoffprobe in Berührung stehen und 'der Deutlichkeit halber vergrössert dargestellt sind. Ggfs. können, insbes. wenn die von den Gleitberührungsebenen ein und * desselben Keils gebildeten Winkel gross sind, an den äusseren Abschnitten der betreffenden Keile zu ihren Verschiebungsrichtungen parallele Flächen 45 (Fig. 2) vorgesehen werden, welche

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mit nicht dargestellten Führungsflachen zusammenwirken.

Die mit den Keilen A und B der beiden Gruppen zur Vervollständigung der Abgrenzung des geschlossenen Volumens zusammenwirkenden Abschlussplatten 5 werden ihrerseits gegen die Unter- und Oberseite der Keile durch hydraulische Pressen gedruckt, welche ihre Wirkung in der Richtung der Achse des geschlossenen Raums ausüben.

Die in diesen Apparaten benutzten Abschlussplatten müssen ebenfalls den durch die gegenseitigen Verschier. bungen der Keile erzeugten hohen Druck aushalton, insbes. in der Zone, in welcher·sie mit der verdichteten Probe in unmittelbarer Berührung stehen.

Ferner, müssen sie einen genügenden Kontaktdruck auf die waagerechten Flächen 4 der gegeneinander verschieblichen*Keile ausüben, insbes. in den in der Nähe der Flächen 6a und 6b dieser Keile liegenden Zonen dieser Flächen In diesen Zonen stützen sich nämlich die Keile gegenseitig nur in zwei Richtungen des Raums ab, und die Absc.hlussplatten müssen die ergänzende Unterstützung liefern, welche gestattet, in diesen Zonen den dreiachsigen Beanspruchungszustand aufrechtzuerhalten, welcher jede örtliche plastische Verformung der Keile verhindert ,

Bei der Herstellung der Abschlussplätten

aus einem Stück kann ggfs. eine Bandagierung derselben vorgesehen werden, wobei die benutzten Bandagen ihrerseits bandagiert werden können. .

Man erhält jedoch eine bessere Verteilung

der Beanspruchungen innerhalb der Abschlussplatten, wenn diese gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung durch eine gewisse Zahl von benachbarten festen Keilen 8, welche, wie in

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Pig, 5 dargestellt, kranzförmig angeordnet sind und S_chrägflächen 9 auf v/eis en, deren Gesamtheit eine konische oder pyramidenförmige Oberfläche definiert (deren Berührungslinie mit den Oberseiten 11 der festen Keile 8 in Fig. 5 bei 10 dargestellt ist) und durch einen mittleren (Teil 12 gebildet, werden, .welcher eine konische oder pyramidenförmige, zu den Flächen 9 komplementäre Fläche besitzt und auf diese durch eine Presse gedrückt wird» In Fig. 4 ist sehr schematisch die Anordnung der Hinrichtungen dargestellt, welche einen Druck auf die Keile ausüben und durch Arbeitszylinder gebildet werden können, welche schematisch durch Kolben 13 bzw· 14 für die festen Keile bzw* für den mittleren Ergänzungsteil 12 dargestellt sind, wobei alle diese Vorrichtungen zweckmässig fest mit ein und demselben nicht dar ge stell teir:Eahmen verbunden sind. Die Vorteile einer Befestigung aller.,Druckeinrichtungen an ein und^demselben Rahmen sind weiter unten unter Bezugnahme auf eine andere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. -

Ferner besitzen die festen Keile des Kranzes zweckmässig andere abgestumpfte Flächen 14 (in der Ilähe der beweglichen Keile A und B und des geschlossenen Raums 1), wobei die Leitlinie dieser Flächen zu der Achse des geschlossenen Raums parallel ist und diese abgestumpften Flächen bei beliebigen gegenseitigen Stellungen der beweglichen Keile A und B genügend v/eit gegen die Flächen 6a und 6Jb derselben zurückliegen, welche zu der Abgrenzung des inneren geschlossenen Raums beitragen. Diese abgestumpften Flächen 15 besitzen zweckmässig eine gebogene Form und können z.B., wie in Fig. 5 dargestellt, insgesamt einer Zylinderfläche entsprechen.

Der Ergänzungsteil besitzt dann ein zylin-

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drisches Ende 16, welches gegenüber der pyramidenförmigen oder konischen Berührungsfläche mit den entsprechenden Oberflächen der festen Keile vorspringt.

Die abgestumpften Enden der beweglichen Keile.

bleiben dann bei den gleichzeitigen gegenseitigen Verschiebungen derselben stets mit dem zylindrischen Ende dieses _E_rgänzungsteils in Berührung.

Die radialen Berührungsflächen 2.8 der gegenseitigen Berührung der festen Keile liegen vorzugsweise in Ebenen, welche von den die Grleitberührungsflächen 2 der- beweglichen Keile enthaltenden verschieden sind.

