DE1667202C3 - Vorrichtung zum Erzeugen ultrahoher Drücke - Google Patents

Description

f gesteht dann, daß die Innenraume abwechselnd die eders bilden. Beispielsweise können acht Polyeder, florm von regulären Oktaedern und Würfeln auf- von denen jedes drei Flächen besitzt, die sich unter ρ weisen. Die abwechselnde Ausbildung der Innen- einem rechten Winkel in einer pemeinsamen Spitze läume in Form von regelmäßigen Oktaedern und schneiden, die schräg abgeschnitten ist, aneinander Würfeln erscheint insoweit möglich und zweckmäßig, 5 angrenzen, indem die drei Flächen an die entids reguläre Oktaeder acht Seitenflächen und sechs sprechenden Flächen der benachbarten Polyeder an-Ecken aufweisen, wahrend Würfel acht Ecken und stoßen, um auf diese Weäse den Innenraum in der ,echs Seitenflächen besitzen. Demzufolge besteht die Form eines Oktaeders zu bilden, dessen Flächen Möglichkeit, durch geeignete Ausbildung der jeweils durch die Endflächen gebilüet sind, die durch Abeinen Würfel bzw. emen Oktaedi.r umschließenden 10 schneiden der Spitzenteile geschaffen wurden. Stempf! eine beliebige Konversion eines Würfels in Damit das zweite oder mittlere Stempelsystem

einen regelmäßigen Oktaeder und umgekehrt durch- dicht in das auf diese Weise gebildete Oktaeder paßt, zuführen. . ist das zweite Stempelsystem aus sechs untereinander

Eine Schicht aus irgendeinem geeigneten weichen gleichen Stempelelementen 2 zusammengesetzt, die elastischen Material wird deshalb zwischen jedes 15 so gestaltet und angeordnet sind, daß sie eine äußere I- paar von benachbarten Stempelsystemen eingefügt, Form bilden, die komplementär zu derjenigen des um zu ermöglichen, daß sich eines der Stempel- inneren Oktaederraumes ist, der durch das äußere systeme gegenüber dem anderen Stempelsystem glatt Stempelsystem begrenzt ist, und um außerdem einen bewegt, und um zu bewirken, daß ein auf das äußere bestimmten Innenraum in der Form eines regulären ^e System ausgeübter Druck gleichmäßig auf das innere ·* Hexaeders oder Würfels zu bilden. Zu diesem Zweck Stempelsystem übertragen wird. können sechs Polyeder, wie sie in Fig. 4 gezeigt

DJe Erfindung wird leichter verständlich aus der sind, in der in Fig. 2 gezeigten Weise nebeneinander folgenden ins Einzelne gehenden Beschreibung in angeordnet werden, in der die x-, y- und z-Achse Verbindung mit den Zeichnungen, in denen eines orthogonalen kartesischsn Koordinatensystems

Fig. 1 ein Schnitt durch die Mitte einer Vorrich- »5 dargestellt ist. Das Polyeder, wie es in Fig. 4 dartung gemäß der Erfindung zum Erzeugen von ultra- gestellt ist, ist einem tetragonalen Oktaeder ähnlich koben Drücken ist, und besitzt vier Flächen LMNM, die sich an einer

Fig.?. eine schematische Ansicht ist, die die Geo- gemeinsamen SpitzeL unter einem rechten Winkel netrie und die Anordnung einer dreifachen Stempel- schneiden, sowie eine Fläche FFFF, die dadurch gegnordnung nach F i g. 1 zeigt, wobei jädoch aus 30 schaffen wurde, daß der der Spitze diametral gegen-Gründen der Vereinfachung einige Teile weggelassen überliegende Teil senkrecht zu der durch die Spitze L lind, gehenden Rotationssymmeiirieachse albgeschnitten

F i g. 3 eine Ansicht ähnlich der von F i g. 2 ist, wurde.

aber eine Abwandlung der dreifachen Stempelanord- Wenn die sechs Polyeder, wie oben beschrieben,

nungzeigt, 35 in der in Fig. 2 gezeigten Weise angeordnet sind,

F i g. 4 eine vergrößerte anisometrische Ansicht haben je drei von ihnen drei nebeneinanderliegende

eines der in Fig. 1 und 2 gezeigten mittleren Stempel- Flächen LMNM, die in einer Ebene liegen und wie

elementeist, oben beschrieben eine Fläche des Oktaederraumes

F i g. 5 eine vergrößerte isometrische Ansicht eines bilden, während die inneren Flächen FFjFF derselben

der in F i g. 1 gezeigten inneren Stempelelemente ist, 40 die entsprechenden Flächen des kubischen Raumes

