DE1910604A1

DE1910604A1 - Druckkammer zur Verdichtung von Koerpern unter hohem Druck,z.B. zur isostatischen Komprimierung von Pulverkoerpern

Info

Publication number: DE1910604A1
Application number: DE19691910604
Authority: DE
Inventors: Torstein Landa; Pertti Syvaekari; Erik Westmann
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1968-03-11
Filing date: 1969-03-01
Publication date: 1969-11-27
Also published as: AT286083B; GB1250817A; SE321315B; US3613157A; DE1910604B2

Description

Druckkammer zur Verdichtung von Körpern unter hohem Druck, z.B. zur igostatischen Komprimierung von

Pulverkörpern

Die Erfindung betrifft eine Druckkammer zur Verdichtung von Material unter hohem Druck, z.B. zur isostatischen Komprimierung von Pulverkörpern, "beispielsweise von Hartmetallprodukten, elektrischen Heizelementen mit einem elektrischen Leiter, der von einem Körper aus gepreßtem Pulvermaterial und eventuell einer ihn umschliessenden, rohrförmigen Hülle umgeben ist, von Schweiß- oder Ofenelektroden u.a.m.

Es ist bekannt, einen oder mehrere Pulverkörper*■■ die gewöhnlich mit einer dichten Hülle versehen sind, in einer Hochdruckkammer anzuordnen und mit einem gas- oder flüssigkeitsförmigen Druckmittel einen hohen Druck in der Kammer aufzubauen, so daß die Körper einem allseitigen Druck ausgesetzt werden, eine große Dichtigkeit bekommen und fast ganz frei von Porositäten, Lufteinschlüssen usw. werden.

-2-

909848/0531

Durch ein solches isostatisches Pressen können mit Vorteil Körper mit komplizierteren Formen als nach anderen Methoden hergestellt werden, z.B. gekrümmte Hartmetailstücke, Heizelemente mit Spiralform oder anderer komplizierterer Form. Das Formen kann in einfacher Weise vor dem isostatischen Pressen ausgeführt werden. Dieses Verfahren ergibt eine gute Qualität der Produkte und gute Bemessungsgenauigkeit auch ohne Kalibrierung, und gleichzeitig hohe Stückzahlen. Die Herstellungsfe kosten sind deshalb gering.

Ein Nachteil, der jedoch zuweilen bei diesem isostatischen Pressen vorkommt, ist, daß Druckmittel, die für Hochdruckpumpen geeignete schmierende Eigenschaften haben, Nachteile verursachen können, wenn sie in Kontakt mit den Körpern kommen. Es ist schwer, Öl, das sich auf einem Heizelement festgesetzt hat oder in seine Poren eingedrungen ist, zu entfernen. Solche Rückstände vermindern z.B. die Isolationsfähigkeit der Körper. Außerdem kann Öl bei der späteren Verwendung des Heizelements lange Zeit einen schlechten Geruch verbreiten. Es ist schwierig, ein Druckmittel zu finden, das sowohl für die Hochdruckpumpen als auch für die in der Druckkammer zu pressenden Körper geeignet ist.

Um die genannten Schwierigkeiten zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, die Körper in einen Behälter mit einer elastischen Wand in Form eines Sackes einzusetzen und den Behälter mit

-3-909848/0531

einem für die Körper geeigneten Druckmittel zu füllen, danach zu verschliessen und in eine Druckkammer zu bringen, in der ein für Druckmittelpumpen anwendbares Druckmittel benutzt wird. Bei dieser Anordnung hat es sich erwiesen, daß das Druckmittel im Behälter vom Druckmittel in der Druckkammer verunreinigt wird oder umgekehrt. TJm Verunreinigungen zu verhindern, ist der Behälter nach dem Herausheben aus der und vor dem Hinabsenken in die Druckkammer gewaschen worden, was aber mehr Arbeit bedeutet und mehr Raum beansprucht und somit zu höheren Kosten führt.