Die mit dem mittleren Teil in Berührung stehende konische oder pyramidenförmige Fläche 9 der festen Keile 8 und die mit den Flächen 4 der beweglichen Keile in Berührung stehenden ebenen Flächen der festen Keile erfüllen die gleiche Aufgabe wie die Gleitberührungsflächen der beweglichen Keile hinsichtlich der Verteilung der Spannungen in diesen verschiedenen Stücken. Insbes. die festen Keile üben auf den mittleren Teil eine Stützwirkung aus, welche von innen nach aussen abnimmt, wobei sie gleichzeitig den die beweglichen Keile beiderseits des geschlossenen Raums 1 begrenzenden ebenen Flächen 4 die erforderliche Abstützung liefern, um die in den beweglichen Keilen erzeugten längsspannungen auszuhalten.

Bei den obigen Ausführungen waren die beweglichen Keile Radialkräften ausgesetzt, welche auch radiale Verschiebungen der verschiedenen beweglichen Keile in dem einen oder dem anderen Sinn bewirkten. Die Angriffsrichtungen dieser Kräfte können jedoch bei anderen Ausführungsformen der Erfindung nicht radial sein, wenn die Keile G (Fig. 6 bis 8), welche

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gleichzeitige gegenseitige Verschiebungen durch Gleiten ihrer Berührungsflächen aneinander ausführen, Flächen 17a auf v/eisen, welche an.der Begrenzung des geschlossenen Raums teilnehmen und sich während dieser Verschiebungen der Achse oder dem .Zentrum der Probe zu nähern suchen. Dies ist insbes. der Fall, wenn die verschiedenen'Keile CL, CL, CL usw· (nachstehend im ganzen mit "Keile C" bezeichnet) um die Achse der Probe herum angeoroEt und Verschiebungen in Richtungen ausgesetzt sind, welehe nicht-durch die Achse gehen (nachstehend "nicht radiale" Richtungen genannt) und einen bestimmten und zwar bei,allen Keilen gleichen Winkel mit den entsprechenden zu der Achse {|

parallelen Flächen 17a^> 17a₂ (nachstehend insgesamt mit "Flächen 17a" bezeichnet) bilden, welche an der Begrenzung des geschlossenen Raums teilnehmen, und zwar in den Richtungen, für welche die resultierende Wirkung dieser Verschiebungen diese Flächen der Achse annähert und somit eine Verringerung des Volumens des geschlossenen Raums erzeugt, was eine beträchtliche Drucksteigerung in der in diesem geschlossenen Raum verdichteten Probe zur.Folge hat.

Fig. 6 und 8 zeigen eine vorteilhafte Ausführungsform der oben beschriebenen Ausbildung, bei welcher die Kelle C des Apparats um die Achse des geschlossenen Raums herum angeordnet sind und ausserdem mittels einer Fläche 17£ mit Führungsflächen 18 zusammenwirken, von denen eine je Keil vorgesehen ist,und v;elche ein Prisma bilden, dessen Achse mit der des geschlossenen Raums zusammenfällt, wobei die Gleitberührungs-. flächen der Keile G untereinander (zwei Flächen 17a und 17b je Keil) in Ebenen liegen, welche parallel zu denWinkelhal- ■ bierungsebenen der Winkel des Prismas sind₉ wobei· die die -.

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Berührungsflächen 17 enthaltenden Ebenen sich auf einer Richtung (Schnittkante I9 der Flächen 17a und 17b in Pig-. 6 bis 8) schneiden, welche zu der Achse des geschlossenen Raums parallel ist und in gleicher Entfernung von der Führungs'flache des. be- ■ " treffenden Keils liegt, wie diese Achse, wobei die z»B. durch Arbeitszylinder 20 erzeugten Kräfte, welche-die gegenseitigen Verschiebungen der Keile erzeugen, parallel zu den Führungsflachen 18 und in dem Sinn gerichtet sind, welcher die Schnittlinie der Berührungsflächen 17a und 17b_ des gleichen Keils α mit der Achse des Vielecks zum Zusammenfallen bringt.

In !ig. 6 und 7 ist eine derartige Vorrichtung mit drei Keilen dargestellt, welche mit drei Führungsflächen zusammenwirken, deren Schnittlinien mit den drei Seiten eines.gleichseitigen Dreiecks zusammenfallen.· Jeder der drei radial um die Achse dieses gleichseitigen Dreiecks herum verteilten Keile besitzt ausser der Fläche 17c., welche an den obigen Führungsflächen gleiten kann, zwei Flächen 17a und 1Tb (welche in Ebenen liegen, welche zu der Winkelhalbierungsebene der der betreffenden Führungsfläche benachbarten Winkel des gleichseitigen Dreiecks parallel sind), welche in Gieitberührung mit den Flächen der benachbarten Keile stehen. Die beiden GIeitflachen 17a. und 17b eines jeden Keils liegen in Ebenenj welche sich auf einer Kante schneiden, welche durch ihre punktformige Spur 19 auf der Zeichenebene dargestellt; und parallel zu der Achse ist, wobei sich diese Kante in einer die Achse enthaltenden und zu der Führungsfläche des entsprechenden Keils parallelen Ebene verschiebt, wenn die Keile C z.B. unter der Wirkung von.in zu den Führungsflächen parallelen Richtungen'arbeitenden Arbeitezylindern 20 ihre gleichzeitigen