F i g. 6 ein Diagramm ist, welches die Verteilung bilden, der durch das mittlere Stempelsystem be-

des Druckes zeigt, der in der in F i g. 1 gezeigten Ein- grenzt wird.

richtung in einer radialen Richtung hervorgerufen Das dritte oder innerste Stempelsystem, das wie

wird, oben beschrieben in dem kubischen Raum sitzt, ist

F i g. 7 eine Abwandlung der F i g. 4 zeigt und 45 aus acht dritten Stempelelementen 3 in Form eines Fig. 8 eine Abwandlung der F ig. 5 zeigt. Würfels zusammengesetzt, dessen eine Ecke, wie in

F i g. 1 zeigt eine Einrichtung, die eine Stempel- F i g. 5 zu sehen, abgeschnitten ist. Es i.st leicht einanordnung mit einem ersten Stempelsystem besitzt, zusehen, daß vier dieser Würfel, wenn sie nebendas aus einer Anzahl von ersten Stempelelementen 1 einander liegen, vier aneinander angrenzende Flächen von gleicher Form zusammengesetzt ist, einem zweiten 50 haben, die in einer Ebene liegen und eine Fläche des Stempelsystem, das aus einer Anzahl von zweiten kubischen Raumes ergeben, der durch das zweite untereinander gleichen Stempelelementen 2 zusam- Stempelsystem begrenzt ist, und die diametral gegenmengesetzt ist und in dem ersten Stenipelsystem 1 überliegenden schrägen Flächen vier aneinander ansitzt und einem dritten Stempelsystem, das aus einer grenzende Flächen eines Innenraumes in der Form Anzahl von dritten untereinander gleichen Stempel- 55 eines regulären Oktaeders bilden. Dieser Innenraum elementen 3 zusammengesetzt ist und in dem zweiten ergibt einen Arbeitsraum, der mit dem Bezugs-Stempelsystem sitzt, um einen Arbeitsraum 0 zu zeichen 0 bezeichnet ist.

bilden, wobei jedes Stempelelement aus einem Grund, In dem Arbeitsraum, der mit irgendeinem geeig-

der hier noch erläutert wird, von den benachbarten neten plastischen Druckmedium gefüllt ist, kann ein Stempelelementen etwas entfernt ist. Die Stempel- 60 Werkstück angeordnet werden, obgleich dieses nicht elemente bestehen aus einem geeigneten harten dargestellt ist. ,,.,,., _c» »1

Material wie z. B. Wolframkarbid (Hartmetall). Andererseits kann auch eine Vielzahl vonMempei-

Genauer gesagt, besteht das erste oder äußere systemen, wie sie oben beschrieben sind, aufeinanaer-Stempelsystem aus acht identischen Stempelelemen- folgend in der oben beschriebenen Weise in aem ten 1 (von denen in Fig. 1 nur vier dargestellt sind), S₅ Innenraum sitzen. · ♦ α _η,_Ληηηο «t

die so gestaltet und angeordnet sind, daß sie eine Aus der in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung ist

bestimmte äußere Gestalt haben und einen bestimm- ersichtlich, daß das Zuführen eines Druckes zu der ten Innenraum in der Form eines regulären Okta- Stempelanordnung das gleichzeitige und gieicn-