Eine Druckkammer für die ieostatische Komprimierung von Fuiverkörpern u.dgl., die einen Hochdruckzylinder, in diesen hineinragende Deckel, zwei Druckmittel und Organe zur Aufnahme der axialen Druckkräfte hat, die das Druckmittel auf die Deckel ausübt, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Deckel eine in den Zylinder hineinragende und von dem auf das Arbeitsstück bzw. den Körper wirkenden Druckmittel umgebene Kammer mit mindestens einer elastischen oder verschiebbaren Wand umfaßt, die die beiden in der Druckkammer benutzten Druckmittel voneinander trennt. Die elastische Wand kann ein zylindrischer Sack oder ein Balg sein, der an seinem offenen Ende dicht am Deckel angeschlossen ist. Der Deckel kann einen in die Kammer hineinragenden rohrförmigen Teil haben, an dessen innerem Ende der Sack befestigt ist. Der rohrförmige Teil kann mit einem perforierten Deckel, Critter, Netz o.dgl. versehen sein, der bzw. das verhindert, daß Teile aus der Hochdruckkammer

909848/0531 -4-

in den Sack fallen. Der Sack füllt in unbelastetem Zustand im wesentlichen den rohrförmigen Teil aus. Statt eines elastischen -Sackes kann man einen beweglichen Kolben verwenden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen: Fig. 1 eine Ausführung mit einer Wand aus

elastischem Material und
^ Fig. 2 eine Ausführung mit einer verschiebbaren

Wand in der Form eines beweglichen Kolbens.

Beide Ausführungen haben eine Druckkammer der Art, in der die auf die Zylinderdeckel wirkenden Kräfte von einem Pressengestell aufgenommen werden*

In der Zeichnung bezeichnen 1 die Joche eines im übrigen nicht gezeigten Fressengestelles und 2 einen Hochdruokzylinder, der aus einem Rohr 3» einem dieses umgebenden, vorgespannten Band- * mantel 4. zwei Stützringen 5, die durch Sprengringe 6 axial auf dem Bohr 3 fixiert sind, und aus einer Schutehülle 7 besteht. Der Zylinder hat zwei Deckel β und 26, die mit einem zylindrischen Ansatz in den Hochdruokzylinder hineinragen. Der untere Deckel β ist mit Hilfe eines Binges 9» eines Federpakets 10 und mehreren Bolzen 11 am unteren S tut Bring 5 aufgehängt.

zwei

Der in den Zylinder hineinragende Teil hat/in Durchmesser abgestufte Teile mit einem kleiner werdenden Durchmesser. Xn dem

-5-90 9 848/0 53! ,

191060A

ringförmigen Raum zwischen dem Rohr 3 und dem ersten abgestuften Teil liegt ein Dichtungsring 12, der in seiner lage von einem Ring 13 gehalten ist, der in axialer Richtung am Deckel 8 befestigt ist. Der Ring 13 ist mit einem rohrförmigen Teil 14 fest verbunden. Ein Sack 15 ist an seinem oberen Ende zwischen einem Ring 16 und dem oberen Rand des rohrförmigen Teils 14 eingespannt. In dem Ring 16 liegt ein perforierter Deckel 17. Zwischen dem Ring 13 und dem Deckel 8 gibt es einen Dichtungsring 18.

Im Deckel 8 sind zwei Kanäle 19 und 21 für die Zufuhr von Druckmitteln angeordnet. Durch den Kanal 19 wird dem Arbeitsraum der Druckkammer und durch den Kanal 21 dem Raum 22 zwischen dem rohrförmigen Teil 14 und dem Sack 15 Druckmittel zugeführt. Ein Kolben 23, der im Deckel 8 mit Hilfe von Bolzen 24 und eines Federpakets 25 aufgehängt ist, wird zum Einschieben der Deckel in den Zylinder nach dem Pressen benutzt.

Der in den Zylinder hineinragende Teil des oberen Deckels 26 hat auch zwei im Durchmesser abgestufte Teile. Im ringförmigen Raum zwischen dem Rohr 3 und dem Deckel 26 liegt ein Dichtungsring 27, der in seiner lage von einem Ring 28 gehalten wird, der axial am Deckel befestigt ist. Im Deckel ist ein. Kanal 35» durch den der Raum 20 entlüftet wird, während er durch den Kanal 19 mit Druckmittel gefüllt wird. Ein Pulverkörper, der gepreßt werden soll, ist mit 29 bezeichnet.

-6-909848/0531

Fig. 2 zeigt eine Ausführung der Hochdruckkammer,, in statt eines elastischen Sackes 15 einen Kolben 50 mit einem Dichtungsring 34 verwendet, um die beiden Druckmittel voneinander zu trennen. Der Kolben läuft in einem Zylinder 51, der mit dem Haltering 13 für den Dichtungsring 12 dichtend verbunden ist. Der Zylinder hat einen perforierten Deckel 32. Der Kanal 21 für das Hochdruckmittel mündet in den Raum 35 unter dem Kolben 30. Im übrigen ist die Hochdruckkammer identisch mit der ^ in Fig. 1 gezeigten.