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gegenseitigen Verschiebungen ausführen-*

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird der ■ geschlossene Raum, in welchem die Probe verdichtet werden kann, seitlich durch ein Prisma begrenzt, dessen Achse mit der der führungsflacheη zusammenfällt, und dessen Querschnitt die Form eines gleichseitigen Dreiecks hat, dessen Seitenlänge während der gleichzeitigen gegenseitigen Verschiebungen der drei Keile nach null strebt. In Big. 7 sind diese Keile in einer Ausgangsstellung (striehpunfctiert) und in einerEndstellung (vollausgezogen) dargesteilt» nachdem sie gleichzeitige gegenseitige Verschiebungen ausgeführt habeni welche ' den Querschnitt des geschlossenen Raums t verringjern· /

Aus dem Grundgedanken der obigen Ausfuhrungsabwandlung der Erfindung kann ein Apparat mit einer anderen Keilzahl (grosser als 3) abgeleitet werden* ^

lig. 8 zeigt beispieiähalber schemätigch.

die Abschnitte der öl ei t flachen Ma^ bis 17a.* &er fünf" Keile einer gleichartigen Vorrichtung Jedoch mit fünf Keilen, wobei die Flächen 17a, einen geschlossenen Raum um eine zuverdichtende Probe herum definieren* welcher die Form eines Pri^msts hat, (j dessen Querschnitt «tin regelmassiges Jünfeek ist_t und dessen Seitenlange nach null atrebt» wenn die fünf Keile von einer vollausgezogen dargestellten Ausgangsstelluitg aus durch gleichzeitige gegenseitige Verschiebungen in eine striohpunk-» tiert dargestellte Endsteilung gebracht werden* :

Bisher waren nur Ausfuhrungsforfflen^betraoiitet worden, bei welchen die gleichzeitigen gegenseitigen Verschiebungen der Keile nur in in ein und derselben Ebene liegenden Richtungen erfolgen, wobei die diesen Verschiebungen

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unterworfenen Keile beiderseits der Ebene, in welcher diese Verschiebungen erfolgen, durch mit festen Abschlussplatten zusammenwirkende ebene Flächen begrenzt wurden.

Die in Fig. 6 bis 8 dargestellten Ausführungsformen eignen sich gut zur Herstellung eines Apparats mit einer verwickeiteren räumlichen Verteilung, in welchem insbes. die Verschiebungsrichtungen der beweglichen Keile nicht allein-einer einzigen Ebene liegen. Die Keile der Vorrichtungen der Fig. 6 bis 8 können beiderseits der Ebene der Richtungen der bereits angeführten Verschiebungen der Keile Flächen aufweisen, welche unter einem für alle Keile gleichen Winkel gegenüber dieser Ebene schräg liegen (Fig. 10 und 11). Diese Keile besitzen dann einen mittleren prismatischen Abschnitt, welcher die oben erwähnten rechteckigen Berührungsflächen 17a-j, 17a₂ und 17a, der Höhe h trägt, und symmetrische obere und untere Abschnitte 21-j, 21.« und 2ty, welche beiderseits der die Kanten 22-j, 22g, 22, der rechteckigen Seiten enthaltenden Ebenen liegen, welche zu den Ebenen der "nicht radialen,¹* Verschiebungsrichtungen parallel sind, wobei diese Abschnitte 2I₁, 21g und 2t- Schrägflächen 25|, 25₂» 25, aufweisen, welche von den Kanten 22-j» 22« und 22* des mittleren prismatisciieü . Abschnitts aus divergieren» um einen pyramidenförmigen Hohl- \ raum zu definieren, dessen Querschnitt in einer zu der Achse senkrechten Ebene gleichseitig ist·

In Fig. 10 und 11 sind der Bequemlichkeit, und der Deutlichkeit halber die oberen pyramidenförmigen Abschnitte 21a, 21b, 2te der drei Keile O nur teilweise und von den prismatischen Abschnitten getrennt dargestellt. Die graphische Darstellung eines halben Keils C ist jedoch in

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Pig* 10 gestrichelt vervollständigt. Wie die prismatischen Abschnitte dieser Keile besitzen die oberen Abschnitte eines jeden Keils Sleitberührungsflachen, welche durch die in Hg. TO und 11 sichtbaren Berührungsrichtungen 23-» 23« ®ώ& 23« definiert sind und bei der oben beschriebenen gegenseitigen Verschiebung dieser Keile in dichter Berührung miteinander bleiben.