mäßige Zusammenpressen der einzelnen Stempel- Stempelsystem zu bewirken und den Druck von systeme auf die Mitte der Stempelanordnung zu be- einem der Stempelsysteme auf das folgende Stempelwirkt. Betrachtet man die oben beschriebene Korn- system wirksam zu übertragen, um das eine von ihnen bination aus mit 8-6-8 Flächen versehenen Poly- gegenüber den anderen elektrisch zu isolieren und um edern, so wird ein auf das äußere Stempelsystem 5 Scherspannungen in den entsprechenden Stempelausgeübter hydrostatischer Druck durch die äußeren elementen im wesentlichen zu beseitigen. Die Druck-Stempelelemente 1 zu ihren inneren Flächen ent- übertragungsglieder haben vorzugsweise eine lamelsprechend weitergeleitet. Jede dieser Flächen steht lierte Struktur aus irgendeinem geeigneten anorganimit drei mittleren Stempelelementen 2 in Verbin- sehen Material oder einem anorganischen Kunststoff, dung, und der Druck, der auf jede dieser Flächen io wie z. B. Preßspan, Platten aus Polytetrafluoräthylen, ausgeübt wird, wird im wesentlichen unter rechten Glimmerplatten oder Pyrophyllit.
Winkeln auf die drei entsprechenden Stempel- Um weiterhin zu ermöglichen, daß die Stempelelemente 2, und zwar auf die zugeordneten Flächen elemente jedes Stempelsystems zur Mitte des Arbeits- LMNM übertragen. Mit anderen Worten, der Druck raumes hin bewegt werden können, ist ein enger wird in drei axiale Drücke zerlegt. Deshalb werden 15 Spalt 5 zwischen jedem Paar benachbarter Stempelbei jedem der mittleren Stempelelemente 2 die vier elemente vorgesehen. Wenn es erwünscht ist, kann Flächen durch die vier damit in Verbindung stehen- irgendein geeignetes poröses Material in den Spalten 5 den Stempelelemente 1 senkrecht mit vier Drücken angeordnet werden, um die Umgebungsdrücke auf beaufschlagt Wie in Fig. 2 zu sehen ist, werden die die Stempelelemente zu erhöhen sowie den Spalt vier Drücke zu einem einzigen Druck zusammen- ao zwischen je zwei benachbarten Elementen aufrechtgesetzt, der senkrecht zu der inneren Fläche FFFF zuerhalten. Mit dem Ausdruck Umgebungsdruck ist gerichtet ist und der darauf abzielt, die damit in Ver- ein Druck gemeint, der einem Drittel der Summe von bindung stehenden Flächen des durch das mittlere in einem Material in der x-, y- und z-Achse senkrecht Stempelsystem begrenzten kubischen Raumes zusam- zueinander entwickelten Normalspannungen entmenzupressen. Während dieses Vorgangs hat der 95 spricht. Ein solches poröses Material kann zwecksenkrecht auf jede Fläche des kubischen Raumes mäßigerweise Preßspan sein, das eine Vielzahl von wirkende Druck eine Größe, die theoretisch um- kleinen Hohlräumen besitzt, die in einer bestimmten gekehrt proportional dem Verhältnis der äußeren Weise verteilt sind.

Oberfläche zu der inneren Oberfläche des zweiten Erfindungsgemäß hat das äußere Stempelsystem

Stempelsystenis vergrößert ist, und eine Richtung, 30 die Form eines rotationssymmetrischen Körpers. Wie die gegenüber der Richtung, in der der entsprechende in Fig. 1 gezeigt ist, sind mehrere Sätze, in diesem Druck auf die zugeordnete Fläche des Oktaeder- Fall vier Sätze, von elektrisch isolierenden Platten raumes wirkt, um einen Winkel von 55° 44' oder und Führungen 6 bzw. 7 auf den ebenen frei liegeneinen Winkel geändert ist, der zwischen den zugeord- den Oberflächen des äußeren Stempelsystems angeneten Flächen des Oktaederraumes und des kubi- 35 ordnet, um die Rotationssymmetrie der Stempeischen Raumes gebildet ist Wenn man von der anordnung herzustellen, die ihrerseits durch eine Kristallographie Gebrauch macht, so ist dieser Win- äußere Hülle 8 aus einem geeigneten weichen Matekel gleich einem solchen, der beispielsweise zwischen rial, wie z. B. Gummi, hermetisch abgedichtet ist. Die den <111>- und <100>-Richtungen besteht. Isolierplatten 6 dienen sowohl der Unterstützung dei

Weil jede der Flächen des kubischen Raumes mit 40 Bewegung eines der äußeren Stempelelemente relativ vier Stempelelementen 3 in Verbindung steht, wird zu den benachbarten Stempelelementen als auch zum der Druck auf der erwähnten Fläche auf jene Stem- elektrischen Isolieren der Elemente gegeneinander, pelelemente übertragen, wodurch er in ähnlicher Die Führungen 7 dienen dazu, zu verhindern, daß Weise in seiner Stärke vergrößert und in seiner irgendein Teil der weichen äußeren Hülle 8 infolgf Richtung verändert wird, bis in dem durch das 45 des äußeren Drucks nach außen hin konkav ist, und innerste Stempelsystem umgrenzten Arbeitsraum 0 um die Stempelelemente 1 während des Zusammen· ein maximal möglicher Druck entwickelt ist. Dieser setzens zu führen.

