DE2143480B2 - Preßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Preßvorrichtung unit wenigstens zwei gegeneinander beweglichen Preßelementen mit einander zugewandten zusammenarbeitenden Preßflächen, wobei jedes Preßelement wenigstens einen geschlossenen Hohlraum aufweist, der ein flüssiges verdampfbares Wärmetransportmittel und eine Kapillarstruktur zum Transport von kondensiertem Wärmetransportmittel von einem Kondensationsbereich zu einem Verdampfungsbereich sowie eine Innenaussteifung zur Festigkeitserhöhung enthält

Eine Preßvorrichtung dieser Art ist aus der LU-PS 60 472 bekannt

Solche Preßvorrichtungen sind zu vielen Zwecken verwendbar. Sie können beispielweise zum Pressen von gläsernen Gegenständen, wie Linsen und Prismen, (Farb)-Fernsehbildschirmen, Kolben und Frontscheiben von Preßglaslampen, oder zur Herstellung von Gegenständen aus Kunststoff, zum Sintern von Pulvern und keramischen Materialien usw. verwendet werden.

Die Preßelemente können dabei aus als Preßformen ausgebildeten Stempeln, aus Matrizen oder aus einer Kombination eines Stempels und einer Matrize bestehen.

Je nach Anwendung wird im Betrieb der Presse einem oder beiden Preßelementen Wärme zugeführt, meistens durch elektrische Widerstandsdrahterhitzung oder durch Gasbrenner, oder eines der Preßelemente wird gekühlt, meistens mit einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel, während das andere Preßelement gegebenenfalls erwärmt wird, oder aber beide Preßelemeinte werden gekühlt. Die Preßfläche eines Preßelementes bildet also je nach Anwendung einen Verdampfungsoder Kondensationsbereich.

Bei Preßvorrichtungen, bei denen hohe Preßdrücke angewandt werden, sind die als Wärmedurchgangswiinde wirksamen Preßflächen beim Pressen einer großen mechanischen Belastung ausgesetzt, zumal wenn diese Wände große Oberflächen aufweisen.

In einigen Fällen werden die Preßflächen auch belastet, wenn nicht gepreßt wird. Damit der Verdampfungs-Kondensationsprozeß des Wärmetransportmittels im Hohlraum innerhalb des Preßelements sich gut vollziehen kann, wird dieser Hohlraum vorzugsweise evakuiert Je nach dem gewählten Wärmetransportmittel passiert es nun, daß der Dampfdruck des Wärmetransportmittels im Hohlraum unter dem atmosphärischen Druck liegt, nicht nur bei Zimmertempera tur, sondern auch bei der meistens hohen Betriebstemperatur der Preßflächen der Preßelemente. Befindet sich beispielsweise Natrium als Wärmetransporimittel im evakuierten Raum, so beträgt der Natriumdampfdruck bei 800° K 8 Torr (1 Torr = 1 mm Quecksilber druck) und bei 1100° K 450 Torr. Das bedeutet daß auch während der Periode, in der nicht gepreßt wird, die Atmosphäre Druckkräfte auf die Preßflächen ausübt Die Wahl von dickeren und somit festeren Hohlraumwänden ist jedoch nicht immer möglich, weil diese Wände im Zusammenhang mit dem Wärmewiderstand an bestimmte Dickengrenzen gebunden sind.

Aus diesen Gründen kann namentlich bei hohen Betriebstemperaturen der Hohlraumwände, bei denen

die Steifigkeit dieser Wände wesentlich geringer ist als bei Zimmertemperatur, eine Verformung (Durchbiegen) bzw. Rißbi/dung der genannten Wände und damit