Pig. 10 zeigt die gegenseitigen Stellungen

der oberen Abschnitte der Keile in ihrer Ausgangslage, während Pig. 11 die gegenseitigen Stellungen dieser Abschnitte 21-, 21p und 21„ am Ende der gegenseitigen Verschiebung zeigt. m

Während dieser Verschiebungen bleiben die inneren Schrägflächen dieser Abschnitte 21^, 21 g «Ad 21« parallel zu sich selbst, und der Schnittpunkt der inneren Spuren 2J_{1 9} 2.3 ₀ und 23- der Schnitte der inneren flächen des pyramidenförmigen Hohlraums verschiebt sieh auf der~ Achse des Apparats nach ausseno

Gemäss einem vorteilhaften Kennzeichen der Erfindung werden durch aussere Bruekkräfte_? welche in der Achsrichtung gegeneinanderwirken₉ auf jede fläche der pyramidenförmigen Hohlräume axiale 'nicht dargestellte Seil© gedrückt, ™ deren Flächen zu diesen Hohlräumen komplementäre Pyramiden bilden· Biese Teile werden dann in Eichtungen verschoben«, welche mit der Achse d©s geschlossenen Eaums zusammenfallen, wobei sich diese Seile auseinanderspr©ig@n₉ wenn die Keile in dem Sinn der Texri&gsrung äes Volumens fies prismatischen Abschnitts des geschlossenen Saums verschoben werden-o

B^i fiiesey letzteres. Ausfuhrungsform wird dana der geschlossen® Eaum in seiner desaaitheit durch Ober-

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flächen begrenzt, welche von !Peilen getragen werden,- welche gleichzeitige gegenseitige Bewegungen ausführen.

Selbstverständlich muss die Hö'he des durch

die Flächen 17^» 17p» 17^ der Keile begrenzten prismatischen Abschnitts des geschlossenen Raums so gross sein, dass bei den gegenseitigen Verschiebungen in dem Sinn, in welchem der prismatische Querschnitt des geschlossenen Raums abnimmt, die hierdurch entstehende Volumenverringerung grosser als die gleichzeitige Zunahme des Volumens dea geschlossenen Raums ist, welche dadurch entsteht, dass die komplementären pyramidenförmigen Teile, welche auf die Flächen 21^, 21₂, 21 ~ der durch die Keile C gebildeten pyramidenförmigen Hohlräume gedrückt werden, sich in der Achsrichtung auseinanderspreizen.

^:' ' G-emäss einem weiteren zweckmässigen Kennzeichen der unter Besugnahme auf Fig. 6 bis 11 beschriebenen Ausführun^sformen erhalten die prismatischen Abschnitte der Keile G zweekmässig abgestumpfte oder abgeschrägte Flächen 17c, welche zwischen den Berührungsflächen 17 , 17>, eines jeden

el U .

Keils liegen. Diese abgestumpften Flächen sind in Fig. 9 sichtbar. Diese Ausbildung ermöglicht eine günstigere Verteilung der Beanspruchungen, welche in den der verdichteten Probe nahen Zonen in den prismatischen Abschnitten der Keile durch den in dem geschlossenen Raum erzeugten hohen Druck entstehen. Diese Abstumpfungen oder Αΐ> schrägung en sind vorzugsweise auf die prismatischen Abschnitte der Keile beschränkt, während die die pyramidenförmigen Hohlräume definierenden Abschnitte ihre in Fig. 10 und 11 dargestellte vollständige nicht abgestumpfte Form beibehalten. Diese vollständig bleibenden Abschnitte wirken nämlich mit den axialen

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pyramidenförmigen !eilen zusammen, welche in der Achsrichtung verschieblich sind, um eine genügende dreiachsige Unterstützung der verschiedenen Keile in der Uahe der axialen Enden des geschlossenen Rauras zu erzeugen und die in der verdichteten Probe herrschenden Drücke aufzunehmen.

Die obigen Ausführungen für Torrichtungen

mit drei Keilen 0-, Cp und 0,, welche die Achse des geschlossenen Raums umgeben, gelten natürlich auch für Vorrichtungen, mit einer grosseren Zahl von Keilen, welche Verschiebungen in "nicht radialen" Richtungen ausführen können. ^

Oben sind unter Bezugnahme auf Fig. 6 bis 8 nur die Sonderfälle beschrieben, welche die zweckmässigsten Ausführungsformen von erfindungsgemässen Apparaten zur Erzeugung sehr hoher Drücke zu sein scheinen, wobei die beweglichen Keile Verschiebungen in nicht radialen Richtungen ausführen»

Ganz allgemein können derartige Apparate mit Keilen oder prismatischen Polyedern mit anderen Querschnitten G«_t Gp» G- (Fig. 14) hergestellt werden, welche paarweise

über Gleitberührungsflächen 49f» 49p, 4% miteinander in I

Berührung stehen * welche in Ebenen liegen,; welche au« der Ebene der Verschiebungsriehtungen*senkrecht liegen,, und deren (durch ihre Spuren h*_t Jpu, &» i*i äer Zeichenebene der Fig. 14 angedeuteten) Schnittlinien die Kanten eines Prismas P" definieren, dessen Flächen wenigstens teilweise den geschlossenen Verdichtungsraum begrenzen* wobei die Keile ausserdem Flächen 50^, 5O₂, 50* aufweisen, und zwar eine' je Keil, welche mit Führungsflächen _5ΐ*» 51p» 51·» zusammenv/i-f-ken, welche zu (durch ihre Spuren P₁, P₂, p·* in der Ebene der Fig,,14