maximal mögliche Druck wird als quasi-hydro- Die resultierende Anordnung wird in einem ge

statischer Druck auf ein plastisches Druckmedium eigneten hydraulischen Medium 9 angeordnet, da! und damit auf ein in dem Arbeitsraum angeordnetes 50 dazu bestimmt ist, unter einen hydrostatischen Druci Werkstück ausgräbt gesetzt zu werden, um in dem Arbeitsraum einet

Damit dürfte ersichtlich sein, daß der jedem Stem- ultrahohen Druck zu erzeugen,
pelsystem zugeführte Druck dieses als ein verstärkter Wie in F i g. 1 gezeigt ist, werden das mittlere um

Druck verläßt, der auf die Mitte des Arbeitsraumes das innere StemDclsystem 2 und 3 und die zugeord zu gerichtet ist während die in jedem Stempelelement 55 neten Druckübertragungsglieder 4 und 4' oder da: in Richtung des Umfangs entwickelten Komponenten innere 'Stempelsystem 3 und das Druckubertragungs des Drucks 5m wesentlichen gegeneinander aufge- glied 4' in einer Kapsel 10 oder 1·' aus irgendeinen hoben werden. geeigneten Sexiblen Material, wie z. B. Polyamid

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, sind Druckübertra- aufgenommen, um ein Probestück leicht auswechseli gungsglieder 4 und 4' in engen Spalten angeordnet, 60 zu können.

die zwischen dem ersten, dem zweiten und dem drit- Insgesamt besteht die vorliegende Einrichtung au¹

tea Stempelsystem 1, 2 bzw. 3 gebildet sind, um eine einem plastischen Druckmedium, das sich in den auf die Mitte des Arbeitsraumes zu gerichtete gleich- Arbeitsraum 0 befindet dem dritten Stempelsystem 3 mäßige Relativbewegung zwischen dem ersten, dem dem Druckübertragungsglied 4', dem zweiten Stem zweiten und dem dritten Stempelsystem I, 2 bzw. 3 65 pelsystem 2, dem Druckübertragungsglied 4, den gebildet sind, um eine auf die Mitte des Arbeite- ersten Stempelsystem 1, den Isolierplatten 6, dei raumes zu gerichtete gleichmäßige Relativbewegung Führungen 7. der weichen elastischen äußeren Hülle 1 zwischen dem ersten, dem zweiten und dem dritten und dem hydraulischen Medium 9 in der eenanntci

(ο

Reihenfolge, beginnend mit der Mitte der Einrich- Der Verlustfaktor kann jedoch qualitativ als eine rung. Das hydraulische Medium 9 befindet sich in Funktion des Drucks P, allein betrachtet werden,
einem geeigneten Druckkessel (nicht dargestellt) Der Verlustfaktor trägt nicht nur zum Auftreten

und ist dazu bestimmt, unter einen Druck bis zu eines Reibungsverlustes bei, sondern ist außerdem 10 000 kg/cm* gesetzt zu werden. 5 wirksam für das Zusammenpressen der einzelnen

Gemäß der Erfindung in der einfachsten Form Teile, auf die die hohen Drücke einwirken, wie z. B. kann die Stempelanordnung ein äußeres Stempel- die Stempelelemente, bewirkt Spannungen, die in den system umfassen, das einen Innenraum in der Form verwendeten Materialien als Druckkräfte auftreten, eines regulären Oktaeders oder eines Würfels besitzt, und verhindert, daß die einzelnen Teile infolge in dem ein inneres Stempelsystem sitzt, das in seiner io Scherung brechen. Obgleich der Verlustfaktor schein-Form komplementär zu dem Raum ist und in sich bar zu einem Kraftverlust führt, ist er doch ein wicheinen Arbeitsraum in der Form eines Würfels bzw. tiger Faktor in dem Sinne, daß ein erzeugter ultraeines regulären Oktaeders bildet. Der Arbeitsraum hoher Druck in seiner Stärke zunimmt, bis ein zur wird dann mit einem geeigneten plastischen Druck- Verfügung stehendes Material, das zum Erzeugen medium und einem Werkstück gefüllt. 15 eines ultrahohen Drucks verwendet wird, wie z. B.