Implosionsgefahr auftreten. Die Kapillarstruktur kann

sich dabei von der Wand lösen und/oder die

Kapillarsfruktur kann derart beschädigt werden, daß sie

nicht länger zum Zurückführen des Kondensates brauchbar ist

Bei der bekannten Preßvorrichtung ist zwar bei den Preßelementen eine Innenaussteifung durch örtlich

angebrachte Kapillarstege vorgesehen. Hierdurch wird aber die Kapillarstruktur mit der die Hohlraumwände der Preßelemente ausgekleidet sind, nur örtlich gegen diese Wände gedrückt Bei großen von außen ausgeübten Druckkräften auf die Hohlraumwände werden die Kapillarstege jedoch zusammengedrückt und verformt, so daß sie für die Innenaussteifung nicht ausreichen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Hohlraumwände auf einfache und billige Weise so zu stabilisieren, daß sie gegen von außen ausgeübte Druckkräfte ausreichend widerstandsfähig sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß jeder Hohlraum zur Festigkeitserhöhung im Anschluß an die Kapillarstruktur mit einer zusammengepreßten porösen Füllmasse, die jedoch für das flüssige Wärmetransportmittel keine Kapillarwirkung hat aus draht- oder bandförmigem Material gefüllt ist.

Da die Wände nun überall unterstätzt werden, behalten sie ihre ursprüngliche Form bei und wird ein Einreißen der Wände, Implosion oder eine Beschädigung der Kapillarstruktur verhindert. Sollte normalerweise die Möglichkeit bestehen, daß sich die Kapillarstruktur infolge thermischer Spannungen zwischen den Wänden der Hohlräume und der Kapillarstruktur oder durch Stöße oder Schwingungen von den Wänden löst sorgt nun die Füllmasse zugleich dafür, daß die Kapillarstruktur an ihrem Platz bleibt

Weil die Füllmasse nicht-kapillare Durchstromkanäle aufweist, übt sie keine Saugwirkung auf das flüssige Wärmetransportmittel aus.

Mit dieser Füllmasse kann der Hohlraum auf einfache und billige Weise gefüllt werden. Die Drähte oder Bänder können lose in den Raum geschüttet und danach zusammengedrückt werden, was bei solchen Konstruktionen vorteilhaft ist, bei denen bestimmte Teile des Innenraumes schwer zugänglich sind; oder aber das gegebenenfalls einer Sinterung vorgeschaltete Zusammenpressen kann vorher stattfinden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Füllmasse aus Stahlwolle. Diese bietet den Vorteil eines niedrigen Preises, läßt sich leicht in beliebige Formen zusammendrücken und kann irn zusammengepreßten Zustand beträchtliche Flächendrücke aufnehmen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine Preßvorrichtung nach der Erfindung mit zwei hohlen Stempeln als Preßelemente.

In der Figur ist mit 1 ein hohl ausgebildeter und geschlossener Stempel angedeutet, der einerseits eine als Preßfläche dienende erste Wärmedurchgangswand 2 und andererseits eine zweite Wärmedurchgangswand 3 enthält Die Wände des Hohlraumes 4 sind mit einer Kapillarstruktur 5 bedeckt. Der Hohlraum 4 enthält eine geeignet gewählte Menge Natrium als Wärmetransportmittel und ist im übrigen evakuiert Mit Hilfe eines um die zweite Wärmedurchgangswand 3 gewickelten elektrischen Erhitzungsdrahtes 6, der gegen die Umgebung mittels Isoliermaterial 7 thermisch isoliert ist, kann durch die zweite Wärmedurchgangswand 3 hindurch dem Hohlraum 4 Wärme zugeführt werden.

Zugleich ist ein hohl ausgebildeter und geschlossener Stempel 8 vorhanden, der einerseits eine als Preßfläche dienende erste Wärmedurchgangswand 9 und andererseits eine zweite Wärmedurchgangswand 10 aufweist. Die Wände des Hohlraumes 11 innerhalb des Stempels 8 sind mit einer Kapillarstruktur 12 bedeckt. Der Hohlraum U enthält ebenfalls eine geeignete Menge Natrium als Wärmetransportmittel und ist im übrigen evakuiert

Um die zweite Wärmedurchgangswand 10 herum ist auch in diesem Fall ein elektrischer Erhitzungsdraht 13 vorhanden, der gegen die Umgebung durch Isoliermaterial 14 thermisch isoliert ist und mit dessen Hilfe durch die zweite Wärrnedurchgangswand 10 hindurch dem Hohlraum 11 V/ärme zugeführt werden kann.