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angedeuteten) Ebenen parallel sind, durch die Kanten h*, h«, h, des Prismas P gehen und zu einer gemeinsamen Achse (Spur q) innerhalb des Prismas P konvergieren, wobei die Angriffsrichtungen der die gleichzeitigen gegenseitigen Verschiebungen ier Keile erzeugenden Kräfte so gewählt sind, dass sie die Kanten des Prismas P mit der gemeinsamen Achse zum Zusammenfallen zu bringen suchen (wobei die Flächen 49-« * 49o» 4S-* z.B. die strichpunktiert dargestellten Stellungen einnehmen).

Gemäss einer weiteren in Pig· 13 dargestellten Ausführungsabwandlung der Erfindung werden die Keile, welche die den geschlossenen prismatischen Raum seitlieh begrenzenden Flächen 17a tragen, nicht durch Keile 0 der unter Bezugnahme auf Fig. 6 bis 8 beschriebenen Art gebildet, welche in einer einzigen nicht radialen Richtung verschieblich sind, sondern durch Keile D (B*, Bg und B₅), deren Querschnitt in einer zu der Achse der Probe senkrechten Bbene rhombus foriaig ist* In Fig. 15 ist wiederum angenommen., dass der geschlossene Raum, Breieckquersehnitt hat.

Jeder der Keile B, wie z«B. der Keil B^,

wirkt mit zwei ITachbarkeilen durch zwei zu der Achse parallele Grleitflachen 27a* waä 27b* so zusammen, wie dies bei den Aus— fuhrungsformen der Fig. 6 bis; 8 der Fall war, während die beiden anderen Flächen 27c- und 27d. der Einwirkung von zwei Polyederelementen oder Keilen E< und S₂ ^m^ breitem Querschnitt ausgesetzt sind, Vielehe ihrerseits polyedrisehe Enden besitzen, welche ebenfalls miteinander über Flächen 29 in Berührung) stehen,, welche zu der Achse des geschlossenen Raums Ä^ gegeneinander gleitend verBchieblieh sind.

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Die drei Keile IL, D„ und -D,, welche nachstehend insgesamt mit "Keile D" bezeichnet sind, stehen unter der Einwirkung von sechs Keilen E. bis Eg (welche, wenn sie insgesamt betrachtet werden, mit "Keile E" bezeichnet sind), deren zu der Achse parallele Gleitberührungsflachen 29 miteinander Winkel von 60° bilden.

Wie dargestellt, stehen die Keile E unter der Wirkung von Kräften, welche in zwei verschiedenen Richtungen wirken, und deren Resultierende gegenseitige Verschiebungen der Keile D in Richtungen erzeugen, welche zu einer Verringe- rung des Querschnitts des mittleren Raums- 1 führen.

Die Verschiebungen der Keile E werden zweckmässig durch in Fig. 13 dargestellte Einrichtungen erseugt.. Ihre Verschiebungen in einer ersten Richtung, insbes. senkrecht zu ihren Anlageflächen an den entsprechenden Keilen D, werden z.B. mit Hilfe von schematisch bei 30 dargestellten Arbeitszylindern erseugt, wobei die Keile E wie Kolben in die Aufgabe von Zylindern erfüllenden Führungsgliedern 31 geführt werden, wobei die Druckglieder dieser Arbeitszylinder 30 durch den Boden 32 der Führungsglieder 31 treten« "

Ihre Verschiebungen in einer zweiten, zu der ersten senkrechten Richtung werden zweckmässig dadurch hergestellt, dass die Boden 32 der Führungsglieder 31 mit äusseren Gleitflächen versehen werden, welche auf Führungsflächen 33 z.B. durch schematiseh bei 34 dargestellte Arbeitszylinder verschoben werden können, welche auf die Glieder 31 Druckkräfte in zu diesen Führungsflächen parallelen Richtungen ausüben. Diese FÜhrungsflächen bilden ein sechseckiges Prisma, welches zweckmässig von dem gleichen Rahmen 35 getragen wird,

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welcher öffnungen 36 aufweist, welche so angeordnet sind,- dass die Druckglieäer der Arbeitszylinder 30 in der Querrichtung gleichzeitig mit den einen Zylinder bildenden Gliedern 31 über bekannte Synchronisiervorrichtungen verschoben werden können, welche schematiseh durch eine strichpunktierte linie ⁼ 37angedeutet ist.