Um andererseits den maximalen Druck, der in dem das für die Stempel, an der Grenze seiner mecha-Arbeitsraum erzeugt werden kann, zu erhöhen, kann nischen Festigkeit ist.

die Stempelanordnung mehr als drei Stempelsysteme Wie oben beschrieben wurde, wird eine Druckumfassen, wie sie oben in Verbindung mit den kraft von dem ersten Stempelsystem zu dem zweiten F i g. 1 und 2 beschrieben wurden. In diesem Fall »o Stempelsystem und von dort zu dem dritten Stempelkönnen die Innenräume, die durch die entsprechen- system übertragen, während ihr Vektor sich bei den Stempelsysteme begrenzt werden, beispielsweise jedem Übertragungsvorgang in seiner Richtung in Form von regulären Oktaedern gebildet werden, ändert. Dies ist die Ursache dafür, daß die Kraft in die mit Würfeln abwechseln. Der äußere Raum kann mehraxiale Druckkräfte zerlegt wird. Dies bedeutet, aus einem regulären Oktaeder oder einem Würfel «5 daß das jeweils nachfolgende Stempelsystem gebestehen. Das Zusammensetzen eines solchen Stem- zwungenermaßen einer Druckspannung unterliegt, pelsystems wird jedoch kompliziert. was zu einer Erhöhung des Verlustfaktors führt und

Die Stempelelemente, die scharfe Spitzen und deshalb dazu dient, die Materialien für die Stempel-Kanten haben, können manchmal infolge der starken systeme steifer zu machen, mit dem Ergebnis, daß Spannungskonzentration deformiert werden und/oder 30 der in dem Arbeitsraum maximal mögliche Druck brechen. Um diese Mangel zu beseitigen, können bei zunimmt.

mindestens einem Stempelelement vorzugsweise seine Die Richtung, in der sich jedes Stempelelement

Spitzen und Kanten durch Läppen oder Schleifen infolge einer zugeführten Kraft bewegen kann oder abgerundet werden. Solche Stempelelemente sind in in der eine zu der inneren Endfläche des Stempeiden F i g. 7 und 8 gezeigt, in denen ein zweites bzw. 35 elements senkrechte Kraft gerichtet ist, ändert sich drittes Element einer Dreifachstempelanordnung dar- um einen Winkel von 54° 44' für jedes Stempelgestellt ist. Wenn es erwünscht ist, daß ein solches system, wie aus der vorstehenden Beschreibung in Stempelelement scharfe Spitzen und Kanten besitzt, Verbindung mit der Fig. 2 leicht ersichtlich ist. dann kann irgendein geeignetes Material, das etwas Dieser Winkel entspricht annähernd der Richtung, in weicher als das Material des Stempelelements ist, an 40 der ein Material, das mit einer einfachen Druckden Spitzen und Kanten angebracht werden, um sie oder Zugkraft beansprucht wird, abschert. Deshalb in scharfe Form zu bringen. kann man sagen, daß die vorliegende Einrichtung

Wenn es erwünscht ist, ist es außerdem möglich, eine solche Konstruktion besitzt, daß die Stempeiden Arbeitsraum in der Richtung der Rotations- systeme in den Scherrichtungen vorgeteilt sind, um Symmetrieachse auszudehnen. Dieser abgewandelte 45 zu verhindern, daß sie infolge der Scherungen bre-Arbeitsraum kann, wenn das Verhältnis der Ober- chen. Dies trägt zu einer Erhöhung des in dem Innenfläche eines der Innenräurne zu der des folgenden raum des innersten Stempelsystems entwickelten Innenraumes auf einem üblichen Wert gehalten wird, maximal möglichen Drucks bei und schafft eine dazu beitragen, die Konfiguration eines in einem Methode, um in wirtschaftlicher Weise ultrahohe plastischen Druckmedium in dem Arbeitsraum an- 50 Drücke zu erzeugen, weil es möglich ist, Materialien geordneten Probestäcks zu verbessern. geringerer Qualität für die Stempelelemente für einen