Eine Druckkammer der gezeigten Art wird mit Körpern 29 gefüllt, die außerhalb des Pressengestelles isostatisch komprimiert werden sollen. Der obere Deckel wird aufgelegt, die Kammer in ein Pressengestell eingesetzt und der Raum 20 der Kammer durch den Kanal 19 im unteren Endverschluß 8 mit dem für das Pressen geeigneten Druckmittel gefüllt. Während des Füllens kann eingeschlossene Luft durch den Kanal 35 im oberen Deckel 26 austreten. Wenn der Raum 20 mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird ein Ventil in einer am Kanal angeschlossenen, nicht gezeigten Leitung geschlossen und weitere Flüssigkeit zugeführt, bis die Deckel ö und 26 aus dem Hochdruekzylinder soweit hinausgeschoben sind, daß sie in Kontakt mit den Jochen 1 des nicht gezeigten Pressengestelles kommen. Danach wird ein Ventil in einer am Kanal 19 angeschlossenen, nicht gezeigten Leitung geschlossen. Nun wird die Kammer mit einer gewöhnlichen Pumpe unter Druck gesetzt, die dem Raum 22 ein Druckmittel zuführt. Der Preßdruck beträgt zwi-

-7-909848/05 3-1

sehen 1000 und 20000 bar, gewöhnlich bis ca 6000 bar. Bei Druckerhöhung nimmt das Volumen der Kammer zu und das Druckmittel wird in einem gewissen Grade komprimiert. Pur die Druckerhöhung ist also eine diesen Volumenänderungen entsprechende Druckmittelzufuhr erforderlich. Das Volumen des Sackes 15 und des Zylinders 31 muß somit der genannten Volumenänderung angepaSt werden, so daß die Körper deformiert werden bzw. eich in erforderlicher Erstreckung bewegen können.

Al· Beispiel kann genannt werden, daß bei einem Arbeitsdruck Ton 6000 bar das erforderliche Volumen des Sackes 15 oder dee Eylinders 31 mindestens 16 56 des Gesamtvolumens der Kammer betragen muB.

Hach dem Pressen wird der Druck durch Abzapfen des Druckmittels gesenkt und die Deckel werden mit Hilfe der Betätigungekolben 23 in ihre Innere Lage eingedrückt, wonach die Kammer aus dem Pretsengestell herausgenommen und geöffnet wird und die gepreiten Körper herausgenommen werden· Danach können wieder neue Arbeitsstücke in die Kammer hineingelegt werden.

Die Erfindung 1st nicht auf die gezeigte AusfUhrungsfom begrenzt, sondern mehrere Variationen und Abänderungen sind im Rahmen der Patentansprüche denkbar· So 1st die Erfindung ebenso anwendbar bei Druckkammern mit im Hochdruckeylinder eingeechraubten Deckeln.

-8-909848/0531

Claims

Patentansprüche ι

^f1. ) Druckkammer zum Komprimieren mindestens eines Arbeits-Stückes mit Hilfe zweier Druckmittel, beispielsweise zur isostatischen Komprimierung von Pulverkörpern, bestehend aus einem Hochdruckzylinder, in diesen hineinragenden Zylinderdeckeln und Organen zum Aufnehmen der axialen Druckkräfte, die das Druckmittel auf die Zylinderdeckel ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß einer (8) der beiden Deckel (8, 26) eine in den Zylinder (3) hineinragende und von dem auf das Arbeitsstück wirkenden Druckmittel umgebene Kammer (14) mit mindestens einer elastischen oder verschiebbaren Wand (15/ 30) umfaßt, die die beiden in der Druckkammer benutzten Druckmittel voneinander trennt.
2. Druckkamer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Wand aus einem zylindrischen Sack (15) besteht, der an seinem offenen Ende dicht am Deckel (8) angeschlossen ist.
3· Druckkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (8) einen in den Zylinder (3) hineinragenden rohrförmigen Teil (14) trägt und der Sack (15) am inneren Ende dieses Teils befestigt ist.

-9-

909848/0531
4· Druckkammer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des rohrförmigen Teils (H) mit einem perforierten Deckel (17), Gitter, Netz o.dgl. verschlossen ist.
5. Druckkammer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sack (15) in unbelastetem Zustand im wesentlichen den rohrförmigen Teil (14) ausfüllt.
6. Druckkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer (8) der beiden Deckel (8, 26) einen in die Druckkammer (3) hineinragenden zylindrischen Teil (31) trägt, in dem ein Kolben (30) axial beweglich angeordnet ist.

909848/0531