Die gegenseitige Zuordnung.der Bewegungen der Arbeitszylinder 30 und 34 für alle Keile E mit Hilfe von einfachen mechanischen Untersetzungsvorrichtungen (die ver-' sehiedenen Bewegungen erfolgen in konstanten Verschiebungsverhältnissen) ermöglicht die wirksame Verdichtung einer in den mittleren geschlossenen Raum 1 gebrachten Probe mit PIiIfe von gegenseitigen Verschiebungen zwischen einer ersten vollausgezogen dargestellten Stellung, der verschiedenen Keile des Apparats und einer zweiten strichpunktiert dargestellten Stellung, welche im besonderen die die Verschiebungen des Keils DV steuernden Keile E betreffen.

Bei allen obigen Ausführungsformen des er-

findungsgemässen Apparats muss ein Spiel zwischen den Gleit- W berührungsflachen der verschiedenen Keile vermieden werden, ¹^---^-vie_XcJie_ in von den Richtungen der Gleitebenen verschiedenen

•Richtungen gegeneinand"er~v%irseiii.e.blich sind. ■

Falls die die Verdichtung d^r^Proibe-^in^dgm geschlossenen Raum bewirkenden Keile in den der Probe am nächsten liegenden Zonen stärker beansprucht werden, kann ggfs» eine leichte Berichtigung der Profile dieser Keile vorgesehen werden, z.B. ein etwas grösserer Querschnitt ihrer mit der in dem abgeschlossenen Raum verdichteten Probe in Berührung stehenden abgestumpften Flächen, so dass bei

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der Unterdrucksetzung eine Verteilung der Beanspruchungen entsteht, welche eine kräftigere Pressung der inneren Abschnitte der Keile, bewirkt.

Bei den ersten Ausführungsformen (I¹Ig. 2 und 3) kann z.B. dem Winkel α zwischen den Flächen der Keile A ein sehr wenig grösserer Winkel a^f an den Keilen B entsprechen.

Es ist ferner erforderlich, dass die Teile

nicht durch die Wirkung der Momente und der Kräfte, welchen sie ausgesetzt sind, verformt werden. .

·...-/ So ist es'bei den in Pig. β bis 11 und 13

dargestellten.Außführungsformen des erfindungsgemässen Apparats ™ wichtig, dass die Führungsflachen nicht nur die Führung der Keile bei ihren gleichzeitigen gegenseitigen Verschiebungen sichern, sondern dass sie auch die Keile in diesen gegenseitigen Gleitstellungen halten· Es ist dann unerlässlich, die Steifigkeit dieser Führungsflächen zu gewährleisten, was zweckmässig gemäss der Ausführungsform der Erfindung, erfolgen kann, welche in Fig. 12 für die Ausführungsformen der Fig. und 7 dargestellt ist.

Diese Führungsflächen gehören dann einem ersten ä z.B. zylindrischen Gestell' 33 an, welches der Einwirkung der __________ Druckglieder 39 von Arbeitszyli^jejra.^i&ge^^g^r^sTT^welche symmetrisch unL_44reg^a^estell herum verteilt und in einem

zweiten UmfancBgestell 40 angebracht sind.

Diese Arbeitszylinder werden dann benutzt,

um das innere Gestell 38 starr zn halten, während die Verformungen des äusseren Gestells 40 keine Bedeutung haben, vorausgesetzt, dass sie keine Überschreitung der Elastizitätsgrenze dieser Bestandteile erzeugen.

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Man erhält so Apparate, welche zahlreiche Vorteilebesitzen, insbes. die. Möglichkeit der Erzeugung von sehr hohen Drücken, welche in einer Probe veränderlichen Volumens 100 000 Atmosphären übersteigen und 200 000 Atmosphären er-■ reichen können, ohne dass hierdurch ihre praktische Anwendung begrenzt wird, und ohne vorheriges Ausdrücken des in. den geschlossenen Raum des Apparats gebrachten Materials.

' Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. Es sei insbes. beispielshalber angegeben, dass an in einem

_Ä Apparat der in Fig. 2 dargestellten Art mit vier Keilen aus Wolframkarbid mit 3 i° Kobalt mit einer Druckfestigkeit von 430 kg/mm einen Druck erreichen kann, welcher je nach dem Verfestigungsgrad dieser Keile zwischen 94 und 137 Kilobar schwanken kann.

Mit einem Apparat mit acht Keilen der in Fig. 3 dargestellten Art, welche mit Abschlussbloeks der scheniatisch in Fig. 4 und 5 dargestellten Art zusammenwirken, und bei Verwendung von Keilen aus Wolframkarbid mit 5 £ · Kobalt mit einer Druckfestigkeit von 600 kg/mm kann ein

™ Ib?^u^k^o1a~220^Kil^bar erreicht werden.

Es sei ferner nur beispielshalber angegeben,

dass z.B. in einem Versuchsapparat der in Fig. 2 dargestellten Art das Verhältnis zwischen der Oberfläche des Querschnitts der Keile in der Zone, in welcher sie sich nicht mehr gegenseitig abstützen, Und der Oberfläche der Flache a oder la zwischen 5 und 10 schwanken kann, wobei diese Werte jedoch keine Beschränkungen darstellen und entsprechend den verschiedenen Benutzungsfaktoren des Apparats veränderlich sind, insbes. der Wahl des die Keile bildenden Werkstoffs.