Es wird nunmehr die Arlwätswcise der Einrichtung bestimmten zu erzeugenden Druck anzuwenden,
gemäß der Erfindung beschrieben: Es sei angenom- Wenn eine Einrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt

mec, daß P₀ einen Druck in dem hydraulischen ist, einem hydrostatischen Druck ausgesetzt wird, zeigt Medium 9, S₀ einen Bereich der äußeren Oberfläche ;s F i g. 6 ein typisches Verteflungsprofil der darin in des ersten oder äußeren Stempelsystems, S₁ einen einer Richtung OR (siehe Fig. 1) entwickelten Bereich der äußeren Fläche des durch das innerste Drucke, wobei die Abszissenachse die Entfernung R Stempeliystem oder durch das plastische Druck- von der Mitte des Arbeitsraumes in einem beliebigen medium begrenzten Polyederrautues und P₁ einen in Maßstab angibt und die Ordinatenachse den in den dem plastischen Medium entwickelten Druck dar- 60 verschiedenen Teilen entwickelten Druck hu natSrsteflt Dann erhält man folgende Beziehung: liehen logarithmischea Maßstab darstellt Da außer

dem die längs der Kurve aufgetragenen Bezugszeichen

f ρ _, ρ . ?· a, b, c, d, e, f und g die entsprechenden Teile der

' ' $. ' F i g. 1 kennzeichnen, dürfte es leicht za verstehen

t$ sein, wie der hydraulische Druck in dem FHissigkeits-

wobei / einen Verlustfaktor des Drucke darstellt, der medium 9 von dem äußeren Stempelsystem über die eine Funktion der Kontiruktion der verwendeten dazwischenliegenden Teile zu dem Arbeitsraum fiber- Einrichtong und der Paranneter P„ P₀, SJS₁ usw. ist. tragen wird, während er stufenweise in seiner Größe

zunimmt Es wird darauf hingewiesen, daß die Kurve mit acht kubischen Stempelelementen aus Wolframfür das innere Stempelsystem im Punkt t geknickt ist, karbid (Hartmetall) mit 3 Gewichtsprozent Kobalt was ein Zeichen dafür ist, daß sich das Material und eine Druckübertragungsschicht zwischen dem dieses Stempelsystems im zusammengepreßten Zu- zweiten und dem dritten Stempelsystem, die aus stand in einem elasto-plastischen Bereich befindet 5 Schichten von speziell gepreßtem Papier und PoIy-Mit anderen Worten, durch die Erfindung kann der tetraifluoräthylen hergestellt war. Das Verhältnis von Vorgang der Druclfcvergrößerung auch in dem Fall innerem zu äußerem Radius war Dreißig (30), und es ausgeführt werden, daß sich ein verwendetes Material wurde deshalb ein Verhältnis der Flächen von Neunin seinem elasto-plastischen Bereich befindet. hundert (900) erreicht In einem Druckmedium aus Die folgenden Beispiele erläutern die Lehren der io Pyrophyliit wurde ein Druck bis 720 kb entwickelt Erfindung: ^e ^durch Extrapolation einer gewonnenen Eichkurve

geschlossen wurde. Es wurde festgestellt, daß das

Beispiel I dritte Stempelsystem etwas deformiert war, jedoch

wiederholt verwendet werden konnte. Die Einrich-

Es wurde eine Doppelstempeleinnchrung gebaut, 15 tung hatte einen Verlustfaktor, der auf 6,5 geschätzt die ein äußeres Stempelsystem aus einem besonders wurde.

festen Werkzeugstahl mit einer Bruchfestigkeit von Beisoiel III

215 kg/mm* und ein inneres Stempelsystem aus ^v

Wolframkarbid (Hartmetall) mit 5 Gewichtsprozent Es wurde eine Einrichtung hergestellt, die im

Kobalt besaß, um. zwei Innenräume in der Form «o wesentlichen identisch mit derjenigen des Beispiels I eines regulären Oktaeders bzw. eines Würfels ab- war, mit der Ausnahme, daß der äußere Raum zugrenzen, wie oben in Verbindung mit den F i g. 1 kubisch war, während der innere Raum ein regulärer und 2 beschrieben wurde. Der äußere Raum hatte Tetraeder war, und daß die Druckübertragungseinen Radius, der um einen Faktor Zwanzig (20) grö- schicht aus einer Schicht von Pyrophyliit und PoIyßer war als derjenige des inneren Raumes und damit as tetrafluorethylen hergestellt war. Ein maximaler in seiner Fläche um den Faktor Vierhundert (400) Druck von 210 kb wurde erreicht, wie durch Extragrößer war als der Letztere. Ein Drackübertragungs- polation einer gewonnenen Eichkurve geschlossen glied zwischen den beiden Siempelsystemen wurde wurde, und der Verlustfaktor war 3,85. aus Schichten von Pyrophyliit, Polyttetrafluoräthylen .

und pulverisiertem Molybdändisulfidl hergestellt, und 30 V

Pyrophyliit in der Form eines Würfels, dessen eine Es wurde eine Einrichtung identisch mit der von