Die Stempel 1 und 8 sind in axialer Richtung, d. h. in Preßrichtung, gegeneinander hin und her bewegbar, und zwar mittels damit verbundener hydraulischer Kolben 15 bzw. 16. Die die Preßflächen bildenden ersten Wärmedurchgangswände 2 und 9 können dabei zusammenarbeiten und Material, beispielsweise eine weiche Glasmasse, zusammenpressen, die einem durch die genannten Wärmedurchgangswände begrenzten Preßraum 17 zugeführt ist

Das Gebilde aus Stempeln und hydraulischen Kolben liegt in einem Rahmen 18, der weiter mit einer Anzahl

Führungselemente 19 versehen ist, die zur Führung der Stempel 1 und 8 dienen.

Die Wirkungsweise der Preßvorrichtung ist bekannt vergleiche z. B. die LU-PS 60 472.

Werden hohe Preßdrücke angewandt so sind die ersten Wärmedurchgangswände 2 und 9 einer großen mechanischen Belastung ausgesetzt Die Hohlräume 4 und 11 sind evakuiert, damit der Verdampfungs-Kondensationsprozeß des Natriums sich gut vollziehen kann.

Der Dampfdruck des Natriums sowohl bei Zimmertemperatur als auch bei Betriebstemperatur der ersten Wärmedurchgangswände 2 und 9 von beispielsweise 600" C ist dabei viel niedriger als 1 at, so daß, auch wenn die Preßelemente sich nicht im Preßzustand befinden, die ersten Wärmedurchgangswände 2 und 9 einer mechanischen Belastung ausgesetzt sind.

Im Hohlraum 4 ist daher erfindungsgemäß eine zusammengepreßte, für Natriumdampf durchströmbare, nicht-kapillare Füllmasse 20 und im Hohlraum 11 eine entsprechende Füllmasse 21 vorhanden. Diese Füllmassen 20 und 21 dienen als Unterstützungselemente mit einer großen Druckfestigkeit, welche die von außen auf

die ersten Wärmedurchgangswände 2 und 9 ausgeübten Druckkräfte auffangen und dafür sorgen, daß die genannten ersten Wärmedurchgangswände nicht nach innen durchbiegen, einreißen bzw. implodieren oder die Kapillarstruktur 5 bzw. 12 beschädigen. Zugleich sorgen

die Füllmassen 20 und 21 dafür, daß die Kapillarstruktur 5 und 12 sich nicht von den Wänden lösen kann.

Die Füllmassen 20 und 21 bestehen aus zusammengepreßter Stahlwolle, deren Struktur gröber ist als die der Kapillarstruktur 5 bzw. 12, d. h. die Poren innerhalb der Füllmasse 20 weisen größere Durchgänge auf als die Poren in der Kapillarstruktur 5, ebenso wie die Poren innerhalb der Füllmasse 21 größere Durchgänge aufweisen als die in der Kapillarstruktur 12. Dadurch wird vermieden, daß flüssiges Wärmetransportmittel in die Poren der Füllmassen gesaugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Preßvorrichtung mit wenigstens zwei gegeneinander beweglichen Preßelementen mit einander zugewandten zusammenarbeitenden Preßflächen, wobei jedes Preßelement wenigstens einen geschlossenen Hohlraum aufweist, der ein flüssiges verdampfbares Wärmetransportmittel und eine Kapillarstruktur zum Transport von kondensiertem Wärmetransportmittel von einem Kondensationsbereich zu einem Verdampfungsbereich sowie eine Innenaussteifung zur Festigkeitserhöhung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hohlraum (4; 11) zur Festigkeitserhöhung im Anschluß an die Kapillarstruktur (5; 12) mit einer zusammengepreßten porösen Füllmasse (20; 21), die jedoch für das flüssige Wärmetransportmittel keine Kapillarwirkung hat, aus draht- oder bandförmigem Material gefüllt ist

2. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (20; 21) aus Stahlwolle besteht