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"'*"'■" -"·· Dieäer Apparat ist somit/besonders zweefcmässig in allen Fallen^" in welchen Materialien höhen Drücken unter-"· werfen werden müssen. ■

Er kann im besonderen, um nur einige seiner " ?"^: vorteilhaften Anwendungen anzufuhren-, zur Herstellung von sehr harten Materialien benutzt werden, bei-welcher eine Verdichtung von entsprechenden Ausgangsmaterialien vorgenoniHen wird,"-z.B.. von künstliehen Diamanten durch Verdichtung von Graphit bei Vorhandensein von -entsprechenden Katalysatoren.

Allgemeiner ist dieser Apparat infolge der sehr hohen Drücke, welche er erreichen kann, besonders gut für die Untersuchung der physikalischen und chemischen Eigenschaften der Körper unter hohen Drücken geeignet, z. B, zum Aufzeigen von verschiedenen "Übergangszuständen von verschiedenen Materialien, z.B. Metallen oder legierungen.

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Claims (15)

1. Patentansprüche

   1·) Apparat zur Ausübung sehr hoher Drücke auf ein in einem geschlossenen Raum mit einem bestimmten Anfangsvolumen enthaltenes Material mit einer gewissen Zahl von Keilen, welche Oberflachen besitzen, welche wenigstens teilweise den geschlossenen Raum begrenzen und über in nach aussen divergierenden Richtungen verlaufende Berührungsflächen miteinander in Berührung stehen, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, welche auf diese Keile Kräfte ausüben können, welche gleichzeitige gegenseitige Verschiebungen der Keile. durch GIeL ten ihrer Berührungsflächen aneinander erzeugen, ι wobei diese Kräfte so gerichtet und die Keilwinkel so gewählt sind, dass diese gleichzeitigen gegenseitigen Verschiebungen eine Verringerung des Volumens des geschlossenen Raums zur Folge haben, dadurch gekennzeichnet, dass die Keile (A, B-Mg. 2) so geführt sind,, dass ihre Gleitberührungsflächen . · bei gegenseitigen Verschiebungen in genau zu sich selbst parallelen Ebenen.bleiben, und dass die wirklichen Berührungszonen, zwischen den Grleitberührungsflachen von benachbarten Keilen sich bis zu einer solchen Entfernung von dem geschlossenen Raum (1) aus erstrecken, dass die ausseren seitlich nicht abgestutzten Abschnitte (Ae, Be) der Keile in zu den Verschiebungsrichtungen der Keile ctuerliegenden Ebenen genugende Abmessungen haben, um die Beanspruchungen auszuhalten, welchen sie durch diese Kräfte ausgesetzt werden· ,
2. 2.) Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Keil vollständig in dem Raum liegt,

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   welcher durch seine eigenen Gleitberuhrungsfläehen enthaltende Ebenen begrenzt wird.

   ■ ■ ■■ . 3·) Apparat nach Anspruch 1 ₁ dadurch gekennzeichnet, dass die Keile auf eine erste und eine zweite Gruppe aufgeteilt sind, wobei die Keile (A) der ersten Gruppe wahrend der gegenseitigen Verschiebungen der Keile in Sichtung auf das Zentrum (.
3. 3) des ■ Volumens (T) vorrucken können, während sich die Keile (B) der zweiten Gruppe von diesem Zentrum entfernen (Pig· 1 und 2).
4. 4·) Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekenn- (I zeichnet dass die Keile (A) der ersten Gruppe und die Keile (B) der zweiten Gruppe miteinander abwechseln und durch eine gewisse Zahl von beweglichen Keilen in !olyederform gebildet werden* welche radial um eine Achse (3) verteilt sind, und deren ihre gegenseitigen Verschiebungen ermöglichenden Gleitberuhrungsfläehen (2) zu dieser Achse konvergieren und in zu dieser Achse parallelen Ebenen liegen, wobei sich die Keile zwischen zwei durch eine P-resse zusammengedrückten parallelen Jtbschlussplatten (5) befinden (Pig. 1 und 2).
5. 5·) Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Gleitberuhrungsflachen (2) eines jeden Keils gebildeten Winkel bei allen Keilen die gleichen sind, wobei Jeder Keil eine kleine Grundfläche (6a oder 6b). aufweist, welche eine der Wände des geschlossenen Raums (1) definiert, wobei die Grundseiten (6a) der Keile der ersten . Gruppe einen grosseren Flächeninhalt als die Grunds'eiten (6b) der Keile der zweiten Gruppe haben (Piß. 2).
6. 6. Apparat nach Anspruch 5» dadurchgekenn-

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   zeichnet, dass die Abschlussplatten (5) durch eine gewisse Zahl von festen Keilen (8), welche über radiale Flächen (28). in unmittelbarer Berührung miteinander stehen und auaserdem Oberflächen (9) aufweisen, deren Gesamtheit eine konische oder pyramidenförmige Fläche bestimmt, und durch einen mittleren konischen oder pyramidenförmigen Teil (12) gebildet werden, welcher zu dieser Fläche komplementär ist und durch den Druck einer Presse gegen sie gedrückt wird (Fig. 4 und 5).
7. 7·) Apparat nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Abschnitt eines jeden Keils wenigstens zwei einander gegenüberliegende Flächen (45) aufweist, welche zu der Yerschiebungsrichtung des betreffenden Keils parallel sind und mit zwei Führungsflächen zusammenwirken (Fig. 2).
8. 8.) Apparat nach Anspruch 1 mit mehr als

   zwei Keilen, welche paarweise über zu ein und derselben Ebene senkrechte Berührungsflächen in Berührung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittlinien (h₁, 1^, h~) der die Gleitberührungsflächen (49-j, 492» 49,) eines jeden Keils (Gr.j, Gg, G-) enthaltenden Ebenen die Kanten eines Prismas (P) definieren, welches wenigstens einen Teil des geschlossenen Raums bildet, und dass die Keile ausserdem Flächen (50^, 5O₂, 50,) aufweisen, und zwar eine je Keil, welche mit Führungsflächen (51*, 51p» 51*) zusammenwirken, welche Verschiebungen in Richtungen zulassen, welche zu Ebenen parallel sind, welche durch die Kanten (h.., h«, h,) des Prismas gehen und zu einer gemeinsamen Achse (q) innerhalb des Prismas konvergieren, wobei die Angriffsrichtungen der die gleichzeitigen Gegenseitigen Verschiebungen der Keile erzeugenden Kräfte parallel

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   zu den Führungsflächen und in dem Sinn gerichtet sind, welcher die Kanten (h..., hg, h,) des Prismas mit der gemeinsamen Achse (q) zum Zusammenfallen zu bringen sucht (Fig. 14).
9. 9·) Apparat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die G-leitberührungsflächen (17-j» 17₂t ^ 7^) eines jeden Keils paarweise zueinander gleiche Winkel bilden, und dass die Führungsflächen (17_c1, 17_c2, ¹?c3^ ^{zu den Winkel}" halbierungsebenen des Prismas parallel sind (Fig. 6).
10. 10.) Apparat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Keil an der Berührungsstelle mit der zu verdichtenden Probe eine abgestumpfte Fläche (17c) aufweist, ™ welche zwischen seinen beiden Gleitflächen (17a, 17b) zur Berührung mit den Nachbarkeilen liegt (Fig. 9).
11. 11·) Apparat nach Anspruch 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Keile (G^, Og, C~), welche einander mit Flächen berühren, welche zu der Achse des Prismas parallel sind, die erste Keilgruppe bilden und beiderseits ihrer zu der Achse senkrechten Mittelebene Flächen (25*, 25₂, 25») aufweisen, welche gegen die Achse des Prismas geneigt sind und eine Pyramidenfläche mit gleicher Achse bilden, während die Keile der (( zweiten Gruppe durch zwei beiderseits dieser Mittelebene liegende Keile gebildet werden, welche einen komplementären pyramidenförmigen mittleren Abschnitt auf we is en, we Icher durch äussere in der Achse des Prismas aufeinander zu gerichtete Druckkräfte in Gleitkontakt mit den Pyramidenflächen der Keile der ersten Gruppe gehalten wird ... (Fig. 10).
12. 12·) Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keile durch Prismen (D^, D₂, D~) mit einem rhombusformigen Querschnitt gebildet werden, wobei die Keile

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    um eine gemeinsame Achse herum angeordnet sind und seitlich einen geschlossenen Raum (1) zur Aufnahme der zu verdichtenden Probe begrenzen, wobei jeder Keil mit zwei anderen Keilen über zwei benachbarte Flächen (27-*» 27-^ ) in Berührung steht und auf seinen anderen Flächen (27_C^> 27^) der Einwirkung einer Gruppe von zwei Seilen (E^, Eg) mit polyedrischen Enden ausgesetzt ist, welche miteinander über G-leitflächen (29) in Berührung stehen, wobei jeder dieser Teile der Wirkung von Kräften ausgesetzt ist, welche sie in zwei verschiedenen Richtungen verschieben, welche mit ihren ^leitflächen zur gegenseitigen Berührung gleiche Winkel an jedem Teil bilden, wobei die Richtungen eine solche' Lage haben und die Abmessungen und die Winkel dieser Teile so gewählt sind, dass die Komponenten der auf jeden Keil wirkenden Kräfte gleichzeitige gegenseitige Verschiebungen derselben in dem Sinn der Verringerung des Volumens des geschlossenen Raums erzeugen (Fig. 13)·
13. 13·)' Apparat nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Keile aus einem harten Werkstoff bestehen, dessen Abscherfestigkeit mit dem Druck zunimmt·
14. 14.) Apparat nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Keile aus einem Wolframkarbid bestehen·
15. 15.) Apparat nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die G-leitberührungsflachen der Keile durch eine feine Schicht aus Blei, Molybdänsulfid oder Teflon geschmiert werden.

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