Kante um einen Faktor 1,25 größer war als diejenige Beispiel ΠΙ hergestellt unter Verwendung eines heißdes kubischen Raumes, wurde unter Zwang in den gezogenen Werkzeugstahls als Material für das Arbeitsraum eingeführt äußere Stempelsystem und eines Stahls mit hohem

Die Druckeichpunkte von Wismut (25 kb und 35 Kohlenstoffgehalt und einer Vickershärte von un-88 kb) und Blei (161 kb) wurden genau wieder fest- gefähr 950 als Material für das innere Stempelgestellt. In dem würfelförmigen Pyrophyliit wurde system. Es wurde ein maximaler Druck von 110 kb ein Druck bis ze 195 kb erzeugt, ohne daß die erreicht, ohne daß das innere Stempelsystem brach. Stempelelemente brachen, wie durch Extrapolation w<»i<:ntpl V

einer abgebrocherien Eichkurve geschlossen wurde. 40 η ei spie 1 ν

Die Einrichtung hatte einen Verlustfaktor, der auf Es wurde eine Einrichtung identisch mit der von

3,6 geschätzt wurde. Beispiel IV hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein

. _n Dmckübertragungsglied wie das bei 4' in Fig. 1 ge-

Beispiel 11 zeigte, das innere Stempelsystem, ein Probestück und

Es wurde eine Einrichtung ähnlich der in F i g. 1 45 Ausfüllstücke durch eine Hülle aus Polyamidgewebe gezeigten hergestellt In diesem Beispiel saß in einem umschlossen waren. Diese Maßnahme gestattete, die zweiten kubischen Raum ein drittes Stempelsystem Probestückanordnung sehr leicht auszuwechseln.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 6(37 202 ^ Dnrckvervielfacbung, wobei die Größe dieser Druck-Patentansprüche: Vervielfachung im wesentlichen dem Verhältais der Basisfläche zur vorderen Pyramidenstumpfflache ent-

1. Vorrichtung zum Erzeugen ultrahoher Drücke spricht .

mit einer aus einem weichen elastischen Material 5 Es zeigt sich jedoch, daß die mit einer derartigen

bestehenden Hülle, welche sich to einer mit hydro- Hochdruckvorrichtung erzielbare Drackverstarkung

statischem Druck beaufschlagbaren Flüssigkeit begrenzt ist, weü die vorderen Pyramidenstumpf-

befindet, und einem innerhalb der elastischer flächen der Stempel nicht behebig kiemgemacht

Hülle angeordneten, aus einer Mehrzahl von werden kann. Bei zu klein dimensionierten vorderen

Stempeln bestehenden Stempelsystem mit der« Pyriunidenstumpfflächen kann namhch nicht.gewahr-

Außenform eines rotationssymmetrischen Kör- leistet werden, daß die einzelnen Stempel gleichmäßig

pers, welches einen polyederförmigen Innenraum aufeinander zu bewegt werden. Bei einer Abweichung

umschließt, dessen einzelne Flächen jeweils einem des inneren Druckraumes von der Würfelform er-

einzelnen Stempel zugeordnet sind, dadurch geben sich jedoch äußerst hohe Beanspruchungen der

gekennzeichnet, daß innerhalb dieses 15 Stempel an ihren vorderen Enden, was zu Beschadi-

Innenraums mindestens ein weiteres Stempel- gungen derselben führt.

tystem angeordnet ist, dessen Stempel (2,3) im Demzufolge ist es Ziel der vorhegenden Erfindung,

zusammengesetzten Zustand eine in ihrer Form eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu

komplementär zu dem Innenraum des äußeren schaffen, welch« bei Vermeidung obiger Nachteile die

Stempelsystems ausgebildete äußere Oberfläche *© Erzeugung äußerst hoher Drücke ermöglicht, wobei

aufweisen und mit ihren einwärts gerichteten Beschädigungen der einzelnen Stempel weitgehend

Endflächen die Begrenzungsflächen eines weiteren vermieden werden.

regulär polyederförmigen Innenraums bilden, daß Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß

die Form aller Stempel (1 bis 3) des jeweiligen innerhalb dieses Innenraumes mindestens ein weiteres

Stempelsystems gleich ist und daß zwischen jedem as Stejapelsystem angeordnet ist, dessen Stempel im zu-

Stempelsystem eine Schicht (4,40 aus weichem, sammengesetzten Zustand eine in ihrer Form komple-

elastkchem Material angeordnet ist. mentär zu dem Innenraum des äußeren Stempel-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- systems ausgebildete äußere Oberfläche aufweisen kennzeichnet, daß drei ineinandergeschachtelte und mit ihren einwärts gerichteten Endflächen die Stempelsysteme (1, 2,3) vorgesehen sind. 3» Begrenzungsflächen eines weiteren regulär polyeder-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- förmigen Innenraumes bilden, daß die Form aller durch gekennzeichnet, daß die Innenräume ab- Stempel des jeweiligen Stempelsystems gleich ist und wechselnd die Form von regulären Oktaedern daß zwischen jedem Stempelsystem eine Schicht aus und Würfeln aufweisen. weichem elastischem Material angeordnet ist.

35 Auf Grund der Tatsache, daß innerhalb des von

dem ersten Stempelsystem umschlossenen Innen-

raumes ein weiteres Stempelsystem angeordnet ist,

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine welches ebenfalls einen polyederförmigen Innenraum Vorrichtung zum Erzeugen ultrahohe·· Drücke mit umschließt, ergibt sich die Möglichkeit, daß die einer aus einem weichen elastischen Material be- 40 Stempel der einzelnen Stempelsysteme äußerst gleichstehenden Hülle, welche sich in einer mit hydro- mäßig gegeneinander getrieben werden. Da somit die statischem Druck beaufschlagbaren Flüssigkeit be- Seitenflächen des für die Druckversuche umschlossefindet, und einem innerhalb der elastischen Hülle nen Arbeitsraumes im Verhältnis zu den von dem angeordneten, aus einer Mehrzahl von Stempeln be- Druckmedium beaufschlagten Arbeitsflächen des stehenden Stempelsystem mit der Außenform eines 45 äußersten Stempelsystems relativ klein sind, können rotationssymmetrischen Körpers, welches einen poly- mit Hilfe einer derartigen Hochdruckvorrichtung ederförmigen Innenraum umschließt, dessen einzelne äußerst hohe Drücke erzeugt werden.
Flächen jeweils eimern einzelnen Stempel zugeordnet In diesem Zusammenhang ist erwähnenswert, daß sind. im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine PoIy-

Zur Erzielung von Höchstdrückeri ist es bereits 50 ederkonversion vorgenommen wird, indem jedem bekannt (s. beispielsweise FR-PS 1 263 185 sowie Stempel der einzelnen Stempelsysteme jeweils eine US-PS 3 241188), eine Stempelanordnung vorzu- Ecke des von dem betreffenden Stempelsystem umsehen, welche im wesentlichen aus sechs in etwa schlossenen äußeren Polyeders zugeordnet wird. Die pyramidenstumpfförmigen Stempeln besteht, welche vorderen Enden der einzelnen Stempel bilden dann räumlich derart angeordnet sind, daß sie mit ihren 35 die Flächen des von diesem Stempelsystem umschlosvorderen Pyramidenstumpfflächen einen in etwa kubi- sene:n inneren Polyeders. Da somit die teils durch sehen Hohlraum umschließen, in, welchem die Höchst- die Außenform, teils durch die Innenfonn der Stempel drücke erzeugt werden sollen. Die Basisflächen dieser einer Stempelanordnung gebildeten zwei Polyeder pyramidenstumpfförmigen Stempel, welche wahlweise zumindest winkelmäßig voneinander abweichen, ereinen Kubus bzw. eine Kugel ergeben, sind von einer βο gibt sich bei jedem Übergang von einem Stempel in elastischen Hülle umschlossen, auf welche von außen den darunterliegenden Stempel eine Vergabelung her ein Druckmittel beaufschlagt wird. Da die Basis- bzw. Vernestelung der Druckübertragung, so daß die fläche dieser pyramidenstumpfförmigen Stempel we- einzelnen Stempelsysteme sehr gleichmäßig gegeneinsentlich größer als deren vordere Pyramidenstumpf- ander getrieben werden.

fläche ist, ergibt such innerhalb des von den sechs 65 Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung

Stempeln umschlossenen kubischen Raumes im Ver- ist dadurch gekennzeichnet, daß drei ineinander-

gleich zu dem Druck des auf die Stempel von außen geschachtelte Stempelsysteme vorgesehen sind,

aufgebrachten Druckmediums eine entsprechende Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung